土木工程專業課程線上線下混合式教學模式探索與實踐

摘 要：土木工程制圖是高校土木工程專業重要的主干課程，對學生理解和運用國家相關標準規范、識讀和繪制土建圖樣能力的培養具有基礎性地位和作用。該文直面信息化浪潮下，傳統教學模式存在的問題和不足，根據教學團隊多年教學實踐，從教學目標設定、教學內容重構、教學資源建設三個方面入手，圍繞線上自主學習、線下課堂精講及課后拓展，構建OTASE線上線下混合式教學模式，并提出相應的具體實施策略。實踐表明，該文構建的OTASE線上線下混合式教學模式能夠激發學生自主學習的內驅力，提高學員的獲得感，可為土木工程專業相關課程建設及教學改革提供參考和應用實踐。

關鍵詞：線上線下混合；教學模式；土木工程制圖；課程設置；改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）31-0044-06

Abstract： Civil Engineering Drawing is an important backbone course for civil engineering majors in universities， which plays a fundamental role in cultivating students' ability to understand and apply relevant national standards and specifications， read and draw civil engineering drawings. This paper directly faces the problems and shortcomings of traditional teaching models under the wave of informatization. Based on years of teaching practice of the teaching team， starting from three aspects of teaching goal setting， teaching content reconstruction， and teaching resource construction， focusing on online self-directed learning， offline classroom intensive teaching， and after-school expansion， an OTASE blended online and offline teaching model is constructed， and corresponding specific implementation strategies are proposed. Practice has shown that the OTASE blended online and offline teaching model constructed in the article can stimulate students' internal drive for self-directed learning， improve their sense of achievement， and provide reference and practical application for the construction of civil engineering related courses and teaching reform.

Keywords： online and offline hybrid; teaching mode; Civil Engineering Drawing; curriculum design; reform

近年來，隨著科技的不斷發展，現代信息技術正以前所未有的深度和廣度影響著人類的生產、生活、學習和工作等各個方面。2019年《中國教育現代化2035》指出要利用互聯網等現代技術加快推動人才培養模式改革[1]；2021年12月，國務院印發了《“十四五”數字經濟發展規劃》，提出要深入推進智慧教育，構建高質量教育支撐體系，推動“互聯網+教育”持續健康發展等目標[2]；2023年5月，中共中央政治局第五次集體學習時強調：“教育數字化是我國開辟教育發展新賽道和塑造教育發展新優勢的重要突破口”[3]；2024年教育部部長懷進鵬指出中國教育“從聯結為先、內容為本、合作為要的‘3C’走向集成化、智能化、國際化的‘3I’[4-5]”。因此，教育信息化、數字化發展是我國教育界的重要戰略，在國家政策支持及技術不斷迭代的當下，對于如何將數字信息技術更好地應用于教學過程中，推動高等教育變革和創新，提高人才培養質量，成為了混合式教學的重要研究方向。

目前，國內很多高校已經從各維度開展混合式教學的研究與探索，如西南交通大學林擁軍等[6]提出線上線下融合的混合式教學模式，采用講授、討論和自主學習等教學方法激發學生學習興趣；武漢理工大學秦世強等[7]闡述了線上教學資源建設、混合教學模式實踐與課程改革成效，并介紹持續改進方向；陸軍工程大學李興德等[8]提出線上線下深度融合的人防學員信息類課程教學改革實踐方案， 構建了“以學生為中心”的智慧教學模式；長安大學溫永等[9]為解決土木工程制圖課程課時不足、學生工程背景知識缺乏等問題，提出了任務驅動教學法，即充分利用網絡資源，發揮學生自主學習或小組協作能力，教師再進行補充和修正，以此提高教學質量；中國礦業大學王迎超等[10]建設了巖土類專業課程信息化教學資源，形成了“信息促教”的專業課程教學資源信息化平臺。然而，研究者大多從理論的角度分析方案的構建，較少用實際案例進行全面介紹。鑒于此，本研究以具體課程為實例，選用應用型本科專業的土木工程制圖課程，探究線上線下混合式教學模式在火箭軍工程大學土木工程專業中的應用情況，以期為相關高校的教學改革提供參考。

一 課程概況

土木工程制圖課程是以投影理論為基礎，結合國家標準以及圖形表達方法繪制和閱讀工程圖樣的一門學科，是設計知識和施工知識的集中反映。教師在教學過程中，除了使學生熟悉土建制圖常用標準規范、掌握土建圖樣繪制和識讀的方法、掌握創造性構型設計的能力之外，還必須要培養學生嚴謹細致的工作作風，培塑樂于探索、勇于實踐的品格及精益求精的工匠精神，使學生能夠在學習力、思維力、創新力等方面得到鍛煉和提高，形成知識傳授、能力培養與立德樹人同向同行的協同與倍增效應。

