圖學類課程多元化教學模式探索與實踐

吳明玉 裴金萍 楊秀娟

摘? ? 要：隨著圖學類課程教學課時的不斷壓縮，學生學習現狀不盡人意，更談不上創新能力的培養。從圖學類課程特點出發，鑒于現有問題提出適用于圖學類課程的多元化教學模式，以豐富和改進傳統教學手段、評價體系，打破過去教師主動、學生被動的課堂教學模式，建立以知識驅動、學生主動、師生互動、在線學習、課堂討論、課內外聯動為特點的復合多元新模式，將學習主動權交還學生，以促進學生自主學習、多元化學習方式的形成，更好地適應學生個體差異，進而達到提高學生綜合能力與創新能力的目的。

關鍵詞：工程圖學;多元化教學模式;慕課

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）07-0012-03

圖學類課程具有“聽課易懂、習題難做”的特點，學生普遍具有空間表達能力與工程實踐能力較弱的問題。圖學類教師為了解決教學中存在的問題進行了各種教學改革。陸國棟等人對于圖學類學生能力培養、課程體系、考試方法等方面做了很多探索與嘗試，得到了很多學生的認可[1];王志忠就圖學類課程改革與教學中如何培養學生自主學習能力，改進教學方法與策略以及學生自主學習環境建設等方面問題和做法進行了交流與探討[2];劉克非等人以培養學生的創新性構型設計能力為主要目標，嘗試對建筑類圖學類的教學內容、方法、考評進行改革，提出以構型設計和實踐創新為主線的教學模式[3];宋曉東認為應注重實踐教學、建立完善的考核制度、豐富工程制圖的教學形式等措施來解決制圖教學問題[4];陳堅等研究“做中學”模式如何與建筑制圖課堂教學緊密結合[5];吳承明等通過教學內容優

化、教學模式革新、師資隊伍強化和考核方式多元化等系列措施來提高制圖課的教學質量[6];王曉菲等在工程制圖課程的教學過程中，充分利用網絡優勢，將課堂教學與慕課理念下“互聯網+”進行有機結合[7];史俊偉等從教學目標設計、信息化教學環境創建、教學內容設計、教學活動設計、考評方式設計 5 個方面探索了適合制圖課程特點和學生發展的混合式教學模式[8]。為了提高教學質量，圖學類教師一直在探索較為理想的教與學模式：重心指向學生的學習過程，學習主體互動化、教學內容全面化、評價形式多樣化，倡導一種對知識主動探索并重視解決實際問題的積極主動的多元化學習方式，以此來培養學生的學習、實踐、創新意識和能力，從而形成多元化的教學模式。西北農林科技大學水利與建筑工程學院工程圖學課程組不斷探索、實踐、改進多元化的教學模式，取得了一些效果，現作簡單介紹。

一、多元化教學模式概述

多元化的教學模式，主要在教師教學和學生學習方面由傳統的教師課堂“一言堂”、學生課下“單打獨斗”、師生之間幾乎無互動這樣一種情況改變為多元的教學手段、多元的學習方式。具體做法如下。

（一）豐富教學手段

引入新的教學手段：慕課平臺、微課視頻、自主學習任務書、預習提綱、復習要點、在線測試、在線答疑、在線提問討論等網絡手段實現豐富的課后師生、生生互動。同時，多元化教學模式的課堂教學設計中將留有更多的時間進行師生間的互動，對于自主學習還存在的困惑進行針對性的講解，可以更多地提問和討論交流，鼓勵學生拓展課本知識及豐富知識面等。

