以能力培養為導向的應用型本科“機械制圖”課程線上線下混合式教學探析

王麗萍 何航紅 覃鈺杰 趙琳

桂林理工大學南寧分校 廣西南寧 530000

機械制造在我國經濟發展中具有極其重要的地位，因而社會的發展對機械專業人才的需求不斷提升，要求應用型本科院校學生能夠具備良好的理論知識以及實踐技能[1]。“機械制圖”課程以實體模型、機件為研究對象，以解決生產實踐中的實際問題為宗旨，使學生獲得機械制圖繪圖原理及識圖的方法，能夠規范地繪制機械工程圖樣。著重培養學生空間思維能力、尺規作圖和計算機繪圖能力以及從業所需的基本職業技能和素養。本課程采用線上線下混合式教學模式，培養線上學生自主學習理論知識，線下積極動手實踐，確保課程獲得更好的教學效果。

1 “機械制圖”課程基本情況分析

1.1 課程在人才培養中的地位和作用

應用型本科院校以培養一線應用型人才為目標，原有的教學模式不能滿足“工程教育專業認證質量標準”和“卓越工程師教育培養計劃”的要求[2]。從企業調查的情況進行分析，具有較高的讀圖能力和熟練的實際操作繪圖能力的學生，在企業中具有更強的工作能力，深受企業青睞，同時，在與企業交流中，企業相關負責人也迫切需求具有這樣能力的學生加入。

因而，“機械制圖”課程在整個課程體系的育人中具有先導性的作用。它是后續專業課程、課程設計和畢業設計的基礎，對學生畢業后走向工作崗位的學習能力和從業能力產生深遠影響。著實有效的教學改革應以培養職業及應用型人才從業所必需的基本職業素質及技能為宗旨。

1.2 課程支撐畢業要求的情況

畢業要求是學生畢業時所具備的能力要求，畢業要求支撐培養目標的達成。基于畢業要求和課程矩陣，“機械制圖”課程在問題分析(學生能夠識別、判斷機械專業復雜工程問題，并運用圖紙、圖表和文字等進行有效表達)和設計(開發)解決方案(能夠運用計算書、報告、圖紙等合理呈現并表達設計成果)畢業要求中具有高支撐強度；在終身學習(能夠具備終身學習的基礎知識，掌握自主學習的方法，了解拓展知識和能力的途徑)中具有中支撐強度，因而以學生的畢業要求情況為依據進行學情分析、教學設計，實現教學目標。

2 學情分析

提高教學質量很重要的一個環節就是需要進行學生情況分析，只有認真分析才能“對癥下藥”[3]。本課程主要研究對象為應用型本科院校機械專業大一年級學生。課程研究組在課程開課前及開課初期，通過騰訊問卷調查的方式對授課對象進行學情分析。作為大一理科新生，喜歡豐富多樣的學習方式，但缺少專業素養和動手實踐能力的培養。針對學生的學習特點，本課程基于中國大學慕課網線上線下混合式教學，以任務驅動、動手實踐等方式激發學習主動性；引入思維導圖歸納總結，通過實戰演練、成果展示、重點查錯的方式，逐步培養學生認真細致繪圖，進而培養學生具備企業崗位的相關制圖能力。

3 線上線下混合式教學設計

3.1 線上教學的組織形式

線上教學的設計要充分調動學生自主學習的積極性，在學習基礎知識的同時，培養學生掌握自主學習的方法，具體有如下安排。

3.1.1 線上學習材料準備

線上學習資源以本校智能制造工廠實際生產案例及后續專業課程授課工程圖為主線，將知識內容進行重構和碎片處理，發布導學信息，錄制教學視頻，制作教學文檔或整理已有在線課程的教學資源。同時，在課程設計環節要以問題為導向，讓學生在觀看視頻和學習資料時帶著任務進行學習，同時增加探索性問題，使學生通過線上學習探索解決相關問題[4]。

