工程图学混合式教学模式的探索

 
摘  要：针对工程图学的课程特点和传统教学模式的不足，提出基于“互联网+”的线上线下混合式教学模式。该教学模式充分利用现代信息技术化手段，通过学生课前的自主学习和教师课堂教学的引导将教师和学生课前、课堂、线上、线下的“教”与“学”有机融合，不仅培养了学生自主学习和知识内化的能力，而且提高了工程图学课程的“教”与“学”的质量。
关键词：工程图学；混合式教学模式；互联网
 
随着信息技术的快速发展，高等教育进入了“互联网+”的时代，课堂的形式也趋于多元化，微课、慕课（MOOC）、 私播课（SPOC）、翻转课堂等新型教育信息资源形式，以主题突出、交互性好、趣味性高等特点冲击着新一轮的高校课程教学改革^[1]。工程图学是工科院校学生，特别是机械类专业学生的一门重要的技术基础课^[2]。这门课程知识点多、实践性强，传统的课堂教学方法和以PPT、动画播放、实物模型结合的教学手段在高等教育信息化的时代难以凸显其优势。为此，本文针对工程图学课程的特殊性提出一种线上线下混合式的教学模式，将课程的基础理论内容放在线上教学，线下实体课堂主要进行内容深化和习题指导。这种混合式教学将网络在线开放课堂和传统面对面教学相结合，可实现慕课与线下课堂的深度融合。

1  传统“教”与“学”的不足

传统的“教”与“学”是课堂上以学生听教师讲授课程知识为主，课下以学生完成老师布置的作业来巩固课堂教师的授课内容而达到学的目的。这种以课堂教学为主的传统“教”与“学”模式虽然一直为广大教学工作者所沿用，但它暴露了很多不足：
（1）研究表明，每个人的专注注意时间大约是5～15 min，超过这个时间人的注意力就会转移^[3]。课堂上学生不可能整堂课都注意力高度集中地听老师讲课，即使是老师讲课非常精彩，学生听课也会开小差，因此学生在课堂上的学习效率并不高。
（2）随着教学改革的推进，工程图学课程的学时在不断被压缩，教师为完成教学内容，通常会采取“满堂灌”的方式，从上课到下课，教师占主导地位，师生间缺少互动，习题课、实践课也是能减则减，这种“满堂灌”的教学形式，教师上起来累，学生听起来也累，教学效果不理想。
（3）工程图学课程需要培养学生的空间想象力，为了帮助学生构建模型的三维立体感，教师授课时通常会在课件中插入一些生动形象的动画。虽然这些动画在一定程度上有助于学生理解模型，但往往大多数学生会将注意力放在动画的观赏或好奇动画的制作上，同时学生面对不停切换的课件和动画，往往是目不暇接，未能及时理解，学习集中度和持久度不高，对单个知识点的把握不够清晰，教学信息的传递效率大打折扣。
（4）工程图学是一门实践性很强的课程，教师通常会安排一定的学时让学生在课堂上进行绘图以便于教师及时纠正每个学生的个性错误。但课堂时间毕竟有限，往往教师在课堂上给学生讲得筋疲力尽，但学生的错误还是层出不穷，且还有学生遗憾老师没能帮他指出问题和错误。
（5）工程图学课程的知识点很多，需要学生课下通过大量的习题才能理解和掌握，因此造成学生作业量大、教师批改作业量也大。此外，多数学生拿到教师批改后的作业只注重教师给的作业成绩，并未重视教师在作业上指出的错误，同样的错误在后续的学习中屡次出现。

