混合式教學模式下知識與能力并重的多元化課堂教學探索
——以“工程圖學”課程為例

葛艷紅 魏 軍 胡楷雄

（武漢理工大學物流工程學院 湖北·武漢 430063）

0 引言

科技是第一生產力，創新是一個民族的靈魂。李克強總理在政府工作報告中特別提出：“大眾創業，萬眾創新”。創新創業要靠人踐行。因此，人才是推動社會進步和科技發展的原動力。不同的歷史時期對人才的需求也不一樣。隨著全球一體化，世界各國的競爭歸根結底是人才的競爭。因此，各國都非常重視人才的培養。有知識、有能力、有素質的高層次人才是我國當下建設創新型國家、實現智能制造2025、深化一帶一路的必須人才。知識是發展科學、認識和改造自然、認識和改造社會的基礎，是必不可少的條件；能力是對知識的運用，是知識發揮作用的實踐條件；素質是能力運用的方向標，指導能力往正確的方向前進。因而教育學生，培養人才，必須首先重視知識的習得。沒有足夠充分的知識，就如無源之水無本之木，發展、創造皆成為一句空話。當然能力和素質的培養也不可偏頗。沒有能力，掌握再多的知識也如茶壺里煮餃子——肚子有貨倒不出。更不用說用來改造世界改造社會，也就談不上創新和發展。同樣，如果沒有良好的素質，能力越強，反而會形成對社會的危害。有能力必須高素質才能造福于國家、造福于人類。

高等院校作為培養人才的搖籃，培養國家所需人才責無旁貸。作為一線的教育工作者有責任有義務進行多方探索和改革，為人才培養貢獻自己的力量。隨著計算機技術、信息化技術、多媒體技術的快速發展，網絡教學、遠程教學、MOOC、SPOC、混合式教學等相繼誕生。教學活動打破了傳統的時空限制，隨時學習、隨地學習、碎片化學習改變了原本固定式的教學模式和習慣。傳統課堂的教學模式必須與時俱進，進行相應的革新以順應時代的變遷，為人才培養探尋新的路子。

1 混合式教學模式下的課堂革命

從2012 年MOOC 概念的引入和興起，經過六年的發展，基于“線上”+“線下”的混合式教學已蔚然成風。混合式教學不是“線上”教學和“線下”教學的簡單組合，更不是重復教學，而是兩者的有機結合、互融互通、優勢互補。線上教學不能替代課堂教學，線上教學也不是課堂教學的輔助和補充，而是教學過程的必備活動?；旌鲜浇虒W模式不僅打破了傳統課堂教學的時空限制，更拓寬了教與學的廣度和深度，是傳統課堂教學模式的深刻變革。因此，混合式教學模式下的課堂教學不應是傳統課堂的照搬，而應與線上教學活動相得益彰、相輔相成?；旌鲜浇虒W必須精心設計，對教學內容進行合理劃分、有效組織，使得線上線下教學邏輯明晰，銜接自然，各自承擔不同的使命，完成不同的功能。表1 列出了線上和線下教學的職能劃分，以及混合式教學課堂與傳統課堂的比較。

表1 線上和線下教學的職能劃分以及混合式教學課堂與傳統課堂的比較

2 以“工程圖學”課程為例的課堂教學實踐

“工程圖學”是工科院校學生必修的一門專業技術基礎課，是研究繪制和閱讀工程圖樣及解決空間幾何問題的理論和方法的一門學科，既有理論又有很強的實踐性。其圖形性、基礎性、工程性等均有著其他課程不可替代的作用，是工科院校實現人才培養目標的重要基礎課。課程目標是培養學生的工程意識和素養，以及對工程圖樣的識讀和表達能力、空間想象和形體構思能力、對現代化設計工具的應用能力等。

本課程的內容雖然傳統經典，課程理論成熟也易于理解，但是課程以二維圖形為載體表達三維工程與產品信息，對學生空間想象能力和理解能力要求比較高，所以學生學起來普遍感到困難?；诰€上線下的混合式教學延伸了45 分鐘的課堂時限，給了學生足夠的時間和資源去充分理解、消化和思考，可極大縮小空間想象能力強弱的個體差異，為“笨鳥”先飛開辟了廣闊的空間。

