混合式教學模式在《設計可視化》系列課程中的應用研究

劉雅婷　樊靈燕

關鍵詞：線上+線下 混合式教學模式 環境設計 設計可視化 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）09-0116-04

引言

隨著社會發展，互聯網已滲透到生活、工作、學習等各個方面，而高等教育也勢必要緊跟時代步伐，謀求新的發展。隨著教育理念與信息化程度的更新和不斷發展，高等教育逐漸從“知識講授”轉變為“自主學習、多元發展”[1]。通過互聯網+信息技術的深度融合促進優質教育資源共享及教學改革與發展，改良傳統線下授課形式，優化教學方法，推動“線上+線下”混合式教學模式實踐，已經成為近年高校教師教學改革的重要議題之一。

一、《設計可視化》課程背景與現狀分析

《設計可視化》系列課程為環境設計專業的必修課之一，包括《設計可視化-1》與《設計可視化-2》，作為環境設計專業核心課學習之前的最后的基礎類課程，起到承上啟下的橋梁式作用，課程的全過程貫穿環境設計專業所有設計類型及步驟圖紙的可視化表達，為后續專業核心課程學習提供前期支持和潛力挖掘。

《設計可視化》系列課程具有以下幾個特點：第一，課程內容涉及的知識點較復雜，邏輯框架不明確，且實踐操作部分內容較多;第二，課程目標聚焦于對學生設計思維和設計實踐能力的培養，但這方面能力較難訓練及考核;第三，相關設計前沿理念及圖紙可視化表達及應用技術更新較快，教學內容未緊跟時代形式，對這方面內容涉獵較少。根據對以上課程教學特點進行分析，本課程目前存在以下幾點問題：

（一）技術推陳出新，課程內容亟待重新梳理

隨著信息技術與各種虛擬現實軟件工具的推陳出新，社會和企業對于具備環境空間數據分析、設計可視化能力的人才需求也越來越緊迫[2]。本課程原有的教學內容和方法已不適應現在的新技術，課程內容需要重新梳理;授課對象為剛結束基礎手繪類課程的學習的大二年級學生，對計算機輔助實操類專業課程的學習方法缺乏經驗，且與后續專業核心課程內容的學習存在脫節現象;

（二）課堂形式與教學方法受限，學生能力提升困難

本課程具有理論性與實踐性的雙重特性，需要處理復雜的設計數據及信息并進行圖紙表達，對學生動手操作能力和應用能力要求較高，單一的由教師為主的理論講授法和線下教學的形式已不適應于當前大學生的學習需求，不利于學習形式的多樣化拓展，較難實現知識內化和能力提升，亟需引入創新的課堂形式和教學方法;

（三）傳統課堂時間空間受限，師生缺乏互動交流

傳統課堂主要以教師的單向信息傳播為主，缺乏師生、生生互動交流，且課下學生也缺少聯系老師和同伴的平臺和工具，遇到問題時往往選擇自行理解和解決;同時，學生的學習數據及掌握情況較難跟蹤收集，不利于教師對下一次授課內容做出及時的調整。這種時空受限、缺乏交流的狀態使得師生之間信息交往不對稱，易造成誤解，直接導致教學效果不理想。

二、線上線下混合式教學模式的構建思路

大數據時代的發展帶來新的機遇與挑戰，尤其是各種虛擬現實軟件工具的不斷推出，設計方案的呈現與數據可視化表達方式也表現出多樣化的趨勢，社會和企業對于具備環境空間數據獲取與分析、設計可視化能力的人才需求也越來越緊迫[3]。構建線上線下混合式教學模式，科學調整線上與線下教學比例，對教學內容進行重新梳理，采取創新的教學方法和結構化分數考核評價等，都能有效提高教學效果，這也是本課程改革的重點所在。

因此，本課程以線上課堂的智慧化工具、互聯網特點與傳統課堂優勢相結合為切入點，充分利用國家一流課程等優質教學資源，構建由理論知識、創新設計和綜合實踐三個層次組成的三維課程內容體系，在課前、課中和課后三個階段實施混合式教學活動安排。這不僅是兩種教學形式的簡單疊加，而是一種“以學生為中心、以學生能力發展為目的”的體驗化、沉浸式教學模式。下面將從教學內容梳理、教學方法的創新、教學實施過程安排與考核評價方式幾個方面來詳細闡述混合式教學模式的構建思路。

（一）教學內容安排

根據線上線下混合式教學模式的特點，在保證與前修基礎課程延續性的同時，加強與后續專業核心課程的聯系，對教學內容進行重新梳理，分成三個主要模塊：①前期分析：解讀環境、功能、受眾等對設計方案的影響;②設計推演：呈現設計概念與邏輯思維;③成果校驗：驗證設計的合理性，在三個模塊下又細分為12個子模塊，其中線上學習模塊4個，課程總課時為64，其中線上學習為24課時，占總課時的37.5%。