在最初的運行階段有一個課程班進行“全翻轉”的教學改革，但是效果并不理想。每節課都由學生課前自學，小組生成自學報告，按照課堂內容分塊制作PPT進行課堂交流，教師作點評和補充。雖然看起來鍛煉了學生的團隊協作、資料查閱、材料組織和交流展示的能力，但是小組中主要還是學霸在做工作，“打醬油”情況難以避免。另外，有些組的課堂交流模塊準備的并不充分，這樣相當耽誤下面聽課的其他學生;就算一些組準備的內容確實可圈可點，但是比起教學和課堂組織經驗豐富的教師講解知識點還是有很大差別。一開始學生們對于“翻轉”還是充滿期待的，后來怨言就慢慢變多，學霸們在這種模式下學得更加透徹也鍛煉了其他能力，但是他們覺得太占用時間，后進生們始終在“打醬油”，中間生們覺得課堂聽教師講比聽同學講更有用。

經過一學期的“全翻轉”，發現了很多不合適的地方，第二學年課程組調整了教學方案，采用“部分翻轉”，即只有部分適合學生上臺講解的內容進行學生講教師點評的方式。自主學習內容和要求基本不變，但小組制作PPT進行課堂交流這部分內容只針對部分章節。一些推理性不強比如概述類的內容。其他的章節，教師課堂上先系統串講所有內容，因為有了課前的自學，串講主要為了保證內容的完整性和系統性，然后時間主要放在學生提交的學習報告呈現的共同重難點講解和作業舉例，學生在課堂上討論并消化講解內容、提出異議或者提出其他方法并上講臺演示，最后教師小范圍輔導個別難點。課后學生根據課前和課堂的內容回去再次鞏固所學，修正和完成作業，根據教師下發的任務書自學下節課內容。

（二）自主學習資料的設計與制作

在傳統的教學模式下，一些學生跟不上教學進度往往不能按時提交作業，這樣的情況很普遍且嚴重影響到他們學習效率和能力的提高。多元化教學模式的出現將改變傳統的單一學習方式，為學生提供多元的學習方式選擇，為學生提供了更自由的學習時間，更適合自己的學習方式。教學資源有微課視頻、微課課件、學習任務書、預習提綱、復習要點、重難點例題講解、自測習題等。學習任務書為自主學習的每一個章節提出學習任務、擬采用的學習方法、將用到的那些視頻和課件、需要完成的習題、預期目標、自評手段等，對于學習資料采用系統的設計最終建成一整套適應于新模式下的教學資源。以往跟不上課堂進度的一類學生大可以根據自己的情況利用豐富的資源追趕而不是一味地看課本，而且采用多元化的教學模式也幾乎沒有學生像傳統模式下那樣嚴重掉隊。自主學習的教學資源起初主要提供在學校內部網絡教學平臺（“優慕課”手機APP）上，2018年開始使用中國大學慕課平臺，且課程組制作的課程2019年被評為省級精品在線開放課程。多元化的教學模式著力打造一個自主學習系統能夠讓學生充分利用手機、電腦、網絡等媒介，利用碎片時間隨時隨地輕松自由且有系統地學習。

（三）設計并實踐多元化課程考核評價體系

傳統評價體系只有平時作業和期末考試兩項組成。學習過程的考核只有平時作業，且抄作業的現象普遍。平時的學習過程應該體現在課前的預習、課堂參與、課后復習、完成作業、評價作業、同學間的討論與答疑、階段性知識點梳理與復習總結等等很多方面構成，因此新的評價體系把這些學習過程也考慮進去，進行平時自主學習效果的考核，增加了平時成績的構成項及比例。因為平時的學習過程有了保障，期末考試也自然就能考好，就可以降低期末考試在總評成績中的比例。在多元化考核試運行的過程中，通過教師的教學體會、學生的參與體會可以適當進行調整，直至學生贊同這種方式能夠真實反映其學習情況、促進其學習且沒有給其增加形式主義的負擔，教師也覺得這種方式能便于客觀地量化統計。起初平時成績中的交流討論僅限于課堂上，后來發現有些學生在人多的時候比較拘謹而在網上比較活躍，所以線上、線下的交流討論都可以得到計分;學生可以用中國大學慕課成績獲取相應平時成績。經過多次調整后圖學類課程采用的多元化考核評價方式如下。

