基于在線課程開展工程制圖及CAD課程的混合式教學(xué)

郗朋 孫春峰 王家盛 馬瑞欣 駱欣

[摘 要]混合式教學(xué)模式是將由學(xué)生控制的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和由教師在教室中直接授課的面對(duì)面學(xué)習(xí)融合在一起的一種新興的教學(xué)模式。基于學(xué)堂在線平臺(tái)，課題組設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種適用于工程制圖及CAD教學(xué)的混合式教學(xué)模式——“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)—課堂教學(xué)—課后拓展提升”。混合式教學(xué)模式的實(shí)踐表明，混合式教學(xué)模式可以使得學(xué)生有準(zhǔn)備地進(jìn)入課堂，滿足不同學(xué)生的能力需求，能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，同時(shí)教師可以直接將知識(shí)講授放在課前，利用課堂時(shí)間提升思考深度。

[關(guān)鍵詞]工程制圖及CAD;混合式教學(xué);教學(xué)方法

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）03-0084-04

一、前言

傳統(tǒng)教學(xué)，是以教師、書本、課堂為中心的，單一枯燥的“黑板+粉筆+PPT”忽視甚至壓制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，造成講授客體單向灌輸、認(rèn)知主體被動(dòng)接受的局面。而混合式教學(xué)模式作為一種新興的教學(xué)模式，它是將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來的一種“線上”+“線下”的教學(xué)，其突出學(xué)生的體地位，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、學(xué)以致用。通過兩種教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，可以把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)[1]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同的學(xué)科課程均采用了不同形式的混合式教學(xué)模式，并取得了較好的效果。萬源等[2]對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程進(jìn)行了 SPOC混合式教學(xué)實(shí)踐，并通過調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)其有助于教師講授、提升學(xué)生績(jī)效及提升學(xué)生的綜合能力;秦美青[3]對(duì)比分析了高等數(shù)學(xué)課程的混合式教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式的效果，發(fā)現(xiàn)混合式教學(xué)提升了學(xué)生成績(jī);邊霞等[4]基于E-learning平臺(tái)研究了混合式教學(xué)在儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用，構(gòu)建了可以突出學(xué)生主體地位、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、提升教學(xué)質(zhì)量的“E-learning—課堂教學(xué)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐”三位一體的教學(xué)模式;魏丹等[5]以工程力學(xué)為對(duì)象，構(gòu)建了基于雨課堂且與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合的混合式教學(xué)模式;王利群等[6]基于泛雅在線網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)構(gòu)建了“社區(qū)護(hù)理學(xué)”的混合式教學(xué)模式。

本文以工程制圖及CAD課程為研究對(duì)象，對(duì)混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)、實(shí)施、效果進(jìn)行分析，并探討其可行性及意義。

二、混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)施

混合式教學(xué)是高等院校教學(xué)模式改革的趨勢(shì)之一，故工程制圖及CAD課程教學(xué)模式的改革亦勢(shì)在必行。

從外在條件來看，華北科技學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）已實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)全校園覆蓋，現(xiàn)在大學(xué)生的手機(jī)持有率100%，僅僅需要下載“學(xué)堂在線”APP就可實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的在線學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)校圖書館擁有機(jī)房可供無電腦學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí);教師通過“雨課堂”開課，發(fā)送邀請(qǐng)碼或掃描二維碼邀請(qǐng)學(xué)生進(jìn)入課堂，故我校具備混合式教學(xué)實(shí)施的外部條件。

工程制圖及CAD課程實(shí)踐性強(qiáng)，要求學(xué)生進(jìn)行大量的動(dòng)手練習(xí)，逐步提高空間立體的想象和構(gòu)建的邏輯思維能力。對(duì)于工程制圖及CAD的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為可從課前自習(xí)、課堂教學(xué)、課后總結(jié)升華三個(gè)階段分別進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化，這樣既能拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑，又能豐富教師的教學(xué)方法和手段。本文以“雨課堂”智慧數(shù)字工具為平臺(tái)，對(duì)混合式教學(xué)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

（一）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

課前自學(xué)的內(nèi)容以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)“學(xué)堂在線”中清華大學(xué)田凌教授開設(shè)的工程制圖、浙江大學(xué)朱亮和徐向陽(yáng)教授開設(shè)的環(huán)境工程CAD視頻在線開放課程為主，以遼寧石油化工大學(xué)柳青等編著的《工程制圖與CAD》教材為輔，學(xué)生通過觀看視頻，結(jié)合教材、參考書目及PPT課件等自學(xué)資料進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，完成課前布置的教學(xué)任務(wù)——視頻內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖。