根據該門課程的課程目標、大綱要求以及專業培養的目標支撐度要求，對線上線下的教學內容、任務和目標進行了劃分。這里以面向機械類專業的《工程圖學A》（上）為例介紹幾種混合式教學模式下的課堂教學實踐。

實踐1：自學、答疑模式——培養學生的自學能力、質疑能力。

自學、質疑模式旨在培養學生的自學能力，發現問題和解決問題的能力，以及勤思善問的能力。由于該模式需要學生在線自主完成知識點的學習，并完成相關作業。課堂上教師不再串講，只負責答疑解惑，安排課堂測試。因此，自學內容的選擇至關重要。過于簡單、一學就會的內容缺乏挑戰性，起不到激發學生內在動能的作用；過于復雜、難以理解的內容又會花費學生太多的時間，打擊自學的積極性，達不到應有的目標效果。

本課程共安排了四個知識點的全自學模式：（1）平面立體的投影以及其表面點和線的求解；（2）常見回轉體的投影以及其表面點和線的求解；（3）正等測軸測圖；（4）斜二等軸測圖。

課堂內首先利用一節課的時間給學生提問、質疑。問題可以由學生回答，也可以由老師解答。老師也可以就一些重點和難點有針對性地拋出一些問題由學生回答，通過一問一答來理解知識要點；然后進行課堂測試（老師需課前準備好課堂測試題）；最后公布測試答案并當堂講評。

實踐2：課堂翻轉模式——培養學生的主體意識、組織能力、表達能力。

課堂翻轉模式除了鍛煉了學生的學習能力以外，更培養了學生的主體意識和表達能力，對學生的要求比較高。不僅要求學生事先能夠理解消化該部分知識，而且要求學生具有較好的語言組織能力和臺上演講能力，并能站在教師的角度能夠讓受眾聽懂理解。因此，這部分教學內容必須選擇一些相對簡單、容易理解又不失趣味的知識點。共進行了四次課堂翻轉模式，選擇了四個知識點：（1）點的相對位置和重影點；（2）七種位置平面的投影特性比較：（3）圓錐被平面截切的截交線類型分析；（4）圓錐被一個平面截切的實例求解。

課前布置任務時要求所有的學生準備，課堂上隨機挑選學生來當“臨時老師”，這樣可以促使所有的學生因要“備課”而得到鍛煉。第一次和第二次的課堂翻轉有意選了班長和學習委員各講一個知識點。受到班長和學習委員的表率和示范影響，后面兩次課堂翻轉時，有兩位同學自告奮勇上臺來講解。講課的PPT 由教師提供，學生可以在此基礎上根據自己的思路和理解修改。結果表明，盡管學生授課無法與教師授課相提并論，但這種模式對學生的鍛煉效果是非常大的。學生首先要吃透知識要點，其次要理順知識要點的內在邏輯，最后還要組織語言非常嫻熟地表達出來。畢竟學生在全班同學面前講課還是非常注重形象的，所以準備都非常充分。

實踐3：討論模式——培養學生的發散思維能力、空間構形能力、創新能力和工程素養（合作意識等）。

課堂討論模式是同學之間通過討論共同完成知識點的理解和消化。在討論的過程聽取別人的想法，發現自己的錯誤，不僅可以加深對知識的印象，還可以開闊學生的思維，增進同學間的友誼，提升表達能力和合作能力。

不是所有的知識點都適合拿來討論，討論要充分徹底需要花費較長時間。因此，課堂中只安排了兩次討論課：（1）空間兩直線位置關系的投影規律；（2）實物模型與三視圖的正誤判斷。

全班31 位同學分成8 組，有一組3 人，其他每組4 人。討論結束后每組各選一位代表報告該組的討論結果。組和組之間的結論如果不一樣，還可以進行組和組之間的辯論。通過討論和辯論得出正確結論。在討論和辯論的過程中老師可以給一些提示。

