基于混合式教學(xué)和對分課堂的“工程制圖”教學(xué)研究＊

庹軍波，梁 強

（重慶工商大學(xué)機械工程學(xué)院，重慶400067）

工程教育專業(yè)認證已掀起中國高校教學(xué)改革新浪潮[1]，也已成為中國高校新的教改風(fēng)向標(biāo)。同時，中國教育部為培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、操作能力和國際化眼光等高素質(zhì)綜合性復(fù)合型新興工科專業(yè)人才，推出了“新工科”計劃。中國高校課程教育改革勢在必行。“工程制圖”作為電科、電氣、微電子、化工等非機類專業(yè)的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，在高等工科院校中具有舉足輕重的地位且歷史悠久[2]。因此，如何提高“工程制圖”的教學(xué)效果，探索“工程制圖”的教學(xué)模式已成為當(dāng)前教學(xué)改革研究熱點之一。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)課時不足

伴著新工科和專業(yè)認證要求、高校培養(yǎng)計劃調(diào)整、課程改革興起，非機類“工程制圖”課程課時一減再減[3]。以筆者所在學(xué)校為例，非機類“工程制圖”課時只有48學(xué)時，相比于“機械專業(yè)制圖”課程的96學(xué)時，是遠遠不夠的。

“工程制圖”具有涉及面廣、知識點眾多等特點。非機類“工程制圖”教學(xué)要求雖比機械類專業(yè)低，但教學(xué)內(nèi)容卻并未減少多少，依然包括制圖規(guī)范、點線面投影、表面交線等7個章節(jié)。相比機械專業(yè)，僅缺少裝配圖和AutoCAD繪圖基礎(chǔ)兩個章節(jié)，但卻少近一半課時。此外，非機械專業(yè)的“工程制圖”通常安排在大學(xué)第一學(xué)期，無機械精度、互換性等其他課程基礎(chǔ)；為此，非機類“工程制圖”教師還得補充不少其他課程知識，更是加重了“工程制圖”的教學(xué)難度。

綜上可見，非機類“工程制圖”教學(xué)課時十分不足。

1.2 教學(xué)內(nèi)容缺乏專業(yè)特色

非機類“工程制圖”課程涉及電子信息與工程、通信工程、自動化、測控、環(huán)境工程等工科專業(yè)等各個工科專業(yè)，不同專業(yè)具有不同的專業(yè)特色。但目前，非機類“工程制圖”的教材內(nèi)容主要依托“機械制圖”，教學(xué)示例也未脫離齒輪油泵、閥桿、液壓泵等機械類零件。故而教學(xué)內(nèi)容上面很難體現(xiàn)各專業(yè)的特色。

1.3 教學(xué)模式單一易疲倦

非機類“工程制圖”課程目前為多媒體開展線下教學(xué)，具有如下特點：①知識傳遞量大。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模型，開展多媒體教學(xué)時，一個點、一根線或一個三維物體的展示和繪畫都很快；相同時間內(nèi)，傳遞的知識量十分龐大，使得學(xué)生一時難以接收。②對學(xué)生集中注意力要求高。采用PPT教學(xué)時，通常每個知識點停留的時間都比較短。而大部分非機類的課程都安排在大一，對“工程制圖”較陌生，停留時間的短暫極大地提高了對學(xué)生注意力的要求。兩節(jié)課連上的時候，學(xué)生在第二節(jié)的注意力明顯會降低，就會降低學(xué)習(xí)效率。綜上可知，單一多媒體線下教學(xué)模式無論從知識傳遞量，還是學(xué)生集中注意力要求方面，都很容易讓學(xué)生產(chǎn)生疲倦，進而降低學(xué)習(xí)效果。

2 對分課堂與混合式教學(xué)

2.1 對分課堂

對分課堂是復(fù)旦大學(xué)心理學(xué)教授張學(xué)新提出的課堂時間一半用于講授教學(xué)、一半用于學(xué)生討論的課堂模式[4]，包括五個關(guān)鍵環(huán)節(jié)“講授、獨立學(xué)習(xí)、獨立做作業(yè)、小組討論、全班討論”，其中，“獨立學(xué)習(xí)、獨立做作業(yè)”環(huán)節(jié)置于課堂的為當(dāng)堂對分課堂，“獨立學(xué)習(xí)、獨立做作業(yè)”環(huán)節(jié)置于課后的為隔堂對分課堂。