土木工程制圖是一門理論性強且知識面廣的課程。傳統課堂教學呈現出“內容多而學時少”的矛盾，導致教學過程中有以下比較突出的問題，制約了教學效果的提升。①傳統教學模式中學生以被動接受知識為主、自主學習意識弱，無法對學習能力不同的學生開展個性化和差異化教學的問題；②傳統教學模式中自主學習和交互學習資源條件薄弱，課程資源及實踐條件平臺難以有效支撐理論教學內容等；③傳統教學模式中有限的學時內講授課程內容，課堂時間緊張，課程思政、土建行業最新發展及部隊建設實際需求融入不夠，教學過程無法體現以學生為中心的理念。

基于以上分析，借助互聯網平臺，構建合適的線上線下混合式教學模式實現“以學生為中心”分層分類教學，成為課程教學改革的必然選擇。

二 OTASE線上線下混合式教學模式的構建

（一） 教學目標設定

火箭軍工程大學土木工程專業擔負著為國防工程勘察、設計、施工、管理以及工程保障崗位培養高素質初級指揮與技術軍官的使命。圍繞學校辦學定位和人才培養要求，課程從部隊需求、學校定位、專業特點三個維度出發，全面落實“立德樹人、為戰育人”任務，積極進行教學模式、教學內容和教學方法的研究實踐，結合課程特點深入挖掘思政載體，將“愛國精神、工匠精神、科學精神、工程兵精神”等價值觀充分融入課程的基礎、應用、實踐和拓展四大模塊當中。將課程目標分解為知識目標、能力目標、素質目標三個方面并與專業人才培養目標相呼應，全面滲透到教學全過程，引領帶動全員全方位育人。課程目標總體設計如圖1所示。

（二） 教學內容重構

圍繞課程教學目標，瞄準部隊崗位任職需求，突出學員核心地位，進一步完善了課程教學計劃及課程章節的學時分配、實踐教學環節安排，打破原有以教材體系為教學內容的局限，重構了課程內容，將課程內容分為基礎模塊、應用模塊、實踐模塊和課外拓展模塊，見表1。

在基礎模塊及應用模塊中分為線上自主學習和課堂高階知識研討，其中線上12學時，課堂講授14學時。同時，將實踐模塊與基礎模塊及應用模塊有機融合在一起，使學生能夠理論聯系實際，強化學生解決實際問題的能力，一共22學時。課外拓展模塊主要是鼓勵學生參加與本課程主體知識相關的課外競賽，拓展學生的知識視野和高級思維，提升課程的挑戰度。

（三） 教學資源建設

完整的教學資源是實現線上線下混合式教學的前提。本課程建設了豐富的線上線下資源。通過微信群、長江雨課堂等線上平臺，實現教學資源共享，包括：微課視頻75個，學時超過540 min，案例素材489 M，習題1套（600道），設置14個討論主題，12次線上作業。線下資源：施工圖案例庫（10套），建設試卷庫（10套），思政案例庫22個，土木工程制圖實驗室，BIM創新平臺及校內外實踐基地。具體見表2。

此外，圍繞“立德樹人、為戰育人”的根本任務，在教學計劃中明確課程的思政教學目標，將課堂思政與教學內容有機結合起來，理清知識內容與思政主題的關系，全面提高學員緣事析理、明辨是非的能力，把學員培養成德才兼備、全面發展的人才。本課程主要思政元素見表3。

（四） 教學活動設計

本課程的授課對象是土木工程專業生長軍官本科學員，學員們學習基礎較好，已經完成了前序工程圖學課程的學習。因此，在教學過程中將知識點分為三類：自學均能消化、自學部分消化、自學難以消化，創新構建了OTASE（Online Learning， Task-driven， Activities in Class， Summary， Expand）線上線下混合式教學方法。同時，緊密圍繞“知識傳授、能力培養、價值塑造”三位一體的課程教學目標，將思政元素滲透到教學全過程，總體實施路線如圖2所示。

1 線上自主學習

教師在課前讓學生通過線上課程資源的學習，完成相應的測試題。要求每名學員根據線上學習的內容繪制思維導圖，并錄制講解視頻發送給教員。通過測試題及思維導圖講解視頻來判斷學員自學能消化的知識點。這部分內容，課堂不再講授。這樣可以充分利用教學時間，避免不必要的課堂時間浪費，提高教學質量。

2 線下課堂精講

對于在線測試中自學部分消化的知識點，采用研討式教學的方法，通過相互協作、分組研討來完成這部分內容的學習。剩余的較難的知識點，則在課堂中進行精講，并注重知識實際應用的分析，結合國防工程建設實際開展案例式教學和現場實踐教學。要求每名學員根據課堂教學內容繪制思維導圖，并在課堂教學小結中隨機抽點1名學員與教員共同進行知識的總結講解，以進一步檢查和鞏固課堂教學效果。

