基于混合式教學和對分課堂的“工程制圖”教學研究＊

庹軍波，梁 強

（重慶工商大學機械工程學院，重慶400067）

工程教育專業認證已掀起中國高校教學改革新浪潮[1]，也已成為中國高校新的教改風向標。同時，中國教育部為培養具有創新思維、操作能力和國際化眼光等高素質綜合性復合型新興工科專業人才，推出了“新工科”計劃。中國高校課程教育改革勢在必行。“工程制圖”作為電科、電氣、微電子、化工等非機類專業的一門必修的技術基礎課程，在高等工科院校中具有舉足輕重的地位且歷史悠久[2]。因此，如何提高“工程制圖”的教學效果，探索“工程制圖”的教學模式已成為當前教學改革研究熱點之一。

1 教學現狀

1.1 教學課時不足

伴著新工科和專業認證要求、高校培養計劃調整、課程改革興起，非機類“工程制圖”課程課時一減再減[3]。以筆者所在學校為例，非機類“工程制圖”課時只有48學時，相比于“機械專業制圖”課程的96學時，是遠遠不夠的。

“工程制圖”具有涉及面廣、知識點眾多等特點。非機類“工程制圖”教學要求雖比機械類專業低，但教學內容卻并未減少多少，依然包括制圖規范、點線面投影、表面交線等7個章節。相比機械專業，僅缺少裝配圖和AutoCAD繪圖基礎兩個章節，但卻少近一半課時。此外，非機械專業的“工程制圖”通常安排在大學第一學期，無機械精度、互換性等其他課程基礎；為此，非機類“工程制圖”教師還得補充不少其他課程知識，更是加重了“工程制圖”的教學難度。

綜上可見，非機類“工程制圖”教學課時十分不足。

1.2 教學內容缺乏專業特色

非機類“工程制圖”課程涉及電子信息與工程、通信工程、自動化、測控、環境工程等工科專業等各個工科專業，不同專業具有不同的專業特色。但目前，非機類“工程制圖”的教材內容主要依托“機械制圖”，教學示例也未脫離齒輪油泵、閥桿、液壓泵等機械類零件。故而教學內容上面很難體現各專業的特色。

1.3 教學模式單一易疲倦

非機類“工程制圖”課程目前為多媒體開展線下教學，具有如下特點：①知識傳遞量大。相比于傳統的教學模型，開展多媒體教學時，一個點、一根線或一個三維物體的展示和繪畫都很快；相同時間內，傳遞的知識量十分龐大，使得學生一時難以接收。②對學生集中注意力要求高。采用PPT教學時，通常每個知識點停留的時間都比較短。而大部分非機類的課程都安排在大一，對“工程制圖”較陌生，停留時間的短暫極大地提高了對學生注意力的要求。兩節課連上的時候，學生在第二節的注意力明顯會降低，就會降低學習效率。綜上可知，單一多媒體線下教學模式無論從知識傳遞量，還是學生集中注意力要求方面，都很容易讓學生產生疲倦，進而降低學習效果。

2 對分課堂與混合式教學

2.1 對分課堂

對分課堂是復旦大學心理學教授張學新提出的課堂時間一半用于講授教學、一半用于學生討論的課堂模式[4]，包括五個關鍵環節“講授、獨立學習、獨立做作業、小組討論、全班討論”，其中，“獨立學習、獨立做作業”環節置于課堂的為當堂對分課堂，“獨立學習、獨立做作業”環節置于課后的為隔堂對分課堂。

對教師而言，對分課堂縮減一半講授時間，僅講授主干內容，降低了對學生長時間集中注意力的要求，同時，隔堂對課堂，將獨立學習和獨立做作業置于課后，可避免因“教學課時不足”帶來一系列問題。但目前對分課堂存在一個難題，就是在缺乏對分教材情況下，如何更高效完成隔堂對分“獨立學習和獨立做作業”。

2.2 混合式教學

混合式教學模式是指基于移動通信設備和網絡數字化學習環境與線下面授課堂討論相結合的教學情境[5]。通過線上及線下的方式實現了教學效能的最大化，提高了學生的自主學習能力，也突破了時間和空間的限制。

對于“工程制圖”課程而言，僅采用混合式教學模式，還存在如下缺陷：①過于強調利用現代科技手段授課，弱化了教師的指導性，導致學生和教師之間產生距離感，學生學習散漫[6]；②非機類“工程制圖”面向的學生通常為大一新生，學生習慣了傳統的教學模式，還難以接受新的教學方式。由上可知，對分課堂和混合式教學各有利弊，如果能將對分課堂和混合式教學結合起來應用“工程制圖”，顯然能更好地提高“工程制圖”的教學成果。

3 基于混合式教學和對分課堂的教學設計

本文提出的基于混合式教學和對分課堂的非機類“工程制圖”教學為混合式教學與隔堂對分課堂的教學，具體為將隔堂對分課堂中“獨立學習、獨立做作業”置于混合式教學的線上教學，將隔堂對分課堂中“講授、小組討論、全班討論”置于混合式教學的線下教學，如圖1所示。

