混合式教學方法在工程制圖課程中的應用

呂秋娟

[摘要]隨著“互聯網+教育”的發展，為了充分發揮傳統教學方法和網絡資源的優勢，在工程制圖課程教學中采用MOOC+SPOC的混合式教學方法。利用國家級中國大學MOOC平臺的優質課程教學資源，將MOOC課程資源與課堂教學有機結合;通過在線測試評估系統，使學員及時了解線上學習知識點的掌握程度。實踐結果表明，這種教學方法不僅提高了學員學習工程制圖課程的積極性和主動性，同時也進一步拓展了課程教學內容的深度和廣度。

[關鍵詞]MOOC;SPOC;工程制圖

[中圖分類號]TB23

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）04-0078-03

一、概述

隨著互聯網教學平臺的發展，MOOC（massive open online courses）為高等學校課程的課堂教學改革提出了新思路，為學生接受新事物帶來了新方法和新手段。MOOC課程的優勢體現在三個方面：第一，MOOC具有豐富、免費的優質課程教學資源;第二，MOOC課程平臺具有交互性友好、方便使用、學生易于操作的特點;第三，MOOC課程克服了傳統課堂教學中時間和空間的限制，學生可以自由安排時間，隨時隨地進行課程的學習，也可以隨時進行知識點的回顧和復習。

隨著MOOC平臺的發展，開始階段，MOOC課程學習的人數較多，課程任務的完成情況較好，但隨著課程的推進，特別是隨著課程內容難度和深度的增加，放棄學習的學生人數會不斷增加，特別是那些自學能力和自我控制能力較弱的學習者，他們無法按照MOOC課程的時間安排及時完成教學內容，這種學習過程無法達到高等學校規定的課程學習目標。

SPOC（small private offline course）是小規模限制性課程，是MOOC的創新之一，它是由加州大學伯克利分校的阿曼多·福克斯（Armando Fox）教授率先提出的，加州大學伯克利分校也是最早將SPOC模式應用于課程教學的學校。SPOC因為“小”的優勢，在學習中更容易產生好的學習效果。這種教學方法克服了MOOC課程由于人數眾多、監督性不強、學習過程難以繼續的缺點，因而更受學員的歡迎。MOOC+SPOC的混合教學方式，既吸取了MOOC的優點，又能彌補傳統教學方式的不足。

為了提高課堂教學質量，調動學生學習的積極性和主動性，在采用SPOC教學方法時，通常需要與傳統的教學方法相結合。國內外許多一流大學都嘗試過在教學中采用SPOC模式，以提高教學質量，例如斯坦福大學、西安交通大學、清華大學、復旦大學等。

二、混合式課堂教學方法

工程制圖課程是工程圖學課程的深化和延續，它更加注重圖學理論與實踐的結合，其目的是培養學員的空間想象能力、空間思維能力、繪制和閱讀工程圖樣的能力，這是火箭軍工程大學（以下簡稱“本校”）近機類專業的一門技術基礎課。目前該課程教學內容多，涉及的國家標準多、知識點多，但教學學時只有30學時，其中包括10學時的繪圖實踐。該課程一般在大學二年級第一學期開設，學員不具備本課程所需的前期知識，如金屬工藝、機械零部件設計及加工等基礎知識。在目前的課堂教學中，我們采用教員講、學員聽、課下練的教學方法。由于多數學員缺乏基本的工程意識，難以理解零件圖和裝配圖中的國家標準要求，學員反映工程制圖課程難學，學習的積極性和主動性不足，學習效率不高;教員在教學中也難以在教學內容的深度和廣度上進行拓展。為了了解學員對目前課堂教學方法的評價和認可度，教員采用了問卷調查法，設置了10個反映課堂教學方法、教學效果和學員學習情況的題目，在課程開課前對學員進行問卷調查。從統計結果可以看出，49%的學員表示想學習MOOC課程，但是無法篩選和自己專業教學要求相符的內容，具體如圖1（a）所示;54.7%的學員都想改變現有的教學方法，具體如圖1（b）所示。大多數學員表示需要教員作為學習活動的組織者和促進者，有效引導他們自主學習、協作學習和探究學習，學員對教學過程和效果的最優化期望較高，需要提高工程制圖課程基本知識的綜合應用能力。

隨著網絡技術的發展，為了充分發揮現代網絡的優勢，利用好MOOC平臺上國家級教學資源，充分發揮SPOC教學方法的教學特點，近幾年出現了一種新的教學方法，即基于MOOC的SPOC混合式教學方法。這種教學方法克服了目前教學方法的不足，可以充分調動學員的學習積極性和學習動力，讓學員對工程制圖MOOC教學資源進行主動學習，有效地提高了課堂教學質量和學員的學習效率。

三、教學實踐過程

本學期工程制圖課程教學內容包括零件圖、裝配圖兩大部分，而零件圖是基礎內容。為了將傳統教學方法和現代化的數字資源結合起來，充分發揮二者的優勢，我們在教學中引入基于MOOC的SPOC混合式教學方法，將MOOC資源和課堂教學結合起來，利用中國大學MOOC平臺上國家級優質教學資源，在零件圖部分進行教學實踐。

