工程制圖類課程線上線下混合式教學模式的研究與實踐*

梁海龍 ，楊平平 ，于景華 ，張 忠

（山西工學院，山西 朔州 036000）

0 引言

高校工程制圖類課程是一類研究閱讀和繪制工程圖樣的理論性和實踐性較強的專業基礎課程。該課程要求學生具有一定空間想象和圖形表達能力，并且能將所學投影理論應用于各類工程圖樣（零件圖、裝配圖等）的閱讀與繪制[1]。課程教學內容多、圖形表達抽象，且需要學生邊學邊實踐，如何調動學生的學習積極性和提高課程目標達成度是該類課程教學改革的難點。

隨著通信網絡技術的發展、移動智慧終端的普及和網絡教學平臺及內容的豐富，學生能夠通過多種渠道獲取知識，在滿足學生個性化需求的同時，也對教師的教學內容、教學方式方法提出了多維度、深層次的要求[2]。為適應普通高校應用型人才培養模式，遵循“教師為主導，學生為主體”的教學原則，通過教學改革促進學習革命，重構以學生為主體的教學模式。課題組在傳統教學方法的基礎上，將課堂面授與線上教學模式結合，研究探索工程制圖類課程線上線下混合式教學模式，最大限度地釋放教與學的能量，促進課程的教學改革。

1 工程制圖類課程教學現狀

工程制圖類課程包含嚴謹系統的畫法幾何理論，涵蓋與工程實踐緊密結合的工程圖樣有關技術要求，其對學生科學思維方法的塑造，工程和創新意識的培養具有重要作用[3]。提高學生創新意識，需要將成圖技術貫穿到課程中，將創新設計的理念和方法滲透在每一個教學環節中，也需要繼續在制圖類課程的教學過程中進行探索和改進。

高校制圖類課程教學前后經歷了由傳統板書教學到課堂多媒體課件教學，再到目前的微課、慕課等多種形式的教學。傳統教學有言傳身教和情感交流的優勢，新型教學方式便利、高效和新穎。通過分析教學內容和教學過程，發現學生因空間想象和分析能力不足導致其對課堂講授知識點理解不足[4]，學生畫圖及讀圖過程中遇到困難較多，學生作業完成質量較低，教師給定標準答案后學生對做錯的習題理解程度不高，學生創新思維不足，實踐能力鍛煉不到位等，具體總結如下。

1）制圖類課程既重理論又重實踐，高校理論課程學時壓縮，工科各專業對制圖類課程學時要求不同，課程內容多學時少，對學生要求高，教師需要處理好系統清晰地講解有關制圖基礎理論、提高學生閱讀繪制工程圖樣實踐能力和提高計算機繪圖能力三者之間的關系。高校工程制圖類課程教學過程一般采取“講授+練習+實驗”的方式進行，利用計算機多媒體講授知識點，課堂分析講授例題，課后布置習題，并繪制相應圖紙，這種教學方式側重制圖知識的灌輸，忽略生產實踐等，難做到“因材施教”。

2）隨著對分課堂、翻轉課堂、混合式教學等在課程教學中的應用，越來越多的課程進行教學方式的改革。教師利用多媒體技術結合新型教學方式，將文本、圖形、動畫、視頻和音頻等多種材料融合，提高課程達成度。有些高校在制圖課程中引入AR技術，增強學生學習體驗，提高學生處理復雜圖形的能力。但目前高校中從事制圖教學的年輕教師較少，年紀大的教師對多媒體技術使用較少。各高校一般都有制圖模型室，但模型與實際產品脫節，課程教授內容與生產實踐脫節。2020年春季，受到新冠疫情影響，高校紛紛開展線上教學，但因為制圖課程線上資源不夠充實、學生自制力差、主觀學習性差以及網絡教學對學生實踐性鍛煉較少等原因，導致制圖課程線上教學實際效果并不理想[5]。

3）課程思政是一件大事，所有課程都應擔負起育人責任。課程思政建設開展后，各個高校都進行了許多有意義的探索，但是仍舊存在不少的問題。工程制圖類課程如何開展課程思政，如何構建課程思政資源，并將其有機融入課程教學，是需要解決的問題。工程制圖課程教學中對蘊含的思政元素提煉不夠充分，思政元素的植入生硬，造成學生難以接受，且課程思政的建設常針對一些知識點進行引入，沒有全方位地體現課程思政的內涵。