總評成績 = 期末成績×60% +平時成績×40%

平時成績 = 作業平均成績×40% +網絡學習記錄成績×15% +交流討論答疑成績×15% +學習筆記成績×15% +工程大圖平均成績×15%。

二、圖學類課程多元化教學模式的設計

以圖學類中曲面立體截交線（2課時）為例，基于“中國大學慕課”平臺的多元化教學模式的具體做法如下。

（一） 課前

教師在課前發布曲面立體截交線的預習作業、本節課的知識點和學習任務書。在慕課平臺上發布本節課學習所需要的6個微課視頻、PPT文件、完成自學后的網絡自測題。學生按照任務書內容完成自學內容、網絡自測題、紙質習題集、根據自學和自測形成學習筆記、以宿舍為單位進行預習內容的互測且討論交流、形成以宿舍為單位的小組學習報告，將自學筆記和小組學習報告提交給教師。課前教師根據學生提交內容確定課堂講授的側重點和互動問題。

（二） 課中

本節課的重點分別為圓柱、圓錐、圓球截交線的作圖步驟，難點是截交線投影為非圓曲線時的作圖方法，學生反饋的難點主要集中在3種形體截交線投影為橢圓的畫法。根據學生自學成果及課堂互動中體現出來的錯誤主要有4種：（1）從最初的空間分析出錯，尤其是圓錐截切的5種情況沒明白;（2）知道是哪種非圓曲線不知道要取哪些特殊點，尤其是圓錐和圓球截交線投影為橢圓時的特殊點，橢圓長短軸上的點、轉向點易錯;（3）點能標出來，但是沒有位于特殊素線上的點不會用緯圓法（或素線法）求出;（4）截切后的形體輪廓整理有誤。教師在講解過程中有意犯錯請學生思考并指出，學生在課堂上能夠意識到自己需要加強的地方，因為課前有準備學生聽課的時候是有目的、有針對性的，比傳統的“滿堂灌”有更好的效果。在互動過程中教師要做到鼓勵、引導、調節氣氛、控制節湊，當遇到冷場時教師要負責暖場，比如重復問題、把問題再分成簡單的幾個小問題;遇到被提問的學生拒絕回答時教師適時引導;遇到聲音太小或者回答略有偏差時教師負責重復、提示、補充。教師要觀察學生的參與度，對于不善于表達和交流的個別學生重點關注和課后單獨輔導。

最后教師和學生一起歸納總結曲面立體截交線的求解步驟（分析—求特殊點—求一般點—連線并判別可見性—整理輪廓）;明確截交線求解步驟中空間分析和投影分析的重要性;提醒學生復習回轉體表面取點、取線的知識。課后要求學生總結本節課所學內容，加強理解與記憶，繼續完善習題集中曲面立體截交線部分的作業，提醒學生下節課的內容和任務的發布時間。

（三）課后

課后學生進一步復習，完善紙質作業，教師和學生保持在線互動。教師同時引導學生發現更深層問題，并通過互動平臺與其他學生及教師共同交流討論解決，比如：怎樣截切能使圓柱、圓錐的橢圓截交線的投影為圓？體會截交線求解步驟中投影分析的重要性。同時鼓勵學生課后自學計算機三維建模軟件，給予幫助和指導，有利于學生更好地理解形體，有助于學生后期學習復雜形體時空間想象。計算機繪圖與傳統畫幾課程的穿插融合正是課程組下一步教學改革方向。