針對問題一：在保留傳統圖紙表達內容的基礎上增加前沿性和高階性的內容，增加如：數據爬取、可視化表達、虛擬仿真效果表現等課程內容，緊緊圍繞社會對大數據人才的需求，結合環境設計專業本身的特點，更新教學內容，與時俱進地引導學生的學習興趣。

針對問題二：增加學生自主思考和實踐模塊課程內容，如：景觀/建筑類型學分析、功能分析等，增強對學生分析、解決問題的能力;教學內容按照設計過程前期分析、設計推演、成果校驗三段式推進程序進行設計，加強邏輯思維能力的訓練。

針對問題三：劃分部分需要團隊協作、師生交流完成的課程內容模塊，加強師生、同伴之間的互動。以小組團隊形式開展對實際項目的設計策略提出與圖紙展示表現，將團隊合作的模式貫穿空間虛擬展示、圖紙表達效果的整體流程，激發學習興趣與動力，培養溝通能力與團隊協作精神。

根據專業及線上線下混合式課程建設的指導思想，結合本課程的具體特點，確定了面向具備環境空間數據、地理空間分析處理能力、設計圖紙可視化能力的人才培養目標的課程內容體系。具體課程內容安排如圖1。

（二）教學方法及手段

根據環境設計專業大二年級學生及本課程的特點，針對課程教學中出現的三類問題，結合理論教學與三種以學生為中心，以學習能力提升為目的的體驗式教學法，為線上線下混合式教學模式提供教學方法支持，主要教學方法有以下三種：

1.針對問題一：采用虛擬現實結合教學法

本課程基于ENSCAPE/LUMION/GLOBAL MAPPER全能電子地圖等虛擬現實軟件或平臺，學生通過慕課MOOC、建筑學堂等在線學習網站預先在線學習虛擬現實軟件，線下授課時教師示范如何進行設計可視化圖紙現實呈現的過程。通過線上自學、線下示范、虛擬現實表現“三位一體”的教學方法，有效地提升了學習效率，同時強化學生自主學習能力和解決問題能力的培養。

2.針對問題二：采用案例式PBL教學法

本課程的三大課程內容模塊對應設計的三段式推進程序——前期分析、設計推演、成果校驗，每個模塊下細分的課程內容為可單獨解決的問題，因此擬采用案例式PBL教學法，教師預先在線上教學平臺發布結構化預習任務，用真實案例+問題解決+提出對策的過程引導學生進入真實案例情境，提高學習積極性，提升學習效果。

3.針對問題三：采用互動式教學法

依托現代信息化與大數據技術，教師按照以學生為中心的思路，通過動畫、仿真模擬、圖片和視頻等方式將關鍵知識點生動呈現出來，使學生在線上使用時能夠實現在情境中吸收知識、在實踐中提升技能。在線上學習平臺（如：智慧樹）實現課前與課后，師生、生生互動協作學習，讓學生實現在探究中學習，在團隊中成長。

（三）教學實施過程

本課程總課時為64課時，其中線上學習時間為24課時，占總課時的37.5%，以課程內容及教學方法為依托，構建課前、課中、課后的三維沉浸式教學體系，具體實施過程如表1。

此線上線下混合式三維教學體系不是簡單的依序操作，而是反復循環與迭代的過程，如圖2。

（四）課程考核評價方式及分值構成

根據OBE理念，將課程目標和學生畢業要求作為課程考核評價方式和內容的制定依據，與混合式教學方法相配套，科學評定課程學習成績[4]。課程總評成績由結構化分數組成，如圖3。

②課堂匯報或討論，占10%，包含線上平臺簽到、線下考勤和課堂匯報或討論參與次數與質量;

②階段性平時作業，占25%，線上部分包括討論發帖次數，線上課程學習進度與完成度，單元知識掌握程度的線上測驗完成度與正確性等，線下部分為課后平時作業的完成質量等;

③團隊實踐合作項目，占25%，包含PPT匯報文件制作質量以及演講演示效果、小組團隊作品質量，反映學生思辨能力的PBL成績等;

④大作業任務（學生提交設計作品，校內教師+企業導師評圖打分），占40%，主要考查學生對課程知識的深度理解和遷移能力，對學生分析問題解決問題以及創造性思維能力進行評價。

三、線上線下混合式教學模式在《設計可視化》課程中的具體應用

通過對教學內容的重新梳理、教學方法的優化和教學體系的構建，本課程線上線下混合式教學模式實踐需要達到以下三方面教學目的：

（一）明確學習目的，培養設計思維與邏輯

《設計可視化》系列課程的學習是從前期分析—設計推演—成果校驗的系統連貫的知識掌握，課程內容框架較復雜。線上教學的形式可以更便捷的建構理論知識邏輯框架[5]，有助于教師梳理課程內容，也有利于學生在短時間內形成知識體系，明確學習目的，培養設計思維，并在線下的設計實踐過程中進行創造性的探索。線上線下結合的混合式教學模式以達到設計圖紙可視化實踐為目標，在設計思維生成和實踐表達階段都可利用線上教學平臺內的課程資源進行薄弱環節的點對點的直接滲透，且可借助文字教程、視頻回放、案例資源庫等方式在課后進行復習和理解，以達到知識點的內化和遷移，應用于各類設計實踐中，更有效率地促進學習目標的達成。