2 新型教學方法的探索

新型教學模式如大規模在線開放課程（MOOC）、小規模限制性在線課程（SPOC）、翻轉課堂等在實際教學中的應用，對教學理念、教學思維等產生影響，也對傳統課程建設產生啟示。為提高學生學習效果，積極推廣小班化教學、混合式教學、翻轉課堂，大力推進智慧教室建設，構建線上線下相結合的教學模式[6]。傳統課程結合互聯網教學有如下優勢：

1）傳統教學結合互聯網，將課堂翻轉，教師從主導學習轉變為指導學習，學生從被動學習轉變為主動學習，教師引導學生自主學習、同學間協作學習、學生自主探索學習。課堂轉變為提問、討論、解決重難點的場所。線上為學生提供個性化知識點的解答、問題的探索，學生根據自身需求主動去整合知識，注重對學生思維的塑造。

2）在線資源的使用，使得教師從重復工作（考核、分數統計、講授重復性知識點等）中解放出來，可以有時間去研究新的教學方法，提煉整合精品教學資源，增加師生互動、解答學生疑難等。

3）在線學習視頻短小精辟，滿足個性化學習需求，主題單一，能使學生有效集中注意力。學生可隨時隨地回放難點和重點，不限地域、不限時空，學生學習興趣更高。

傳統教學形式以課堂理論講授為主，手動例題繪圖為輔，考慮不同學生的學習能力，講授課堂進度慢，而課時有限，難以有效完成課程達成度。線上課程的引入，使理論講授部分在空間和時間上可靈活調節，學生可依據自身的學習能力來安排學習時間和學習頻次，有效提高學生學習的主動性，同時，課堂時間可以被節省用來師生互動、生生互動。

工程制圖類課程知識點有時抽象難懂，學生需要通過知識點的深入理解以及大量繪圖來鍛煉自己的空間想象能力和抽象思維能力。在有限的課時內合理設計理論教學與實踐教學的內容和比例是教師需要處理的關鍵問題，如果能結合在線教學，可很好地解決該問題。工程制圖類課程知識點有時需要學生記住制圖基本規定，這些知識點非常適合學生自學，學生可借助網絡資源在教師的指引和規劃下采用在線學習的方式完成理論知識的學習，大量的手動繪圖和AutoCAD上機實操利用課堂教學更有效地在教師指導或學生團隊合作下完成。

隨著信息技術的發展和互聯網的大眾化，以及當今大學生對學習和課程預期的個性化需求，探索線上線下混合式教學模式，充分發揮傳統課堂的優勢，也發揮線上教學的資源優勢以及跨時空、微型化的特點，既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。通過線上線下的混合教學形式，實現對學生的價值引領、知識傳授和能力培養并行。并拓展教師知識空間，更新觀念，提高教師使用信息技術的能力，不斷提高教師教學水平[7-10]。

3 混合式教學模式的教學設計與實踐

以學生學習效果為中心，成果導向，重構知識點，形成課下學習資源和在線學習資源，以達到培養學生主動地、自愿地學習工程制圖類課程，提高培養教育質量。構建多維學生學習效果評價體系，并建立思政元素庫。

3.1 線上線下知識點重構

工程制圖類課程以投影理論和三維造型技術為基礎、以圖學領域解決工程問題為目標，由制圖基本知識+二維投影理論+二維表達方法+三維構型分析+二維轉三維方法組成。在進行混合式教學模式設計時，首先根據課程內容的特點將教學內容劃分為適合線上教學的內容、適合線下教學的內容以及適合線上和線下融合的教學內容。

將原有課本知識點有機拆分，模塊化知識點重構，將知識點分為具有深度的線下知識點和具有廣度的線上知識點，線下知識點設計時考慮所采取的教學手段及教學評價措施而構建。學生能自學的知識點以學生自學為主，課堂講授重點及難點，作業布置具有挑戰性，體現高階性、創新性及挑戰度。例如，直線的投影知識點重構教學內容設計如表1所示。