實踐4：技能競賽模式——訓練學生知識的應用能力以及工程表達能力。

知識的學習是為了應用，應用知識就需要能力，知識的應用能力也需要培養。為此，在課堂安排了兩次徒手草圖的小型比賽，但比賽的評判標準不是草圖的質量，而是知識的應用。一次是由組合體實物模型徒手繪制三視圖，以畫的模型數量多、畫的三視圖正確率高為評判標準；還有一次是根據實物模型選擇適當的表達方案來表達模型實體，也是徒手草圖，以表達方案是否完整、正確和清晰為評判標準。

作為一名工程技術人員，必須用圖形來表達設計思想。在產品沒有定形之前得用草圖勾勒產品雛形，產品定形以后得用繪圖儀器或計算機繪制產品工程圖，所以徒手草圖、儀器繪圖以及計算機繪圖是工程技術人員必備的技能。其中，儀器繪圖技能可以通過平時作業和課堂測驗得到訓練（平時作業都要求用繪圖儀器完成），計算機繪圖有專門的課外學時在學校機房上機訓練。草圖訓練的機會相對比較少。因此，借此機會徒手草圖可謂一舉兩得，一箭雙雕，既鍛煉了知識的應用能力，又鍛煉了徒手繪圖技能。

既然競賽就得限時，教師必須設計好競賽的題量，不能太大也不能太小，最后留出半小時的時間進行課堂評比。由于答案不是唯一的，可以有多解，但是有優劣之分。因此，首先讓同桌的兩位同學互評，相互學習。然后老師再從全班挑出一些優秀的范例作評判、展示。

3 實踐效果分析

經過一個學期的課堂實踐和探索，取得了一定的成效。四種模式從不同側面、不同切入點鍛煉了學生的多方面能力和素養。其中，自學、質疑模式最考驗學生的自學能力和自覺性，迫使其勤思勤問。課堂翻轉模式對學生的要求最高，不僅自己要會，還要會講。討論模式最受學生歡迎，可天馬行空、自由發揮，不同想法的碰撞和相互啟迪不僅能加深知識的理解和印象，更能培養發散思維、空間思維能力，但是要討論徹底充分，耗費的時間比較長，受制于課堂時長和學時數，不能經常開展。技能競賽模式——以賽促練、以賽促學可以激發學生的斗志和學習熱情，教師精心設計競賽內容可以起到一舉多得、事半功倍的教學效果。

總體來說，與以往傳統授課模式相比，混合式模式下的課堂氣氛更活躍，師生互動更積極，學生參與度高，主動性強，學習能力、動手能力、形體表達能力、工程素養明顯提升。多元化的課堂得到了大多數學生的肯定，從學生的調查問卷可見一斑，如圖1 所示。圖中數字為學生人數，班級總人數為31 人。

當然，實踐過程中也存在一定的不足，同時也發現了一些問題，需要在今后的教學過程中不斷改進。譬如：（1）對翻轉課堂中學生的表達能力估計過高。學生講解很難從一個教學的高度讓受眾聽懂，還是需要老師花費較多的時間“重新講解”。這樣一來，課堂時間不夠用；（2）依然有少數被動型的學生依賴于老師的講解，不愿意花費時間和精力在線預習，導致這部分學生跟不上新的教學節奏，有點排斥課改模式。

4 結論

混合式教學給了傳統課堂更大的發揮空間，可以有更多的時間進行能力和素質的培養。但是，課堂的教學形式必須與教學內容相適應，教學方法必須與教學模式相適應，教師一定要充當好導演的角色，精心設計，在課堂組織實施，方能發揮混合式教學之優勢。

圖1 學生調查問卷中的兩個選項結果

最后要說明的是課堂的這種深刻變革必須以學生課前能在線對知識點進行學習、達到任務目標要求為前提，這就導致學生課前課后要投入大量的時間和精力，有的甚至達到了課堂時間的2～3 倍。如果同時有幾門課程進行混合式教學，那學生將不堪重負。所以我們在進行混合式教學的時候不能只追求一門課的教學效果和教學質量，必須站在一定的高度，最好以課程體系或培養方案為框架進行總設計，全面協調、整體規劃真正用好混合式教學，不要讓混合式教學成為學生的負累，更不要流于形式。