基于混合学习的工程制图课程教学改革探索

赵耐丽+宋小辉+关文芳

摘 要： 随着信息化教育的不断发展，网络教育资源由专题学习网站、教学平台、电子书包逐渐转向视频公开课、慕课、微课等新鲜载体，当前的学生主要通过学校教育、网络教育和在线学习三种模式获取知识。因此，对混合学习在学校教育中的应用进行研究，能为以后开展混合学习提供参考和借鉴。

关键词： 混合学习 翻转课堂 信息化

一、引言

工程制图是工业革命的产物，开设的历史较长，传统的教学思想和内容体系较稳固，进行教学改革的难度较大，然而信息技术的飞速发展、知识更新速度的不断加快、新技术特别是计算机绘图技术的不断发展完善，对传统的工程制图的教学内容和教学手段都提出了新的挑战，计算机网络提供高效、丰富的信息资源，也给工程制图中许多难题的解答带来希望，使这门古老的学科得以更深入、更丰富的发展。

新知识、新技术的引入必然导致教学内容的膨胀，教学时数的增加，这与当前多数高校以培养应用型人才为目标的培养模式相矛盾。以应用能力为宗旨的应用型人才培养要求降低教学时数，给予学生更多的时间自学，培养其自学能力、独立思考能力和创造能力。如何解决这一矛盾就是目前工程制图课教学改革的一个重点。

二、应用型本科工程制图教学改革现状

多年来，高校工程制图教学改革形成了“百花齐放、百家争鸣”的良好学术氛围。广大图学工作者投入极大的热情对工程制图教学改革进行了多角度、全方位的探索，提出了各种不同的教学改革思路和方法，取得了切实有效的经验和成果。有的高校已将取得的改革成果应用于课程教学中，有的高校创建精品课程或示范课程，编写教材、习题集、制作试题库、CDI课件、工程制图辅导答疑系统、作业批改系统等；有些高校的教材、习题集或CDI课件已正式出版；有些高校的工程制图教学，正在与“国际接轨”，对美国、英国、日本等国家工程制图本科教学进行分析与研究；有的高校针对CAD技术发展的趋势，对工程制图教学进行研究，将三维CAD软件引入教学中，进行辅助教学，等等。

面对众多教学资源，在工程制图的教学方式上，大多数高校采用多媒体进行教学，此方式视觉感强，生动形象的图形展示和动画演示对学生有较强的吸引力，有利于空间想象能力和空间思维能力的培养，但信息量大，教学节奏快，使学生对知识的理解只浮于文字和图形表面，并没有理解透彻。随着科技的进步，移动电子产品大量涌入课堂，学生对课堂教学不满，导致课堂出勤率低下，或在课堂上昏昏欲睡或者玩平板和智能手机。这样的课堂现状显然不利于大学生的发展。

三、应用型本科工程制图混合学习教学模式的构建

1.工程制图混合学习的可行性

随着数字信息化的不断发展，网络教学资源从过去的简单课件、精品课程发展为网络公开课、MOOC，到现在处于热潮的微课程，这些新型学习资源使得学习者的学习方式变得多样化，混合学习逐渐深入到学习者的学习、生活中。网络时代，教育工作者有责任和义务引领学生，指导他们搜索和利用开放教育资源的方法。通过改变现有的教学方式，为他们在将来成为终身学习者创设更好的条件。网易公开课、MOOC的崛起使得全球著名大学的教育教学资源能够被更多的人群更快捷地获得，并极大地减少教育资源传播的成本，引起教育技术界人士的关注，在线教育的优势越来越突出。很多学者都说微课、翻转课堂、MOOC是为混合学习而生。越来越多的师生和专家学者对混合式学习展开了积极的应用实践，并取得了不少经验和成果。

2.工程制图混合学习的需求分析

工程制图是一门与生产实际联系密切的工程性比较强的课程，为了培养学生的空间想象能力和绘图能力，教学中需要展示大量图例和实体。在传统工程制图的面对面教学中，黑板的容量有限，挂图、模具的数量有限，画图和挂图过程要耗去相当多的时间，这就使课堂教学容量减少；多媒体可通过超媒体功能将现场录像、实物图片加上文字说明同时展现给学生，也可以通过动画功能演示作图过程，但是信息量大，学生的理解限于表面，对所学内容难以内化；在线学习让学习者自主安排学习时间和地点，并可以自主选择学习资源等辅助材料，充分体现学习的个性化。网络技术的引入使传统制图课内容从内涵到外延都发生了本质的变化，它将老师和学生从繁重的手工绘图中解脱出来，使学生能有更多的时间思考物体的构型、投影等问题，从而加强空间想象力和创造力的训练。在线学习，无论是在远程还是教室内都是变革的催化剂。

混合学习活动中的网络课程学习需求分析就是明确在课堂教学和网络教学中需要以什么样的形式教学。由于工程制图是一门重视理论与实践相结合的课程，兼具理论性、设计性、实操性和应用性。本课程的主要任务学习绘图与读图的方法与技巧。在混合学习的教学过程中，课堂教学活动构成活动的主体，在课堂教学活动中，实施课堂讨论、课堂展示和课堂评价三种教学形式；在线学习提供活动准备、复习、反思、知识扩展、课下交流和成果展示的场所。

3.工程制图混合学习的优势

在过去的若干年中，工程制图教学改革由传统的面对面教学向在线学习过渡，并发展到今天的混合学习研究，多种学习模式优势互补，更适应当前应用型人才培养模式。混合学习将传统面对面教学与在线学习优势整合，是信息时代教育发展的主流方向，比面对面教学和在线自主学习效果更好。面对面教学可以使教师随时了解学习者的学习情况和理解程度，便于合理安排教学方法和教学进度，因材施教。在线学习让学习者自主安排学习时间和地点，并可以自主选择学习资源等辅助材料，充分体现了学习的个性化。在线学习和面对面教学各有利弊。混合学习是综合了两者的优势，把面对面的课堂教学和基于网络的在线学习两种学习模式整合，达到降低成本、提高效益的一种学习方式。

