抗擊疫情視角的工程圖學課程線上教學解決方案*

◆李迎春 李華 程琛

0 引言

2020年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情使全國高校開展了大規模的在線教學實踐，廣大高校教師堅守高校人才培養的初心，充分發揮“互聯網+教育”優勢，堅持“只改變教學方式，不改變教學目標”的原則，開展多種多樣的教學改革實踐[1-2]。工程圖學課程作為工科尤其是機械類專業的一門必修專業技術基礎課，重點培養學生空間想象能力、產品構思能力和實踐動手能力。在舉國抗擊新冠肺炎疫情的形勢下，如何實現線上和線下、理論和實踐的有效銜接？如何充分調動學生居家學習的積極性和學習成效？如何加強學生思想狀態的引導？這些都是在線教學時應著重考慮的問題。本文重點從以下幾個方面重新進行教學設計，保證在線學習與線下課堂教學質量實質等效。

1 搭建多元化的線上教學環境

河南科技大學工程圖學（二）課程共對1 750名學生全部實施互聯網教學。開學之初，教師遴選中國大學MOOC平臺上的國家精品課程吉林大學的“工程圖學（二）”作為輔助資源，供學生課外學習。選用釘釘開展直播教學，基于超星學習通搭建系統的在線學習平臺（https://mooc1.chaoxing.com/course/206195668.html），給教師、學生提供教學內容PPT、教學視頻、題庫、作業庫等豐富的教學資源。為保證學生學有目標，在課程章節中，每章新增學習目標及學習任務書，使學生充分了解本章的學習重點及任務，課堂內容全部圍繞這樣的學習目標來展開。任課教師建立各自教學班的QQ群/微信群作為日常答疑、學生討論平臺，并向學生提供在線教材和習題集，通過多種形式搭建好線上教學環境（圖1）。

圖1 線上教學環境

2 適當調整教學內容，強調教學內容的基礎性、綜合性

工程圖學（二）計劃40學時，其中尺規繪圖占20學時，但鑒于當時的疫情狀況，開展尺規繪圖這一教學環節面臨較大困難。為此，調整原有教學計劃，在保證原有教學內容的基礎上，適量減少尺規繪圖數量，將尺規繪制零件圖、裝配圖大作業改為基于項目學習的PBL作業，并增加八學時的討論課時，保證教學內容不縮水。

3 豐富、細化教學設計，保證學生的學習成效

教學設計的核心目標是保證學生的學習成效，根據培養方案和課程要求，重點從以下幾個方面進行一些改進和設計。

設計互聯的教學過程 教師提前1～2天發布本周的學習預告，明確需完成的任務點，每個任務點都包括講課PPT、教學視頻、章節測驗，并且根據上課時間規定三個時間節點：周三、周六前分別完成兩次課任務點的學習，第三個時間節點為提交本周作業時間。在每個時間節點通過學習通平臺查看學生的完成情況，在QQ群里對未完成學習任務的學生提醒督促。課上通過在線聽課及課堂研討學習相關內容，課后通過觀看直播回放或學習通平臺上的教學視頻以及重點內容精練，鞏固復習所學內容。教師可以通過課前、課上、課后這三個環節把教學內容串聯起來，如圖2所示。

圖2 互聯的教學過程

設置合理的課程檢查點 線上教學由于無法直面學生，相比現場授課，設置課程檢查點顯得更為重要，可以讓學生提升上課關注度。如直播中采用交互式提問，學生可通過屏幕留言或連麥回答問題；課間或下課讓學生簽到，督促檢查學生的到課率；穿插一些隨堂測試并計入學生的過程考核，如圖3所示，通過這些手段來檢查學生的學習成效。教師根據學生的學習狀態，實時動態調整課堂內容。

課程檢查點主要針對重要知識點、往年學生學習過程中遇到的難點、痛點來設置。如螺紋及螺紋緊固件連接，每年學生在學習這部分內容時都出現很多問題，表現在畫圖錯誤率高、粗細線不分、結構不對等，為此讓學生自己總結整理畫圖中的常見錯誤，并設置40道題目，通過課上、課后練習，加強對這部分內容的理解，對錯誤率較高的題目詳細進行解析，發給學生學習訂正。