表1 直線的投影知識點重構教學內容設計

教師與學生之間的多層次交流，學生在學習過程中自主地選擇需要一種基于信息技術環境的教學與傳統課程教學整合對接的教學，從而充分發揮主觀能動性，提高自學能力和創新能力。

3.2 資源庫構建

工程制圖類課程對學生能力的培養分知識、能力和情感三個層次。知識層面使學生能準確實現實物-圖形-實物的靈活轉換，能識讀中等復雜程度的工程圖樣、準確規范地繪制圖紙等技術文件。能力層面要使學生具有解決較為復雜工程問題的能力、具備圖形表達能力和邏輯思維能力。情感層面要塑造學生嚴謹的工作作風、責任感、團隊合作精神和自主學習意識等。

按照培養方案學時精簡的要求，整合加工重構工程制圖類課程教學內容，修訂教學大綱，重構課程指標點。區分重難點及關鍵點，碎片化知識點，統籌兼顧線上線下教學要求，為了讓學生課前忙起來（預習）、課中講學練交融、課后全時空復習需求，對應課程指標點重新分類知識點，構建課程內容知識點庫。

線下資源庫包括：線下知識點庫、討論主題庫、習題庫、圖紙圖形庫。線上資源庫包括：線上知識點庫、線上習題庫、三維立體模型庫、習題答案庫、拓展資源庫、微視頻庫（包括錯題講解視頻）、線上活動庫、計算機制圖活動庫。

3.3 教學模式構建

線下課程以解決教學重點、難點以及重點習題、學生易錯題為主。由教師引導發起討論，理論實踐相結合，作業在老師指導下同伴互評。線上課程的建設平臺以超星平臺為主，采用EV錄屏等方式制作，結合釘釘會議及直播方式進行。針對課前預習、課堂教授、課后復習及習題等不同場合，靈活轉換線上線下混合教學模式。

按照布置學習任務→學生線上自學自測→線下課上重點知識整合講解→線上線下例題講解→課后習題鞏固→線上討論、展示→線上互助總結等組織教學過程，不斷優化線上線下知識分布內容比例，構建融合教學資源、教學方法、教學環境與教學評價四個要素的混合式教學課程模型。

建立包括教學評價，過程管理與效果評價，教學設計的反饋和完善，考核評價體系等能充分體現學生學習效果的多元化過程性評價體系。通過對考核方式的完善，對學生進行綜合性的充分評價，形成整個教學過程的閉環。課程考核內容包括：考查基本知識點的客觀題（線上），線下主觀題作業，基本知識點深化，項目式繪圖技能提高。

3.4 課程思政

制圖課程教學中，融入思政元素，以潤物細無聲為主旨，潛移默化地做到制圖課價值引領。制圖教學全過程育人，以培養具有科學與創新精神的工程師為目標。為避免思政元素生硬融入制圖課教學，以學生關注的現實問題以及制圖課程與思政元素之間的契合點為切入點，以工匠精神為主線，教學設計融入“四個自信”，加強社會主義核心價值觀引導，增強職業榮譽感，注重學生科學思維、嚴謹求實精神的培育。

深入挖掘制圖教學與課程思政的結合點，如：將制圖國標基本規定與遵紀守法融合；將重影點及點的兩面投影可唯一確定點的空間位置與馬克思基本原理辯證法相結合；將截交線的畫法與集體主義結合；將文化修養、理想信念與組合體畫法相結合；將矛盾統一思想融入讀組合體視圖；將工匠精神融入標準件制圖等等，機械制圖課程融入思政元素架構如圖1所示。

圖1 制圖課程融入思政元素架構

4 結語

適應普通地方高校應用型人才培養目標，體現認知規律，幫助學生構建工程制圖類課程知識結構。組建適合線上線下混合式教學的工程制圖類課程教學模式，在教學實踐中不斷地應用和探索，完善教學模式、深化課程網絡資源，使混合式教學模式在實踐中不斷地完善和提升。思政教育元素與工程制圖類課程知識的無縫銜接，使課程思政教育達到潤物細無聲的效果。