基于混合式教學(xué)的《土木工程制圖》課程課堂教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計與實踐

程建萍，梁謙

（河西學(xué)院 土木工程學(xué)院，甘肅 張掖)

一 課程教學(xué)過程中存在的問題

《土木工程制圖與CAD》課程是土木工程專業(yè)學(xué)生的必修課。該課程對學(xué)生空間思維、創(chuàng)新思維、讀圖能力、理論應(yīng)用于實踐的能力要求較高。課程的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、形象思維能力和空間分析能力，使學(xué)生掌握空間形體的圖示表達(dá)能力，逐漸培養(yǎng)設(shè)計與繪制工程圖樣的能力，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)課。課程所涵蓋的相關(guān)基本知識是土木類工程師必備的基本素質(zhì)，是學(xué)生未來獲得職業(yè)資格及進(jìn)行工程能力實踐的基礎(chǔ)。

近年來，我院積極推動提高新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量，課程組教師致力對課程進(jìn)行教學(xué)改革研究。目前該課程已進(jìn)行了兩個輪次的線上線下混合式教學(xué)，取得了一定的效果，但是也暴露出了一些問題，如學(xué)生預(yù)學(xué)不到位，不能充分發(fā)揮以問題為導(dǎo)向的混合式教學(xué)的優(yōu)勢等。教學(xué)中存在如下突出問題：(1) 內(nèi)容多，學(xué)時少，教師忙于講完內(nèi)容，課堂氣氛沉悶，學(xué)生課后不能有效復(fù)習(xí)，學(xué)習(xí)缺乏主動性和探究性；(2)教學(xué)內(nèi)容偏重于理論，專業(yè)特色淡化，對學(xué)生工程素質(zhì)的鍛煉不足，不能很好地支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的落實；(3)學(xué)生對線上資源的學(xué)習(xí)被動，尤其是課前預(yù)學(xué)不到位，不能充分實現(xiàn)以問題為導(dǎo)向的混合式課堂教學(xué)。

基于以上問題，課程緊扣工程教育專業(yè)認(rèn)證對土木工程專業(yè)畢業(yè)生的能力要求，通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化混合式教學(xué)的課堂設(shè)計，建立線下課堂教學(xué)“預(yù)學(xué)問題反饋及評價—重難點答疑及目標(biāo)評價—新課預(yù)學(xué)引導(dǎo)—預(yù)學(xué)問題反饋及評價”的閉環(huán)課堂教學(xué)模式，對課程線下教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了創(chuàng)新改革與實踐。

二 課程改革創(chuàng)新的實施過程

（一） 教學(xué)理念的創(chuàng)新

1.從學(xué)情出發(fā)，因生建課，因生施教

《土木工程制圖與CAD》課程對學(xué)生空間思維、創(chuàng)新思維、讀圖能力、理論應(yīng)用于實踐的能力要求較高。該課程在第一學(xué)期開設(shè)，授課對象為大一新生。有研究表明[1-2]：大一學(xué)生與高年級學(xué)生比較，其行為表現(xiàn)為機智聰明、思考敏捷、思維開放。因此，在教學(xué)過程中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。其次，大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式多以自學(xué)為主,學(xué)生需要自主學(xué)習(xí)的平臺。教師要做啟發(fā)性的指導(dǎo)和答疑解惑，同時還要提供有效的資源和途徑，供學(xué)生選擇學(xué)習(xí)，以滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，剛剛參加完高考，進(jìn)入校園的學(xué)生，學(xué)習(xí)目標(biāo)迷失，導(dǎo)致學(xué)習(xí)失去動力，因此，該課程作為學(xué)生最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)過程中要培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)意識，培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后服務(wù)社會、貢獻(xiàn)國家的情懷。

2.緊扣人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用型人才是土木工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。課程在以往教學(xué)過程中，內(nèi)容多側(cè)重于投影方法及基本理論，內(nèi)容沒有針對性，專業(yè)特色淡化，與后續(xù)專業(yè)知識難以銜接，對學(xué)生工程素質(zhì)的鍛煉不足，不能很好地支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的落實。課程改革將內(nèi)容調(diào)整為“圖學(xué)基礎(chǔ)+專業(yè)制圖+CAD 繪圖”三部分，學(xué)時調(diào)整為圖學(xué)基礎(chǔ)32 學(xué)時、專業(yè)制圖16學(xué)時、CAD 繪圖16 學(xué)時，加大了應(yīng)用部分的學(xué)時，強化了工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3.結(jié)合專業(yè)認(rèn)證，落實培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)