“知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖”教學(xué)任務(wù)的目的之一是監(jiān)督學(xué)生是否完成視頻內(nèi)容里基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，其二是讓學(xué)生對(duì)下次授課內(nèi)容知識(shí)體系產(chǎn)生系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)。“知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖”的繪制采用Novamind、Xmind等繪制軟件;“知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖”學(xué)習(xí)任務(wù)的發(fā)布通過“雨課堂”平臺(tái)以試卷的形式推送給學(xué)生（如圖1所示），教師設(shè)置截止時(shí)間，學(xué)生將用思維導(dǎo)圖繪制軟件繪制的思維導(dǎo)圖導(dǎo)出保存為.jpg或.png等圖片格式，并作為試卷答案上傳至“雨課堂”;教師對(duì)學(xué)生上傳的“知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖”進(jìn)行認(rèn)真審閱批改并打分（如圖2所示），此項(xiàng)成績(jī)占總成績(jī)的10%。

（二）課堂教學(xué)

課堂第一階段（5分鐘）：對(duì)課后所留作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)調(diào)錯(cuò)誤率最高之處;利用“雨課堂”的作品投屏功能對(duì)“知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖”成績(jī)排名靠前的5位學(xué)生的作品進(jìn)行課堂展示，尤其是對(duì)金、銀、銅獎(jiǎng)牌得主的作品進(jìn)行展示，對(duì)優(yōu)秀作品以資褒獎(jiǎng)，對(duì)后進(jìn)作品以資鼓勵(lì)，對(duì)未交作品加以提醒。

課堂第二階段（10分鐘）：利用“雨課堂”的隨堂測(cè)驗(yàn)功能將“課前學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)題”推送至學(xué)生手機(jī)端，測(cè)驗(yàn)限時(shí)5分鐘，待學(xué)生作答完畢后將答案發(fā)送給學(xué)生，允許學(xué)生討論2分鐘，然后教師講解3分鐘。“課前學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)題”構(gòu)成：以客觀題為主，偶爾配置少量主觀題，滿分100分，其中主觀題以配套習(xí)題集為資源，進(jìn)行繪圖并拍照上傳至雨課堂;測(cè)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要目的是了解學(xué)生的學(xué)情，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行課堂教學(xué)的第三個(gè)環(huán)節(jié)——重難點(diǎn)及錯(cuò)誤率較高的知識(shí)點(diǎn)串講。

課堂第三階段（50分鐘）：基于學(xué)生課前的學(xué)情，及時(shí)調(diào)整本節(jié)課的授課內(nèi)容，對(duì)基本概念、知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)“狼吞虎咽”，對(duì)重難點(diǎn)及高出錯(cuò)率點(diǎn)的教學(xué)“細(xì)嚼慢咽”，同時(shí)講解過程穿插一兩道題以驗(yàn)證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果（邀請(qǐng)一男生一女生上講臺(tái)PK），允許學(xué)生彼此間相互討論，以增強(qiáng)課堂互動(dòng)氛圍。

課堂第四階段（23分鐘）：小組任務(wù)。課前進(jìn)行分組，并按分組就座，每組6～7人，利用“雨課堂”的隨堂測(cè)驗(yàn)功能將任務(wù)推送至所有小組，所有小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作答并上傳答案，待上傳完畢將所有小組成果進(jìn)行投屏展示，“大家一起來找茬”，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正，最后將正確答案發(fā)送至所有小組并進(jìn)行“小組互評(píng)”（50%權(quán)限）和“教師評(píng)分”（50%權(quán)限）評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，小組任務(wù)結(jié)束。

課堂第五階段（2分鐘）：發(fā)送課后作業(yè)，提升難度，進(jìn)一步提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力;發(fā)送下次課課前任務(wù)，讓學(xué)生完成課前網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）課后拓展提升

根據(jù)本節(jié)課的重難點(diǎn)及高錯(cuò)誤率知識(shí)點(diǎn)布置難度系數(shù)相對(duì)課堂測(cè)試更高的課后拓展提升作業(yè)題，其目的是促使學(xué)生進(jìn)一步提高應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。

基于以上五個(gè)階段的設(shè)計(jì)，以“立體的投影”這部分內(nèi)容為例，工程制圖及CAD課程的混合式教學(xué)模式具體設(shè)計(jì)如表1所示。

三、混合式教學(xué)模式下的教學(xué)試驗(yàn)與效果

（一）混合式教學(xué)模式下的考核評(píng)價(jià)

課程考核評(píng)價(jià)由過程性評(píng)價(jià)和期末終結(jié)性評(píng)價(jià)兩部分組成，過程性評(píng)價(jià)占課程考核評(píng)價(jià)總成績(jī)的比例為60%，期末終結(jié)性評(píng)價(jià)占課程考核評(píng)價(jià)總成績(jī)的40%。