（一）課程概況

“工程圖”被譽為“工程界語言”。工程制圖是探討用工程圖表達工程產品與結構的課程。它依托機械工程實踐，培養學員繪制、閱讀工程圖的基本技能，強化工程信息的圖形化表達與交流能力。該課程是學員進入大學的工程技術第一課，不僅影響后續課程及畢業設計等環節，也關乎學員的崗位任職能力。通過課程學習，可以使學員掌握專業技術圖樣的基本知識，具備熟練繪制和閱讀本專業技術圖樣的能力，同時讓學員具備對常用專業設備及典型零件進行結構分析和表達的能力，培養學員靈活運用所學知識分析處理問題的能力。這對提高學員深刻認識機械制圖基本理論、基本方法、基本技能的重要性，加強學員繪制閱讀工程圖樣、空間形體的形象思維和創造性構型設計的能力具有重要作用。

（二）充分利用優質教學資源

各個工科院校開設的工程制圖課程，其教學內容基本相同，開設的班次較多，學習的人數也較多;零件圖和裝配圖部分的內容對繪圖實踐的次數和繪圖質量要求高。因此，學員課前對相關知識的準備非常重要，這部分內容非常適合利用MOOC平臺的優質資源。我們將線上和線下課堂教學有機地結合起來，采用混合式的教學方法，在教員的指導下，學員按照課程內容要求既要完成課前線上MOOC平臺的內容學習，還要按照任務要求進行分組協作，共同完成，以提高學員的團隊協作能力和創新能力。

在利用MOOC平臺的優質資源時，教員要按照課程內容要求，進行資源的整理與篩選。利用QQ群和微信發布課前學習資源，這些資源多種多樣，可以是微課、零件和裝配體的演示視頻、動畫、課件PPT、學習視頻的要求、學習中的注意事項等，主要以網址鏈接的形式向學生群進行推送，具體如表1所示。教員經過篩選推送的課前學習內容和學習要求，學員可以觀看教學資源或者學習教材中的相關內容。線上學習后學員和教員可以積極討論，解決不懂的問題，具體如表2所示。從表中可以看出，學員采用這種方式后，能夠積極思考，隨時提出自己的疑問。因此，這種方式可以讓學員帶著問題去學習，教員要求學員及時搜集學習中遇到的問題，并做記錄，以便在課堂教學中有針對性地講解重點問題和內容。通過這種方式，有助于培養學員的學習積極性和自主探索問題的能力，挖掘學員的學習潛力和學習主動性。

MOOC以視頻學習為主，SPOC教學方法中教員要充分利用好已有的教學資源輔助課堂教學。兩種教學方法相比，SPOC教學方法更加靈活，對教員的教學水平要求也更高。因此，將兩種模式結合起來，采用基于MOOC的SPOC教學方法進行教學，可以使教學方法更加豐富多樣。

（三）課后實踐課堂，拓寬學員獲取知識的廣度

工程制圖課程教學的中心是表達零件，教學的重點和難點在于培養學員的形象思維能力和空間想象能力。這些能力的培養，離不開感性認識的積累及形象思維的啟發與誘導。為了幫助學員提高空間想象能力，拓展學員獲取知識的廣度，教員一方面要帶領學員走進工廠，走進車間，了解傳統的機械零件加工方法，先進的數字化零件加工方法，對比各種方法的優缺點;另一方面，要在線上發布制圖課程中的新技術、新方法，比如3D打印技術在零件三維建模中的應用;同時在課后實踐中引入三維幾何建模應用技術，進行輔助制圖和輔助思維，使傳統內容與現代三維幾何建模相輔相成問。學員也可利用課程資源，如虛擬現實演示系統、虛擬現實裝配、拆卸系統等，這能滿足學員“廣度”方面的學習需求，拓寬他們的學習視野。

（四）線上與線下結合的自測環節

課程開課前，為了了解學員的基本情況，我們編寫了工程制圖課前問卷小程序，如圖2所示。為了了解學員線上自學中對知識點的掌握程度，教員編寫了在線測試和評估系統，要求學員在規定的時間內完成線上測試練習，如圖3所示。題目包括該部分知識點有關的選擇題，既有多項選擇題也有單項選擇題。在線測試程序為手機端操作系統，方便學員隨時隨地進行測試。測試結束后，學員不僅可以直接看到自己每一個題目的選擇結果，同時還可以選擇觀看每一個題目的知識點解析，明確知識點掌握的情況，以便及時查漏補缺，表3所示為某學員自己的測試結果。教員也可以登錄該平臺，查看每名學員的測試結果，找出普遍存在的問題，以便在課堂教學中有針對性地講解重點、難點，提高教學效果。

四、實踐效果

將MOOC+SPOC模式應用于工程制圖課堂教學后，教學方式既吸取了MOOC的優點，又彌補了傳統教學方式的不足。MOOC的優質教學資源在學員課前預習和課后復習中起到了重要作用。教員和學員在課前和課后交互的次數明顯增加，交流的問題不再是簡單地答疑和提問，還經常涉及深層次的討論、內容拓展、三維建模的形成方法等，這很好地彌補了課時的不足。線上教學+線下的教學模式，有助于教學的深度拓展。經過線上平臺學員的學習，教員可以集中精力在課堂教學中講解線上課程的重點、難點以及一些沒有覆蓋到的知識點。這種教學方法不僅有助于提高學員的學習興趣和教學效果，更有助于學員高質高效地提高讀圖、制圖能力，對激發課堂教學活力能發揮積極的作用。借鑒學習不同院校工程制圖課程的教學方式和教學內容，選擇優質教學資源的準備過程，對提升教師的教學技能和拓寬學員的知識視野十分有益。

[責任編輯：陳明]