在新工科建設(shè)背景下，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)驅(qū)動下，工程教育專業(yè)認(rèn)證是我院土木工程專業(yè)建設(shè)發(fā)展的必經(jīng)之路。課程組教師對照工程教育專業(yè)認(rèn)證對土木工程專業(yè)畢業(yè)生的12 項能力要求[3-4]，對教學(xué)目標(biāo)、各模塊知識點及達(dá)成手段進(jìn)行歸類細(xì)化，明確各知識點的達(dá)成途徑，如下表1 所示，讓應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)在每個教學(xué)環(huán)節(jié)落地生根。

表1 《工程制圖與CAD》課程體系

4.以問題為導(dǎo)向，不斷完善教學(xué)改革中的不足

近3 年來，課程組教師致力于對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，取得了一定的效果，但也暴露出了一些問題。如：學(xué)生課前線上預(yù)學(xué)比較被動，存在為了獲取平時成績刷屏的情況。預(yù)學(xué)不到位，一方面，由于學(xué)生不能及時發(fā)現(xiàn)和反饋問題，導(dǎo)致教師備課時無法有效地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，不能充分實現(xiàn)以問題為導(dǎo)向的混合式課堂教學(xué)。另一方面，由于教師對預(yù)學(xué)效果的期望偏差，可能會造成教師在課堂講授時，僅重點講授疑難點而弱化基礎(chǔ)知識，使得學(xué)生學(xué)習(xí)存在漏洞，因此，并沒有真正達(dá)到課堂互動有效、教學(xué)目標(biāo)較好實現(xiàn)的目的。

（二） 課程教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新

課程針對混合式教學(xué)中預(yù)學(xué)不到位的情況，對課堂設(shè)計進(jìn)行了創(chuàng)新。課堂教學(xué)按“預(yù)學(xué)問題反饋及評價—重難點答疑及目標(biāo)評價—新課預(yù)學(xué)引導(dǎo)—預(yù)學(xué)問題反饋及評價”的三段式閉環(huán)模式設(shè)計。

第一段，預(yù)學(xué)問題反饋及評價，用時5-8 分鐘。教師利用學(xué)習(xí)通進(jìn)行隨堂測試，測試內(nèi)容主要圍繞課前預(yù)學(xué)的基本知識點，難度不宜過大，但是要有針對性，教師能夠從中判斷出學(xué)生對知識的掌握情況。預(yù)學(xué)測試的結(jié)果不但為教師講授答疑找準(zhǔn)了問題，也對學(xué)生自己形成了評價，還形成了一種你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍。比起以往課堂開始時的舊課回顧，隨堂測試更能讓學(xué)生接受新知識。預(yù)學(xué)評價的結(jié)果直接反應(yīng)了學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的效果，是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的有效手段。

第二段，重難點答疑及目標(biāo)評價，用時30-70分鐘。教師首先針對預(yù)學(xué)及重難點知識進(jìn)行講授及答疑。其次，設(shè)置合理的小組任務(wù)，分組任務(wù)通過組內(nèi)自評、組間互評和教師評價的方式進(jìn)行評分，學(xué)生對自己掌握程度有了清晰的認(rèn)識。隨后，教師拋出本節(jié)課堂的教學(xué)目標(biāo)，同學(xué)對照目標(biāo)參與問卷，對教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行測評。相比以往在課堂開始時就提出教學(xué)目標(biāo)的方式，將教學(xué)目標(biāo)后置的做法，不但使學(xué)生再次強化了重難點知識，而且教師也對教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況有了量化的評價。有利于教師及時跟蹤學(xué)習(xí)效果，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度。

第三段，新內(nèi)容預(yù)學(xué)引導(dǎo)，用時5-10 分鐘。通過分析學(xué)生預(yù)學(xué)不到位的原因，最主要的還是學(xué)生對預(yù)習(xí)新課缺乏興趣，偶爾也存在知識點難度過大、預(yù)學(xué)不懂的情況。因此，教師通過對新課內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)后，一方面教師提出了問題，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的積極性。另一方面，預(yù)學(xué)引導(dǎo)后，降低了學(xué)生預(yù)學(xué)知識點的難度，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)與探究問題創(chuàng)造了條件。

混合式教學(xué)只有如此反復(fù)，才能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生預(yù)學(xué)才能達(dá)到效果，教師才能對課堂講授的知識進(jìn)行很好的掌控，這樣課堂互動才能更有效，課堂教學(xué)才能更高效。