提升課堂的研討深度 零件圖、裝配圖的視圖選擇是本學期的重點內容，重點培養學生表達零部件的合理性、正確性。按照教學計劃，這部分需要完成三張A3圖。學生拿到零件軸測圖，往往不知如何入手分析，通常教師要提前講一下表達方案，結果經常是全班的表達方案都一樣。這次改成以PBL項目形式完成，教師需提前一周發布任務及要求，學生5～6人一組，組內設組長主導項目實施，小組成員每人要承擔一定的任務并在PPT中注明分工，培養團隊合作。先以小組為單位進行討論，并將討論結果做成PPT匯報，表達方案可以手工草繪，支持CAD繪圖、三維建模（加分項）；課堂上組織大家討論分析各小組方案的優缺點，最終得到一最佳方案。本學期共開展四次這樣的專題討論，通過這樣的專題研討，提高學生的參與度，也提升課程內容深度。另外，利用學習通平臺開展一些拓寬知識點的討論，如“找一找生活、生產中的左旋螺紋”“多線螺紋的優點、用途”“半圓鍵的標記中為何標直徑而不標半徑”等，給積極參與討論并回答正確的學生點贊加分并計入過程考核，以此調動學生的學習積極性。

設計更豐富的互動環節 采用多種直播或互動的教學工具，如釘釘、騰訊課堂、學習通、微信、QQ等，這些平臺都提供了非常好的互動手段。在學習通上通過在線簽到、選人提問、投票、隨堂測試、發起課堂主題討論、問卷等多種互動形式，營造更生動的在線課堂，利用學習通上反饋的數據了解學生的學習過程及學習效果。采用釘釘授課并通過留言、語音等進行課堂互動，利用QQ群或微信答疑、發布學習通知。針對大一學生缺乏工程背景知識的情況，在QQ學習群中適時推送一些視頻資料（圖4），增加學生對相關知識的學習與了解。

圖4 在QQ群推送相關資料

調動學生的主動性 為進一步調動學生學習的主動性，舉辦三期工程圖識圖挑戰賽，包括讀零件圖、讀裝配圖、拆畫零件圖。在學院的大力支持下，給每位獲獎選手獎勵一個128 M的U盤。由于大一尚未講授AutoCAD及Solid-Works三維建模，多數學生是通過公選課學習或自學的相關知識，這種挑戰賽既激發了學生的主動性，又提高了課程挑戰度，今后還將繼續舉辦。

以往都是教師批改作業后發給學生，不少學生僅僅是看下分數，對作業中的錯誤并未深入探究。基于學習通平臺，采取隨機抽改、生生互評等方式檢查學生完成作業情況（圖5），要求學生每人批改幾份作業，對照答案圈出或說明其中錯誤，將部分主動權移交給學生。利用學習通的“助教管理”功能，將一些工圖成績比較好且認真負責的學生加為助教，在期末復習時協助教師批改學生的模擬測試卷，學生感覺收獲很大。

圖5 生生互評

4 構建開放性、多元化課程考核模式

注重過程考核，從作業、章節測驗、任務點完成情況、參與討論、PBL項目、簽到等方面綜合評價學生的學習成效（各項權重設置見圖6），將平時成績由原來的20%提高至40%（其中線上成績占30%，線下作業占10%）。評價內容更注重學生綜合能力，重視過程評價。

圖6 線上成績各項權重

根據學校安排，結課考試也在線上進行，考試分客觀選擇題（22題，66分）和主觀畫圖題（2題，34分）。相比以往線下考試，畫圖減少，考試難度略有降低，但廣度和深度并未降低，考試涵蓋了主要知識點。從考試結果來看，多數學生掌握了基本知識，達到了課程要求（圖7），學生總體滿意度達到95%。

圖7 工程 試成績分布

5 體會和展望

線上教學雖為應急之舉，但在一學期的教學實踐中得到很多理念、方法、工具等方面的突破。在線教學融合了多種學習方式、多種學習資源、多種技術手段，不僅僅是形式上的變化，更是教學環節的重新設計，也是各大高校現場課堂教學改進的方向。在教學實踐中，綜合應用多種工具，更新、調整教學內容和教學資料，采用豐富多樣的互動形式提高學生的參與度及自主學習能力，利用評價的杠桿來管理“課前+課中+課后”學生參與過程和學習效果，實現真正意義上的混合式教學。在今后的教學設計中應堅持以學生學為主，融合更多方式、更多內容、更多手段。后疫情時代，在線授課會成為現場授課的重要補充，正如清華大學邱勇校長所說的那樣：“有師生在，課堂就在。學生在哪里，課堂就延伸到哪里。”[2]