三、圖學類課程多元化教學模式的課外拓展

在新的教學模式的不斷探索和完善過程中，近三年本課組指導學生參加“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽以及陜西省大學生工程制圖與3D建模大賽，獲得了團體獎、BIM創新應用團體獎、水利開放創新團體獎、個人獎近百余項。為了參加國賽、省賽，數百名學生參加了校選拔賽，選拔學生進行培訓后賽前再次選拔。通過層層篩選、培訓后再篩選，雖然每年參加比賽只有一小部分，但是因此而受益的學生數量可觀。再加上每次賽后都有校新聞、微信公眾號推送跟進，影響范圍非常廣泛。應學生的參與熱情需要，圖學課程組正在著手申請將大賽培訓課程為全校公開選修課。學生自發成立了圖學興趣校級社團，在學生中間的影響進一步擴大，不少學生在上圖學課之前已經有足夠的內動力想學好它。經過大賽的參加與培訓、社團的培訓與鍛煉，部分學生在畢業設計中有了出色表現，得到了其他專業課教師的好評;二、三年級的學生在課程組教師指導下參加各級別的大學生創新項目，開拓了學生們的視野，也激起了低年級學生對于圖學課程濃厚的興趣和探索的欲望。圖學類的課外拓展對于整個本科四個年級的影響呈現非常積極的態勢。以賽促學，成為圖學類多元化教學模式課外拓展的重要成功案例。

四、圖學類課程多元化教學模式的創新點

（一）與當代大學生學習習慣相吻合

考慮到手機的隨身攜帶以及學生對于網絡的依賴，為了激發學生學習興趣，采用學生慣用并樂于接受的網絡平臺、手機APP自由主動、隨時隨地學習，有效利用學生碎片時間，激活學生學習內動力，引導和激勵學生進行自主性、探索性學習。

（二）以慕課為代表，促進課堂教學與課外學習融合

學生通過移動終端可以調用網絡平臺提供的多樣化教學資源，隨時隨地利用碎片時間學習，學生獲得學習時間和空間的主動權。學生通過網絡平臺與教師實時互動，教師在課后針對不同學生的學習情況啟發其進行課程知識更深層次的思考，將課堂學習向外延伸。這種新學習模式解決了傳統大學課堂師生課后互動缺乏的問題。

（三）營造新型課堂氛圍，給學生提供自我展示平臺

新教學模式中，學生課前完成課程內容的學習，課堂上以交流討論、提問、答疑、互動及個性化輔導展開。這種新型的課堂“教與學”模式，也給學生提供了展示自我的平臺，促進了學生的學習動力，提高了學習效率。在課堂上圍繞教學內容學生與教師有了更多共同探討的話題、更多具有針對性的交流互動。在本課程多元化的教學模式下，達到鍛煉了學生資料查閱、材料組織設計、匯報資料制作、團隊協作及溝通交流等綜合能力。

（四）集跟蹤、信息反饋與糾偏指導于一體的過程管理

通過網絡平臺的數據化匯總，針對學習小組討論資料的提交、交流討論、提問答疑、課后作業考察等學習過程各環節，將其納入考評指標，建立起一整套全方位、全過程的考核體系。對學生學習進行精細化的管理和質量監督，使得課程教學管理變得及時有效，教學效果的檢測變得科學準確。注重學習過程管理的多元化考核體系，能更真實地反映學生的學習狀態及學習效果。

（五）創新拓展，以賽促學

經過院級、校級、省級、國家級各級別的選拔和培訓，成圖大賽的受益面越來越廣，也同時激起了學生對于圖學類學習的熱情，這種熱情從大一新生的課程學習到大二、大三的科創項目再到大四的畢業設計產生了意想不到的積極影響。

多元化教學模式是在傳承圖學類課程沉淀的基礎上，以教學迫切解決的問題為抓手，以激活學生學習內動力為突破口，重構以知識驅動、學生主動、師生互動的教學過程，以在線學習、課堂討論質疑的學習過程，形成了以學習興趣驅動、自主自覺行動、課內課外聯動的新教學模式，它將促進學生多元化學習方式的培養，便于學生找到適合自己的學習方式，有利于適應個體差異，做到因材施教，也需要不斷地改進。

參考文獻：

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[8]史俊偉，董羽，陳章良.高校工程制圖課程混合式教學? ? 模式探索與實踐[J].圖學學報，2018，（4）.