（三） 課程教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新

課程利用超星泛雅平臺+手機端學(xué)習(xí)通APP 開展混合式教學(xué)。教學(xué)過程中，主要使用分組任務(wù)法進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)前面已闡述的課堂三段式設(shè)計模式，課程會在第二段設(shè)置合理的小組任務(wù)，借助學(xué)習(xí)通的投屏功能，同學(xué)們可以清晰地看到所在小組及其他小組的任務(wù)完成情況，通過分組任務(wù)驅(qū)動，同學(xué)們充分討論，互相學(xué)習(xí)，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

（四） 課程教學(xué)評價的創(chuàng)新

課程依托超星學(xué)習(xí)通強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，更加強調(diào)性評價。課程將學(xué)生所有參與的線上線下活動都記入評價范圍。課程綜合成績=平時成績40%+期末考試60%。其中：平時成績= 課堂互動20%+作業(yè)20%+ 資源學(xué)習(xí)20%+ 分組任務(wù)30%+ 簽到10%。這種評價方式既鼓勵了學(xué)生的參與課堂積極性，也保證了課程成績的公正、公平性。

（五） 第二課堂創(chuàng)新

《土木工程制圖與CAD》該課程的核心任務(wù)是建立空間三維形體與二維圖紙之間的對應(yīng)關(guān)系。課程充分發(fā)揮我院大學(xué)生社團(tuán)（工程建模創(chuàng)新協(xié)會）的作用，教師在講授某些內(nèi)容時，有意識地安排一些社團(tuán)任務(wù)，讓學(xué)生們制作模型，如講授組合體形體分析時，安排制作房屋、橋梁等實物模型。對于學(xué)生制作的優(yōu)秀作品，教師會在課堂上進(jìn)行點評并作為教具使用。當(dāng)學(xué)生看到自己的作品被展示，自豪感和成就感油然而生，同時也激發(fā)了其他同學(xué)的創(chuàng)新動力。課程將第一課堂與第二課堂通過專業(yè)知識結(jié)合，為學(xué)生搭建了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的平臺，有效調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，不但培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，也鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和分析解決實際問題的能力。

三 課程創(chuàng)新所解決的核心問題

1.課堂按照“預(yù)學(xué)問題反饋及評價—重難點答疑及目標(biāo)評價—新課預(yù)學(xué)引導(dǎo)—預(yù)學(xué)問題反饋及評價”的三段式設(shè)計，對學(xué)生預(yù)學(xué)的效果形成了閉環(huán)評價。解決了混合式教學(xué)中因?qū)W生預(yù)學(xué)不到位，而導(dǎo)致課堂不能有效互動答疑的問題。此外，這種課堂設(shè)計還有以下兩點好處：1）教師對新內(nèi)容進(jìn)行預(yù)學(xué)引導(dǎo)后，降低了學(xué)生預(yù)學(xué)知識點的難度，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)學(xué)，激發(fā)了學(xué)習(xí)的動力，也為學(xué)生深入學(xué)習(xí)與探究問題創(chuàng)造了條件，更為學(xué)生課堂互動儲備了知識。2）預(yù)學(xué)評價環(huán)節(jié)，不但肯定了學(xué)生預(yù)學(xué)的效果，也為教師找準(zhǔn)了教學(xué)難點，使得課堂講授與答疑有的放矢，提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量與效果。

2.課堂設(shè)計分組任務(wù)，發(fā)揮了學(xué)生是學(xué)習(xí)的中心作用。完成分組任務(wù)后，通過教師評價、組內(nèi)自評和組間互評，所有同學(xué)都可以清晰的看到自己及別人所存在問題，大家相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，形成了你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，實現(xiàn)了學(xué)生快樂學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的目的。

3.課程充分發(fā)揮學(xué)生社團(tuán)的作用，提高了學(xué)生的動手能力和識圖能力。教師選擇優(yōu)秀作品作為教具使用，既豐富了課堂內(nèi)容，又調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，充分發(fā)揮了第二課堂對教學(xué)內(nèi)容的支撐作用，對于提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維具有重要意義。

四 結(jié)語

課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的核心要素，教學(xué)過程中要堅持以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上也要能夠體現(xiàn)一流課程對創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度的要求[5]。目前，混合式教學(xué)模式已然是教育信息化背景下高校進(jìn)行教學(xué)改革、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必然選擇[6-8]。但是如何充分借助信息化教學(xué)手段，將工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念及新工科人才培養(yǎng)的具體目標(biāo)落實到課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，仍然是高校教師需要不斷探索、思考和實踐的問題。