3 課外競賽拓展

實行因材施教，依托制圖實驗室及工程BIM創新平臺，引導學生開展課外課題研究，鼓勵學生參加全國大學生BIM畢業設計創新大賽和全國大學生結構設計競賽，解決課堂教學與土木行業新技術的發展銜接不夠緊密導致的前沿性和先進性不夠，學生知識視野和高級思維有待拓展等問題，提升課程“兩性一度”。

4 課程多維考核

課程成績由形成性考核成績（40%）和終結性考核成績（60%）構成，使學生的學習過程、效果及能力提高得到較為科學的評價，課程成績組成如圖3所示。形成性考核成績主要由書面作業（10%）、在線學習平均成績（含視頻觀看、線上作業、自主測驗，10%）、課堂表現（含外出參觀實踐過程中提問、交流、研討成績，5%）、課程小論文（5%）、儀器繪圖（5%）、計算機繪圖（5%）綜合確定。此構成增加了平時學習部分所占比例，體現“多元化、重過程”的考察原則。

終結性考核成績緊盯教學效果落實，采用筆試進行，覆蓋了課程重難點內容，主要由填空題、選擇題、簡答題、畫圖題和讀圖題構成，綜合難度符合學生特點。突出實踐應用能力考核，加大了畫圖題和綜合讀圖試題所占比例（占卷面分45%），體現“重能力、全方位”的考察原則。

三 教學改革效果分析

在土木工程制圖的教學中采用OTASE線上線下混合式教學模式，有效解決了傳統教學中的難點問題。本課程自2019年開始建設線上資源，2020年進行混合式教學改革，2023年6月獲評大學精品課程，2024年4月獲評陜西省一流課程。以改革前2017級學生與改革后2018級學生的學習情況，從平時學習情況、期末考試成績及競賽獲獎三個方面對比分析教學改革效果。

從學生平時的課堂表現、平時作業及期末考試的成績對比分析，土木工程制圖教學改革后培養出來的學生在課堂自我參與性、知識接收度、綜合應用性及學習效率等方面都要優于傳統的教學，如圖4所示。

其中，統計6次平時作業完成度，2018級學生中，80%的學生作業評價為優秀，20%的學生作業評價為良好。而2017級學生的學生6次作業中，60%的學生作業評價為優秀，20%的學生作業評價為良好，11%的學生作業評價為中等，9%的學生作業評價為及格。

期末筆試成績中，2018級學生70分以上的學生占總人數的92%，80分以上的學生占27%；2017級學生70分以上的學生占總人數的75%，80分以上的學生占18%，如圖5所示。

通過持續的課程建設，學生的學習興趣明顯提高，并積極參加相關學科競賽。2022—2024年，先后有6人獲全國高等院校學生“斯維爾杯”BIM-CIM創新大賽個人賽一等獎、5人獲二等獎、2人獲三等獎，獲團體賽冠軍1次，獲陜西省大學生結構設計競賽團隊二等獎1次，3人獲大學優秀畢業設計，2人獲陜西省高校土建專業優秀畢業設計，1人獲全國高校土建類學科優秀畢業設計三等獎，6人通過BIM土建工程師認證，取得了良好的教學效果，畢業學員受到了任職部隊的好評。

四 結束語

信息技術在教育領域的廣泛應用必然會帶來教學模式的深度改變。在教育信息化2.0時代，土木工程專業課程開展線上線下混合式教學改革是提升教學質量的必由之路。本研究構建了OTASE線上線下混合式教學模式，從教學目標、教學內容、教學資源、教學組織及考核機制等方面進行了教學的重構和創新，設計了師生交互形式多樣的教學環節，為提高學生自主學習能力及工程實踐能力提供了一種可供借鑒的課程教學改革模式。

參考文獻：

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[2] 國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》[EB/OL].https：//www.gov.cn/xinwen/2022-01/12/content_5667840.htm.

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[5] 本刊編輯部.人工智能讓教育更美好——2024世界數字教育大會人工智能與數字倫理平行會議綜述[J].中國教育信息化，2024，30（3）：25-30.

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[9] 溫永，陳子璇，趙曉康，等.中外合作辦學模式下的土木工程制圖課程教學改革[J].大學教育，2023（20）：41-45.

[10] 王迎超，柳志軍，王其昂，等.助力巖土類專業學生創新實踐能力提升的混合式教學模式研究與實踐[J].大學教育，2023（17）：59-61.

基金項目：教育部產學研協同育人項目“基于BIM的土木工程多專業聯合畢業設計實踐基地建設”（230901960221621）

第一作者簡介：劉淵（1986-），男，漢族，山西定襄人，博士，副教授，博士研究生導師，教研室副主任。研究方向為國防工程建設。