3.1.2 學習效果監測

線上教學的知識點學習必須安排學習成果的檢測，可以安排作業、小組合作任務、在線測試等方式進行檢查，通過后臺數據檢查學生的學習情況，并制定合理的考核評價手段(如加減分、加星等，定期公布加減分情況)，將線上學習的過程納入評價，激勵學生自主完成學習，教師根據反饋制定線下課堂的組織實施。

3.1.3 學生視角

學生根據自學內容進行本知識點在行業中的應用拓展，自選生活或機械行業相關案例進行拓展，并通過平臺討論區在課上與同學老師進行分享。

3.1.4 在線交流和答疑

中國大學慕課網平臺中討論模塊幫助師生進行針對性的交流，學生在線上學習遇到的問題可在討論區進行提問，也可通過微信、QQ等聊天工具進行學習交流，以保證學生學習效果，有效提高自學能力。

3.2 線下教學的組織形式

線下教學的設計以實際案例為載體進行實踐讀圖繪圖，使學生能夠主動分析問題問題，并運用圖紙、圖表和文字等進行有效表達。

3.2.1 針對性講解，拓展知識面

在線上學習過程中，學生與教師互動較少，知識點講解以單一視頻為主，作業的批改具有滯后性，學生對部分較難知識點的掌握不夠深刻。因此，線下講解時應針對線上學習效果的監測情況對知識點進行歸納總結和疑難講析，并進行拓寬和加深。老師也要加強與學生的互動，避免學生產生一定的疲勞感，提升學習的聽課效率，加強學生記憶的效率，增強學生的動手能力，提高學生的整體質量。

3.2.2 多種教學方式，激發學習興趣

在“機械制圖”課程教學過程中，老師提前做好教學設計，根據不同知識點的特點，加強多媒體信息化教學與傳統教學相結合。多媒體手段教學的開展能夠提高課堂效率，使得抽象的理論知識更加直觀和形象，可以在極大程度上增加學生的學習興趣，提高教學效率，也提高學生的學習興趣，培養學生的觀察能力[5]。

3.2.3 以學生為主體，適當翻轉課堂

學生在課前通過視頻自主學習，在課堂上完成知識的吸收和掌握，課后進行知識的鞏固和考核，真正做到“以學生為中心”[6]。在線下教學中，教師應充分發揮學生在學習中的主體作用，組織分組合作、探究研討的教學活動，為其設定相關的問題，引導學生參與探究，鼓勵學生勇于表達觀點，教師從上課—探究—總結—練習等幾方面開展教學，以確保學生在學習理論基礎的同時，有效提升和培養學生的合作、分析、創新等綜合能力。

3.2.4 實踐結合，提高繪圖能力

“機械制圖”課程的主要目的是以問題為導向來解決工程實際。因此，在制圖教學過程中選取實際工程案例(基于本校智能制造工廠實際生產案例及后續專業課程授課案例)進行案例教學，能讓學生體會到所學知識的關鍵點與重要性，更深度地去貼近制圖課程的學習。在線上線下混合式教學模式中，教師應堅持以學生為中心的教學理念，既要進行良好的引導、督促、答疑，還要利用線上豐富的教育教學資源，讓學生充分地參與到教學活動中，提高學生的主觀能動性，并通過“理論教學與動手實踐相結合，自主學習和集中講授相結合”的方式，培養學生繪圖和讀圖能力。

4 混合式教學課程考核方案

集中考核無法全面評價學生的綜合能力，故課程團隊加大過程考核的力度，完善考核評價體系。考核成績的評定由線上成績(20%)+線下成績(30%)+集中考核成績(50%)組成。其中，線上成績=線上學習時長(15%)+簽到(10%)+平臺在線測試(30%)+平臺課堂作業(30%)+平臺討論(15%)；線下成績=線下作業(60%)+課堂考勤(20%)+課堂表現(20%)。集中考核主要考核學生對制圖方法、制圖規律和計算機操作熟練程度的掌握情況，采取筆試、上機閉卷考試的方式。