圖1 混合式教學下隔堂對分課堂教學模式

3.1 線下教學

線下教學包括講授、小組討論和全班討論三部分，小組討論和全班交流占課堂一半時間，內容為上次課布置的題目和課后獨立學習的內容。講授占課堂另一半時間，用于講授新課重難點，同時布置課后任務和下次課討論題目。

以上次課平面立體，本次課回轉體，下次課平面立體截交線為例，教學環節如下。

小組討論：以3～4人為小組結合案例討論棱柱三視圖繪制方法和表面取點時的三視圖，討論時間占課堂時間的1/4。擬達教學目標為，首先學生能夠通過棱柱三視圖掌握平面立體三視圖繪制方法；其次學生通過回顧平面表面取點的方法，進一步掌握點是否在直線或平面內的判斷方法。

全班交流：隨機抽取1～2個學習小組，開展關于平面立體三視圖讀取和繪制、平面立體表面取點的全班討論，包括學生自主交流和師生互動交流，學生自主交流為小組成員以習題講解方式向全班介紹一些常見平面立體的三視圖和表面取點方法，如給出平面立體的主視圖和左視圖，選擇正確的俯視圖，或者補全平面立體的繪制。習題講解方式、要求問題難度相對簡單且耗時短，以選擇題、填空題和判斷題為佳。師生互動交流為教師總結，總結平面立體應該掌握的要點和常見的考題類型。全班交流時間宜占課堂時間的1/4～1/3。

講授：教師以拋磚引玉方式介紹回轉體三視圖繪制和表面取點方法，并布置課下任務和下次課討論的問題。如以案例模式介紹圓錐三視圖繪制、三種圓錐面取點的方法，引導學生思考圓柱和球三視圖繪制和表面取點方法；并布置獨立學習內容，包括小組成員通過中國慕課看圓柱和球三視圖繪制以及表面找點視頻；小組成員通過互聯網搜集回轉體的相關考題，并擇優構成小組題庫；小組成員依托重慶工商大學網絡在線教育平臺，完成回轉體習題作業。

從上述教學環節來看，對分式線下教學具有如下優勢：①提高了學生表達能力，小組成員討論和全班交流均為學生提供了自我表達機會；②解決了注意力持續集中時間要求長的問題，除了講授環節要求學生注意力十分集中，其余階段并沒有要求學生注意力持續集中；③解決了教學模式單一易疲倦，整個教學環節眾多的問題，模式多樣，避免了學生的疲倦感，保障了學生的學習效果。

3.2 線上自學

線上教學包括獨立學習和獨立做作業，依托中國慕課、重慶工商大學網絡在線教育平臺等平臺完成獨立學習及學習效果檢測、個人及小組題庫構建、習題集作業等內容。以上次課平面立體，本次課回轉體，下次課平面立體截交線為例，教學環節如下。

獨立自學并檢測學習效果：登錄中國慕課觀看“工程制圖”中關于立體表面取點和線的視頻；觀看后，登錄重慶工商大大學網絡在線教育平臺完成相應自學效果檢測。學習視頻宜由老師指定，且視頻時間不宜過長；學習效果檢測試題由老師出，題目難度偏向簡單。

構建個人及小組題庫：小組成員通過百度文庫、豆丁網等網站獨立搜集回轉體相關試題，其中，試題依托模型盡量結合自己專業特色。例如，電子類專業可搜集電子元器件外形結構圖、電子產品零件圖、電器圖等里面關于回轉體部分的模型或試題；化工專業可搜集化工設備裝配圖、化工常用設備零件圖等中關于回轉體部分的模型或試題。然后，小組成員分享搜集的題型，并自行討論，擇優建立小組題庫；最后，將部分題修改，改成適用于全班交流的判斷題、填空題、選擇題等題型。

獨立完成習題集作業：借助工程制圖教材均配備的習題冊，完成回轉體的習題2～3題。題目由教師指定。

從上述教學環節來看，多平臺多模式線上自學具有如下優勢：①自由度大，不受時間和空間限制，有互聯網地方均能開展學習，同時，學生還可利用零碎時間完成該任務；②專業結合度高，學生可充分結合自己的專業特點搜集試題，故而能很好地解決現有教學缺乏專業特色的困境；③獨立思考時間多，線上自學節奏由學生自己定，對于三維空間思維能力慢的學生，將有更多的思考時間，進而能更有效地提高學生三維空間思維能力；④解決教師課時不足問題，線上自學實際包含了較多傳統教學中用于課堂講授的知識，對教師而言，可有效地解決教學課時不足的問題。

4 結語

通過結合混合式教學優勢、隔堂對分課堂優勢、“工程制圖”教學特點，提出了基于混合式教學和對分課堂的非機類“工程制圖”教學方法。其包括小組討論、全班交流和講授等構成的課堂對分式線下教學模式，以及獨立自學并檢測學習效果、構建個人及小組題庫、獨立完成習題集作業等構成的線上自學模式。該方法通過結合混合式教學和對分課堂各自優勢，可有效解決現有教學現狀中存在的不足，從而為未來“工程制圖”教學改革提供了寶貴經驗。