對教師而言，對分課堂縮減一半講授時間，僅講授主干內(nèi)容，降低了對學(xué)生長時間集中注意力的要求，同時，隔堂對課堂，將獨立學(xué)習(xí)和獨立做作業(yè)置于課后，可避免因“教學(xué)課時不足”帶來一系列問題。但目前對分課堂存在一個難題，就是在缺乏對分教材情況下，如何更高效完成隔堂對分“獨立學(xué)習(xí)和獨立做作業(yè)”。

2.2 混合式教學(xué)

混合式教學(xué)模式是指基于移動通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境與線下面授課堂討論相結(jié)合的教學(xué)情境[5]。通過線上及線下的方式實現(xiàn)了教學(xué)效能的最大化，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也突破了時間和空間的限制。

對于“工程制圖”課程而言，僅采用混合式教學(xué)模式，還存在如下缺陷：①過于強調(diào)利用現(xiàn)代科技手段授課，弱化了教師的指導(dǎo)性，導(dǎo)致學(xué)生和教師之間產(chǎn)生距離感，學(xué)生學(xué)習(xí)散漫[6]；②非機類“工程制圖”面向的學(xué)生通常為大一新生，學(xué)生習(xí)慣了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，還難以接受新的教學(xué)方式。由上可知，對分課堂和混合式教學(xué)各有利弊，如果能將對分課堂和混合式教學(xué)結(jié)合起來應(yīng)用“工程制圖”，顯然能更好地提高“工程制圖”的教學(xué)成果。

3 基于混合式教學(xué)和對分課堂的教學(xué)設(shè)計

本文提出的基于混合式教學(xué)和對分課堂的非機類“工程制圖”教學(xué)為混合式教學(xué)與隔堂對分課堂的教學(xué)，具體為將隔堂對分課堂中“獨立學(xué)習(xí)、獨立做作業(yè)”置于混合式教學(xué)的線上教學(xué)，將隔堂對分課堂中“講授、小組討論、全班討論”置于混合式教學(xué)的線下教學(xué)，如圖1所示。

圖1 混合式教學(xué)下隔堂對分課堂教學(xué)模式

3.1 線下教學(xué)

線下教學(xué)包括講授、小組討論和全班討論三部分，小組討論和全班交流占課堂一半時間，內(nèi)容為上次課布置的題目和課后獨立學(xué)習(xí)的內(nèi)容。講授占課堂另一半時間，用于講授新課重難點，同時布置課后任務(wù)和下次課討論題目。

以上次課平面立體，本次課回轉(zhuǎn)體，下次課平面立體截交線為例，教學(xué)環(huán)節(jié)如下。

小組討論：以3～4人為小組結(jié)合案例討論棱柱三視圖繪制方法和表面取點時的三視圖，討論時間占課堂時間的1/4。擬達教學(xué)目標(biāo)為，首先學(xué)生能夠通過棱柱三視圖掌握平面立體三視圖繪制方法；其次學(xué)生通過回顧平面表面取點的方法，進一步掌握點是否在直線或平面內(nèi)的判斷方法。

全班交流：隨機抽取1～2個學(xué)習(xí)小組，開展關(guān)于平面立體三視圖讀取和繪制、平面立體表面取點的全班討論，包括學(xué)生自主交流和師生互動交流，學(xué)生自主交流為小組成員以習(xí)題講解方式向全班介紹一些常見平面立體的三視圖和表面取點方法，如給出平面立體的主視圖和左視圖，選擇正確的俯視圖，或者補全平面立體的繪制。習(xí)題講解方式、要求問題難度相對簡單且耗時短，以選擇題、填空題和判斷題為佳。師生互動交流為教師總結(jié)，總結(jié)平面立體應(yīng)該掌握的要點和常見的考題類型。全班交流時間宜占課堂時間的1/4～1/3。

講授：教師以拋磚引玉方式介紹回轉(zhuǎn)體三視圖繪制和表面取點方法，并布置課下任務(wù)和下次課討論的問題。如以案例模式介紹圓錐三視圖繪制、三種圓錐面取點的方法，引導(dǎo)學(xué)生思考圓柱和球三視圖繪制和表面取點方法；并布置獨立學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括小組成員通過中國慕課看圓柱和球三視圖繪制以及表面找點視頻；小組成員通過互聯(lián)網(wǎng)搜集回轉(zhuǎn)體的相關(guān)考題，并擇優(yōu)構(gòu)成小組題庫；小組成員依托重慶工商大學(xué)網(wǎng)絡(luò)在線教育平臺，完成回轉(zhuǎn)體習(xí)題作業(yè)。