4.工程制图混合学习教学模式的构建

混合学习在高校教学中主要以“面对面教学+网络学习”的形式展开。课堂教学仍是目前高校开展教学活动的主要组织形式，在此基础上将网络技术整合入传统课堂可以有多种模式。针对工程制图课程本身具有较强的工程实践性的特点，确立以学生为主体，教师为主导的混合学习模式，通过教师引导，学生独立的分析、探索、实践、质疑等方法实现自主学习的目标。

工程制图混合学习模式的构建如图1所示，学习过程既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。因此，将模型的整个过程分为课前、课中和课后三部分。该模型注重交流和评价，课前注重培养学生自主学习能力和自控力，促进知识的内化。在课堂中，教师作为课堂指导者、学生学习的帮助者和资源的提供者，引导学生向探究的深层思维发展，挖掘学习者的学习潜力，发挥学习者的主动学习积极性，注重探究过程，培养学生的科学素养。

该模型充分利用了混合学习的优势，既强调课前学生的知识内化环节，又重视课堂上混合情境的创设，既强调学生的学习“主体”作用，又强调教师的“主导”作用，试图通过“混合”为学习者带来更优化的学习绩效和最佳的教学质量。混合学习模式突破了课堂授课的时空限制，能向学生提供更全面广泛的内容，帮助学生更好地理解和吸收新知识，拓展学生的思维空间，发展学生的创新思维和创新能力。

面对面教学活动中针对不同的教学内容，采取不同的教学策略。在讨论活动开始前，教师在网络教学平台上提前给出学习材料，学生学习思考后，参与课堂讨论；参与课堂竞赛活动前，教师给予指导和说明竞赛规则，营造活跃气氛，激发学习者的参与热情和主动性，活动结束后，教师和学习者可以在网络教学平台上进行点评和做反思性总结；课堂展示活动之前，教师需要把作品展示的要求跟学生解释清楚，展示过程中做好答疑和交流，并控制好时间，展示结束后，要求学习者根据建议修改作品，并上传到网络教学平台，由学习者投票，评出最优秀的作品；课堂评价活动在活动比较少，由于学生碍于面子通常是由教师做简短的评价和反馈，把评价活动主体放在网络教学中。

在线教学活动主要由在线讨论、资源共享、在线考试、提问答疑、提交作业、评价反思六个模块组成。其中在线讨论部分，用于师生、生生之间交流的在线答疑和学习交流，构建学习交流沟通平台；资源共享主要是教师和学生上传的学习资源，以及学生的作品展示，等等；在线考试用于学生自我测试和评价的在线测试、网上练习等；提问答疑指利用互动平台实时实地地解答学生在自主学习过程中的疑问；作业提交部分，学生将自己的作业以文件的形式上传，教师下载评改作业；评价反思指学生根据相应知识点的学习，总结学习过程的得失和经验。

图1 工程制图混合学习模式

四、工程制图实施混合教学的挑战

1.学生自学能力和协作能力及意识的培养

现代化信息社会，新知识不断产生，并且更新速度很快，这要求我们不断学习。学生具备较强的自主学习能力是终身学习时代的重要素养。翻转课堂的课前知识学习主要靠学生自学完成，因此，学生自学能力的高低一定程度上决定了学生对基础知识掌握的好坏。课前知识学习是翻转课堂的一个重要环节，这一环节的成功与否将直接影响翻转课堂整体的教学效果的优劣。但是学习者已经习惯了传统的教学方式，学习时过于依赖教师的课堂讲授，造成学生自学能力及自学意识严重缺失。因此，在实施翻转课堂时，如何创造有利条件帮助学生自学、提高学生自学能力、培养学生自学意识是取得良好教学效果的一大举措。

课堂学习活动是翻转课堂的灵魂。要求学生协作完成学习任务，在协作学习中完成知识的内化。传统的课堂多由教师讲授，学生“各自为政”，几乎没有协作学习环节。所以，学生的协作能力和意识很欠缺。因此，为使课堂学习活动能够得到有效开展，培养学生的协作意识，培养学生的协作学习能力十分关键。

2.教师课堂把控能力的提高

翻转课堂模式尽管弱化了教师知识讲授的功能，但是对教师其他方面能力却提出了更高的要求，如学情分析能力、辅导能力，尤其是对教师的课堂把控能力要求更高。在翻转课堂中，课堂学习活动是提升学生认识水平的重要方式。学习活动的组织由教师执行，学习活动参与度的高低、效果的好坏，在一定程度上取决于组织者的把控能力的强弱。因此，为促使学习活动的有效开展及学习效果的强化，提高教师的课堂把控能力势在必行。

3.实施混合学习必要的技术支持

混合学习模式的实施必须具备一定的环境要素：第一，需要有完备的校园网络技术支持，使学生能够不受时空限制地上网学习；第二，需要有丰富的网络学习资源，如集文字、图像、音频、视频、试题库、论坛等模块于一体的网络学习平台，使学生能够有选择地学习；第三，需要有信息技术素养较高的教师对学生进行帮助和指导。

五、结语

混合学习最初应用于各类教育培训机构和企业培训中，取得了不错的效果，对于高校教育来说，目前还没有比较成熟的教学模式和教学改革案例。本文仅从专业基础课程的角度对混合学习模式进行了研究和探索，接下来要对特定课程进行混合学习模式的实践探索和分析，并在教学实践过程中不断对教学设计进行修正，以使学生的学习能力和学习效果得到强化。

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