（二）拓展學習形式，強化設計實踐能力

《設計可視化》系列課程的課程目標是使學生能夠對多種類型設計項目進行前期分析、設計推演、成果校驗與圖紙表現，激發學生在課堂內外自主探索新知、創造性思考與解決實際設計問題的潛能。本課程打破時間與空間限制，在線上教學平臺提前置入理論知識及課程內容邏輯框架，使得學生能夠在線上提前學習部分知識，理論知識的前置留給線下課堂更多時間進行設計考察調研與實踐能力的訓練。同時拓展更多元化、個性化的教學與學習方式，將教學、研討、實驗、訓練、合作等內容置于情景化的模擬仿真環境中，提高學習積極性和教學質量，將已認知的理論知識在設計實踐中不斷推演和校驗，強化學生的自主思考與實踐能力[6]。此外，在線上教學平臺舉辦課程“線下+線上”作品成果匯報與評圖，邀請企業專家蒞臨指導，促進設計作品的產業轉化。

（三）增強教學互動，激發師生學習潛能

傳統的教學形式往往以教師講授為主，師生、同伴之間缺乏互動[7]，在本課程中運用混合式教學模式，提高師生、生生互動交流，以期有效增強教學互動。教師在交流互動的過程中了解學習情況，也可以對自己的教學過程進行反思和調整，學生在與老師、同伴的交流互動過程中能夠提高團隊協作溝通能力、強化對知識的記憶和理解。課前可以提前學習，與老師交流詢問知識點內容，課堂上可以重點理解和答疑，與老師、同伴研討，課后還可以對課程內容進行回顧和總結，這樣對同一個知識點就可以進行起碼兩輪次的學習，客觀上延長了學習過程，這是傳統課堂形式無法達到的效果，也是混合式教學模式的優勢所在。

現以本課程中（一）前期分析課程模塊的第3個知識點“地圖數據爬取與可視化表達”為例，詳細闡述線上線下混合式教學模式在《設計可視化》系列課程教學實踐中的具體應用，如表2。具體實施過程如圖4。

四、混合式教學模式在《設計可視化》系列課程中的應用效果分析

（一）混合式教學效果問卷調查數據分析

通過對實施了混合式教學模式的環境設計專業2018級學生（共60人）進行教學效果問卷調查（問卷星匿名問卷），反饋結果表明，線上線下結合的混合式教學取得了較好的教學效果。77%的學生對混合式教學改革非常滿意或滿意，52%的學生認為，混合式教學模式明顯提高了自己的學習興趣，改變了認知模式與學習習慣，主觀能動性有效增強;95%的學生認為課堂互動相比單純的線下授課有所增加，促使學生敢于質詢和提問，表達自己的觀點，有利于知識的深度掌握，如圖5、圖6、圖7。同行教師及督導聽課后普遍反饋為教學方法新穎，教學模式設置合理，對學生能力的提升有很大幫助，增強互動交流對教學的良性發展有促進作用。

（二）期末考試成績對比分析

利用SPSS軟件針對未實施混合式教學的2017級環境設計專業2個教學班（f170821、f170822）與實施了混合式教學的2018級環境設計專業2個教學班（f180821、f180822）進行期末考試成績箱型統計分析，分析結果表明：2018級兩個教學班的期末考試平均成績較2017級要高，2個班的平均成績都提高到80分以上。高分學生增多，高于90分的學生比2017級增加，低分學生減少，沒有低于65分的學生。總體而言，通過線上+線下混合式教學的實施，2018級學生的總成績得到了顯著提高，專業知識的掌握與內化程度較2017級也要更好，如圖8。

此分析研究的不足之處在于：期末考試成績對比分析結果準確度受到樣本數量和其他因素的交叉影響，且由于樣本數量有限，未能充分研究混合式教學對期末成績的影響細節。后續研究隨著開課輪次的增加，將會擴大樣本容量，采用更科學的分析方法，深入研究教學改革與學生成績之間的因果關系與影響強度，進一步驗證此教學模式的科學性。

結語

基于對《設計可視化》系列課程特點及學生情況的分析，進行線上線下混合式教學法實踐，不僅拓展了課程的學習形式，完善了課程體系的構建，亦不斷優化了課程內容、教學方法、考核形式等，且加強了師生之間的交流互動，教學效果良好。

但是，在課程改革實踐過程中仍有一些問題值得探討和反思：（1）教師要花費更多的時間精力進行教學資源準備與教學過程設計，客觀上增加了工作量，對專業素養要求也更高;（2）學生在之前的學習生涯中未接觸過這種類型的學習方式，不適應線上線下的混合式教學模式，因此在教學實施的過程中應隨時觀察學生是否能夠適應。總而言之，網絡與信息技術的發展助推教學改革，高校教師應聚焦此二者的有機結合，積極開展混合式教學模式的研究與實踐，更好地提高教學效果和教學質量。