2  线上线下混合式教学模式构想

改变教学模式以便让学生高效快速地掌握所学知识一直是广大一线教学工作者苦苦探索的课题，但无论是传统教学模式，还是前几年热门的任务驱动或项目驱动式教学模式，无非都是在传统教学模式的框架下改变了课堂教学的形式，其实质上没有根本改变这种课堂上教师讲授、课下学生完成作业的教学模式。线上线下混合式教学模式借助网络信息技术来加速学生认知、协作、体验与知识内化，成为信息时代解决学时与知识量矛盾的重要途径。
线上线下混合式教学模式分别对课前和课堂两个阶段的教学活动进行设计。课前以学生的自学为主，以线上学习资源为主要支撑；教师通过网络给学生布置学习任务引导学生自主学习；学生通过自学教材、观看网上视频和做知识点的小测试来完成相关知识点的学习，并完成教师布置的作业以巩固所学知识点。课堂上教师作为引导主体，首先用对学生课前的知识点进行串讲、答疑，然后让学生对作业和图纸进行互评和讨论，最后教师根据学生的作业情况进行点评和讲解，学生再对作业进行自审和修改。
该教学模式在设计和实施过程中需要强调以下几点：
（1）线上学习视频是传统课堂教学信息的传递者，在制作时将每个知识点一个视频、每个视频控制在5～15 min的形式进行录制。由于学生观看视频类似于教师一对一的给学生面对面授课，因此视频呈现的画面不能以现场拍摄老师在课堂上如何讲授、板书和播放课件为主，而应该是将知识点的内容制作成视频并进行配音，中间穿插一些老师绘图演示的特写镜头。这样视频内容不仅会以高质量的形式呈现在学习者面前，而且拉近了学习者和授课者的距离，便于学生模仿和吸纳视频内容以提高学习效率。
（2）实体教材和线上的学习资源一定要有非常紧密的关联性。学生在课前自学教材上的内容时肯定有很多疑问，快速解答和消除学生的疑问对提高学生的学习积极性和增加学习的效率很有用。教师编写实体教材时在相关知识点设置二维码，学生通过计算机、手机等移动终端扫查教材中二维码，链接到线上学习资源中查看相关问题的解答可起到快速答疑解惑的效果。特别是实体教材中的二维图形，学生通过二维码的快速扫查，可以在线上全方位观看图形的三维立体模型和剖开后的内部结构，以帮助学生快速构建和理解形体的空间形状。
（3）线上线下混合式教学模式中学生的“学”是主体，课前的自主学习是达到良好教学效果的前提。但工程图学课程一般都开设在学生的大学一年级阶段，对于之前经历了十几年“被动式”教育的大一新生而言其自觉性不高、自主学习能力不强是很突出的问题，因此需要教师在教学设计中采取一定的措施引导学生的课前自主学习。比如教师通过网络在线学习系统统计学生观看视频的情况，知识点学习后学生做小测试的成绩反馈情况等等。
（4）工程图学课程实践性非常强，作业基本上都是绘图，但图形的互动与交流在线上难以完成，因此课堂学习应以绘图训练和图形讨论为主。通过学生之间作业互评、相互纠错以及老师一对一的对每个学生作业或图纸进行点评，以达到增进学生绘图能力和提高学生学习效率的效果。
（5）学生的学习成绩评价方式包括出勤率、知识点小测试成绩、课堂讨论成绩、作业成绩和期末考试成绩五个部分。出勤率由教师根据每个学生线上观看每个视频的打卡记录和课堂的签到情况来打分，可占总评成绩的10%；线上知识点小测试一般都是选择题、填空题和判断题等客观题目，由系统自动评分，用以检测和督促学生的自主学生，可占总评成绩的20%；课堂讨论成绩由教师根据学生课堂上互评他人作业、图纸的情况或积极发言等表现来打分，可占总评成绩的10%；作业成绩由教师根据学生每次的作业情况打分，可占总评成绩的20%；期末考试成绩是学期末综合测试学生一学期的学习情况，可占总评成绩的40%。通过多种形式的测评，既可以引导和督促学生的自主学习，又可以从多角度来综合评价学生的学习效果。

3  面临的问题与挑战

基于互联网+的线上线下深度融合的教学模式，无疑是对传统教学模式的一次冲击和教学观念上的一次挑战，一种新的教学模式的开展需要教务行政部门、教师团队和学生三个群体的积极参与和配合，因此在开展和实施的过程中会面临一些亟待解决的问题。
（1）课程内容呈现的载体是课程教材和每个知识点的在线视频，因此需要教师投入大量的时间和精力来编写高水平的教材和制作高质量的视频。另外线上资源的安全和稳定运行需要有相关人员做技术支持和后台服务，所以学习资源的制作与准备需要教务和行政部门给予一定的政策支持和资金资助。
（2）在传统教学模式下，教学评教主要看教师在课堂上对某个知识点的讲授是否讲解得清楚、精彩、活跃和吸引人，但在新的教学模式下教学评价无法按传统的评价指标点来进行，因此教学监督部门需要改变观念并制定新的教学评价指标来适应新的教学模式。

4  结束语

工程图学课程的教学改革一直是图学教育专家和图学教育工作者们致力于探索的重点。本文针对工程图学课程知识点繁多、实践性强的特点，借助于网络信息技术化手段设计了线上线下混合式教学模式，通过学生课前的自主学习和教师课堂教学的引导，将课前理论知识学习和课堂知识内化过程有机融合，既能增强以学生的“学”为主体的学习氛围，又能充分发挥教师在整个“教”的过程中的主导作用，为工程图学课程的改革和发展提供了有益的尝试和探索。

参考文献

[1]     肖志玲，王振，孟凡念．工程图学课程现代混合式教学研究-“翻转课堂+MOOC+SPOC”[J]．河南教育（高教），2016，8：128-130．
[2]    郭长虹，赵炳利，李兴东，等．面向CDIO的工程图学教学改革[J]．工程图学学报，2011(5)：56-60．
[3]     赵炬明．打开黑箱：学习与发展的科学基础（下）-美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二[J]．高等工程教育研究，2017(4)：30-46．