過程性評(píng)價(jià)由網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效果檢測(cè)（思維導(dǎo)圖和課前學(xué)習(xí)效果小測(cè)）、課堂學(xué)習(xí)效果檢測(cè)、課堂表現(xiàn)及作業(yè)成績(jī)四部分構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效果檢測(cè)占課程考核評(píng)價(jià)總成績(jī)的20%，課堂學(xué)習(xí)效果檢測(cè)占課程考核評(píng)價(jià)總成績(jī)的20%，課堂表現(xiàn)和作業(yè)成績(jī)分別占課程考核評(píng)價(jià)總成績(jī)的10%，具體考核內(nèi)容及比例分布如表3所示。

（二）混合式教學(xué)模式下的教學(xué)效果

1.學(xué)生成績(jī)

為了對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)模式和混合式教學(xué)模式下工程制圖及CAD課程的教學(xué)效果，本文選取兩個(gè)教學(xué)班：對(duì)照班和實(shí)驗(yàn)班，其中對(duì)照班采用傳統(tǒng)講授的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)班采用混合式教學(xué)模式，學(xué)生成績(jī)見表2所示。

從表2中可見，采取傳統(tǒng)教學(xué)的對(duì)照班平均成績(jī)?yōu)?6.77，標(biāo)準(zhǔn)差為11.0523，標(biāo)準(zhǔn)誤為1.6476;采用混合式教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)班，實(shí)行大班教學(xué)，平均成績(jī)高達(dá)81.97，比采用傳統(tǒng)教學(xué)方法且實(shí)行小班教學(xué)的對(duì)照班高5.20，標(biāo)準(zhǔn)差為8.7183，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.8992，效果非常顯著。這說明與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，混合式教學(xué)方法不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，教會(huì)了學(xué)生學(xué)以致用，融合了在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，而且從提高學(xué)生成績(jī)的層面上來看也更有優(yōu)勢(shì)。

2.問卷調(diào)查

本次課程在結(jié)課前選擇5個(gè)問題開展工程制圖及CAD課程的混合式教學(xué)的試點(diǎn)班問卷調(diào)查，結(jié)果如表3所示。

從表3中可見，接近70%的學(xué)生認(rèn)為混合式教學(xué)方式對(duì)工程制圖及CAD工程制圖部分內(nèi)容的掌握比較/略微有幫助;和傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，91.89%的學(xué)生認(rèn)為混合式教學(xué)模式在提升自己的課業(yè)水平上是有優(yōu)勢(shì)的;但是在學(xué)校制度不完善的情況下（即課前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)不算學(xué)時(shí)），70%以上的學(xué)生認(rèn)為完成混合式教學(xué)模式的學(xué)習(xí)任務(wù)是有難度的;對(duì)于課堂的教學(xué)活動(dòng)，大部分學(xué)生還是更易于接受課堂內(nèi)容的教授，并覺得如果沒有教師的課堂授課，自己僅僅通過線上學(xué)習(xí)是完成不了作業(yè)和期終測(cè)試的。這說明因長(zhǎng)期受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，大部分學(xué)生已經(jīng)養(yǎng)成了被動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)慣性，對(duì)他們而言，課下不僅需花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，制作思維導(dǎo)圖，而且要完成作業(yè)，短時(shí)間難以接受新的教學(xué)模式，疲于應(yīng)付課前任務(wù)。

四、結(jié)論

開展混合式教學(xué)模式，從學(xué)生的角度來說，學(xué)生可以有準(zhǔn)備地進(jìn)入課堂，在課前完成最基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，帶著問題進(jìn)入課堂;不同知識(shí)水平的學(xué)生可以根據(jù)需要多次觀看學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到一致的基準(zhǔn);學(xué)生可以通過提升學(xué)習(xí)效果來提升學(xué)習(xí)成績(jī)，達(dá)成更多方面的學(xué)習(xí)產(chǎn)出如小組合作等。從教師的角度來說，教師可以利用課堂時(shí)間完成提升思考深度等以往無法完成的教學(xué)目標(biāo);同時(shí)減少課堂講授時(shí)間，將直接知識(shí)講授環(huán)節(jié)放在課前，使課上有機(jī)會(huì)完成更多活動(dòng)。

筆者在工程制圖及CAD課程實(shí)施混合式教學(xué)的過程中也發(fā)現(xiàn)了若干問題：對(duì)于教師而言，混合式教學(xué)模式的實(shí)施需要教師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、審閱思維導(dǎo)圖、批改課前、課堂效果測(cè)試以及作業(yè)，這些都阻礙了這種新模式的推廣。以上問題的出現(xiàn)在混合式教學(xué)模式的實(shí)施過程中是不可避免的，但混合式教學(xué)模式作為一種新興的、高效的教學(xué)方法不會(huì)因此而停止，在國(guó)家政策及學(xué)校制度的支持下，其必將成為教學(xué)方式改革的主流方向之一。

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[責(zé)任編輯：陳 明]