混合式教學的線上作業、在線測試以及平臺討論等環節的成績，激勵學生積極參與課堂、培養自主學習的意識。線下成績又劃分為課后作業、課堂考勤和課堂表現，課后作業的設置主要有兩大模塊：一為課后練習，考核學生的空間思維和制圖方法和規律，教師批改后發回，學生應認真更正，期末交回檢查，若學生都能準時上交且認真更正，該部分給予滿分，激勵學生平時認真練習，培養一絲不茍的工作態度；二為階段綜合作業，考核學生對立體的綜合表達能力、繪圖的標準和美觀性，通過不斷地改進繪圖，培養學生細致標準繪圖的從業能力。

5 以能力培養為導向混合式教學成果分析

5.1 學生考試成績對比分析

5.1.1 對比分析的方式

任課教師選取相同兩個班組學生，采用相同的教學大綱，教學目標和教學內容一致。2020級一班學生采用線上線下混合式教學模式，2020級二班學生采用傳統面授教學即線下教學模式。其中，在對一班的教學設計中，教師根據學情分析，以能力培養為導向，將授課內容進行整合，一部分內容作為線上教學，一部分線下教學。兩個班級期末考試采用筆試，在考場進行，每名學生的試題內容相同，題目順序相同。

5.1.2 結果分析

從學生考試平均成績比較，分析結果如下表1所示，2020級智能制造工程一班學生參加“機械制圖”考試38名，2020級智能制造工程二班為36名。一班學生平均考試成績高于二班，最低成績出現在二班。

表1 兩組別學生考試平均成績分析

從學生考試成績分布情況比較，分析結果如下表2所示。

一班學生考試成績分布60分以下0名，不及格率為0，70分以上學生占比78.38%，說明大部分學生對該門課程的重難點有較好的掌握，本學期的教學任務能夠較好完成。二班學生不及格率為2.78%，說明仍有學生沒有完成基本的學習任務，70分以上人數比例占58.33%。

一班學生與二班學生相比，不及格率由2.78%變為零；60～79分數段比例由41.67%降到21.62%；70～79分數段比例由38.89%升到51.35%；80分以上的分數段比例由13.88%增長為24.32%；70分以上學生占比，一班明顯高于二班。一班學生分數高峰出現在70～79分，而二班學生分數高峰則出現在60～69分，一班70分以上的學生明顯高于二班。說明經過混合式教學一班學生的學習成績較二班相比有大幅度提升。

5.2 學生實踐能力成果分析

機械制圖教學工作中要著力培養學生的實踐操作能力，引導學生通過所學習的知識內容及制造工具和設備等技能，將學習的理論知識內容轉化為實踐操作[7]。即以能力培養為導向的教學過程是學生在繪圖實操中學習的過程，學生在繪圖實操中獲得學習成果，在完成任務中增長實踐能力。將大賽的大綱內容融于機械制圖教學內容中，以比賽大綱內容為指導，學生通過練習繪圖和識圖能力，提高學生制圖的專業技能，從而提升機械制圖課程教學效果。“機械制圖”線上線下混合式教學的學生在各類比賽中均有出色的表現，獲全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽國賽三等獎；廣西區第二屆成圖比賽一等獎1名，二等獎1名；獲全國大學生機械創新設計大賽廣西賽區三等獎。以賽促教、以賽展能力，充分體現了線上線下混合式教學的優勢。

結語

根據人才培養、畢業要求，基于線上線下混合式教學方式，綜合進行“機械制圖”課程的設計，培養學生在線上積極主動自主獲得新知的同時，線下積極動手實踐，使學生得到能力的培養。在今后的“機械制圖”教學過程中，我們將繼續優化完善線上與線下教學，將實操實踐融入其中，不斷提高教師的教學能力，以及對學生繪圖和讀圖能力培養，使學生的制圖學習滿足未來工作崗位的需求。