從上述教學(xué)環(huán)節(jié)來看，對分式線下教學(xué)具有如下優(yōu)勢：①提高了學(xué)生表達能力，小組成員討論和全班交流均為學(xué)生提供了自我表達機會；②解決了注意力持續(xù)集中時間要求長的問題，除了講授環(huán)節(jié)要求學(xué)生注意力十分集中，其余階段并沒有要求學(xué)生注意力持續(xù)集中；③解決了教學(xué)模式單一易疲倦，整個教學(xué)環(huán)節(jié)眾多的問題，模式多樣，避免了學(xué)生的疲倦感，保障了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.2 線上自學(xué)

線上教學(xué)包括獨立學(xué)習(xí)和獨立做作業(yè)，依托中國慕課、重慶工商大學(xué)網(wǎng)絡(luò)在線教育平臺等平臺完成獨立學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)效果檢測、個人及小組題庫構(gòu)建、習(xí)題集作業(yè)等內(nèi)容。以上次課平面立體，本次課回轉(zhuǎn)體，下次課平面立體截交線為例，教學(xué)環(huán)節(jié)如下。

獨立自學(xué)并檢測學(xué)習(xí)效果：登錄中國慕課觀看“工程制圖”中關(guān)于立體表面取點和線的視頻；觀看后，登錄重慶工商大大學(xué)網(wǎng)絡(luò)在線教育平臺完成相應(yīng)自學(xué)效果檢測。學(xué)習(xí)視頻宜由老師指定，且視頻時間不宜過長；學(xué)習(xí)效果檢測試題由老師出，題目難度偏向簡單。

構(gòu)建個人及小組題庫：小組成員通過百度文庫、豆丁網(wǎng)等網(wǎng)站獨立搜集回轉(zhuǎn)體相關(guān)試題，其中，試題依托模型盡量結(jié)合自己專業(yè)特色。例如，電子類專業(yè)可搜集電子元器件外形結(jié)構(gòu)圖、電子產(chǎn)品零件圖、電器圖等里面關(guān)于回轉(zhuǎn)體部分的模型或試題；化工專業(yè)可搜集化工設(shè)備裝配圖、化工常用設(shè)備零件圖等中關(guān)于回轉(zhuǎn)體部分的模型或試題。然后，小組成員分享搜集的題型，并自行討論，擇優(yōu)建立小組題庫；最后，將部分題修改，改成適用于全班交流的判斷題、填空題、選擇題等題型。

獨立完成習(xí)題集作業(yè)：借助工程制圖教材均配備的習(xí)題冊，完成回轉(zhuǎn)體的習(xí)題2～3題。題目由教師指定。

從上述教學(xué)環(huán)節(jié)來看，多平臺多模式線上自學(xué)具有如下優(yōu)勢：①自由度大，不受時間和空間限制，有互聯(lián)網(wǎng)地方均能開展學(xué)習(xí)，同時，學(xué)生還可利用零碎時間完成該任務(wù)；②專業(yè)結(jié)合度高，學(xué)生可充分結(jié)合自己的專業(yè)特點搜集試題，故而能很好地解決現(xiàn)有教學(xué)缺乏專業(yè)特色的困境；③獨立思考時間多，線上自學(xué)節(jié)奏由學(xué)生自己定，對于三維空間思維能力慢的學(xué)生，將有更多的思考時間，進而能更有效地提高學(xué)生三維空間思維能力；④解決教師課時不足問題，線上自學(xué)實際包含了較多傳統(tǒng)教學(xué)中用于課堂講授的知識，對教師而言，可有效地解決教學(xué)課時不足的問題。

4 結(jié)語

通過結(jié)合混合式教學(xué)優(yōu)勢、隔堂對分課堂優(yōu)勢、“工程制圖”教學(xué)特點，提出了基于混合式教學(xué)和對分課堂的非機類“工程制圖”教學(xué)方法。其包括小組討論、全班交流和講授等構(gòu)成的課堂對分式線下教學(xué)模式，以及獨立自學(xué)并檢測學(xué)習(xí)效果、構(gòu)建個人及小組題庫、獨立完成習(xí)題集作業(yè)等構(gòu)成的線上自學(xué)模式。該方法通過結(jié)合混合式教學(xué)和對分課堂各自優(yōu)勢，可有效解決現(xiàn)有教學(xué)現(xiàn)狀中存在的不足，從而為未來“工程制圖”教學(xué)改革提供了寶貴經(jīng)驗。