混合式教学模式下知识与能力并重的多元化课堂教学探索——以“工程图学”课程为例

葛艳红 魏 军 胡楷雄

（武汉理工大学物流工程学院 湖北·武汉 430063）

0 引言

科技是第一生产力，创新是一个民族的灵魂。李克强总理在政府工作报告中特别提出：“大众创业，万众创新”。创新创业要靠人践行。因此，人才是推动社会进步和科技发展的原动力。不同的历史时期对人才的需求也不一样。随着全球一体化，世界各国的竞争归根结底是人才的竞争。因此，各国都非常重视人才的培养。有知识、有能力、有素质的高层次人才是我国当下建设创新型国家、实现智能制造2025、深化一带一路的必须人才。知识是发展科学、认识和改造自然、认识和改造社会的基础，是必不可少的条件；能力是对知识的运用，是知识发挥作用的实践条件；素质是能力运用的方向标，指导能力往正确的方向前进。因而教育学生，培养人才，必须首先重视知识的习得。没有足够充分的知识，就如无源之水无本之木，发展、创造皆成为一句空话。当然能力和素质的培养也不可偏颇。没有能力，掌握再多的知识也如茶壶里煮饺子——肚子有货倒不出。更不用说用来改造世界改造社会，也就谈不上创新和发展。同样，如果没有良好的素质，能力越强，反而会形成对社会的危害。有能力必须高素质才能造福于国家、造福于人类。

高等院校作为培养人才的摇篮，培养国家所需人才责无旁贷。作为一线的教育工作者有责任有义务进行多方探索和改革，为人才培养贡献自己的力量。随着计算机技术、信息化技术、多媒体技术的快速发展，网络教学、远程教学、MOOC、SPOC、混合式教学等相继诞生。教学活动打破了传统的时空限制，随时学习、随地学习、碎片化学习改变了原本固定式的教学模式和习惯。传统课堂的教学模式必须与时俱进，进行相应的革新以顺应时代的变迁，为人才培养探寻新的路子。

1 混合式教学模式下的课堂革命

从2012 年MOOC 概念的引入和兴起，经过六年的发展，基于“线上”+“线下”的混合式教学已蔚然成风。混合式教学不是“线上”教学和“线下”教学的简单组合，更不是重复教学，而是两者的有机结合、互融互通、优势互补。线上教学不能替代课堂教学，线上教学也不是课堂教学的辅助和补充，而是教学过程的必备活动。混合式教学模式不仅打破了传统课堂教学的时空限制，更拓宽了教与学的广度和深度，是传统课堂教学模式的深刻变革。因此，混合式教学模式下的课堂教学不应是传统课堂的照搬，而应与线上教学活动相得益彰、相辅相成。混合式教学必须精心设计，对教学内容进行合理划分、有效组织，使得线上线下教学逻辑明晰，衔接自然，各自承担不同的使命，完成不同的功能。表1 列出了线上和线下教学的职能划分，以及混合式教学课堂与传统课堂的比较。

表1 线上和线下教学的职能划分以及混合式教学课堂与传统课堂的比较

2 以“工程图学”课程为例的课堂教学实践

“工程图学”是工科院校学生必修的一门专业技术基础课，是研究绘制和阅读工程图样及解决空间几何问题的理论和方法的一门学科，既有理论又有很强的实践性。其图形性、基础性、工程性等均有着其他课程不可替代的作用，是工科院校实现人才培养目标的重要基础课。课程目标是培养学生的工程意识和素养，以及对工程图样的识读和表达能力、空间想象和形体构思能力、对现代化设计工具的应用能力等。

本课程的内容虽然传统经典，课程理论成熟也易于理解，但是课程以二维图形为载体表达三维工程与产品信息，对学生空间想象能力和理解能力要求比较高，所以学生学起来普遍感到困难。基于线上线下的混合式教学延伸了45 分钟的课堂时限，给了学生足够的时间和资源去充分理解、消化和思考，可极大缩小空间想象能力强弱的个体差异，为“笨鸟”先飞开辟了广阔的空间。

根据该门课程的课程目标、大纲要求以及专业培养的目标支撑度要求，对线上线下的教学内容、任务和目标进行了划分。这里以面向机械类专业的《工程图学A》（上）为例介绍几种混合式教学模式下的课堂教学实践。

实践1：自学、答疑模式——培养学生的自学能力、质疑能力。

自学、质疑模式旨在培养学生的自学能力，发现问题和解决问题的能力，以及勤思善问的能力。由于该模式需要学生在线自主完成知识点的学习，并完成相关作业。课堂上教师不再串讲，只负责答疑解惑，安排课堂测试。因此，自学内容的选择至关重要。过于简单、一学就会的内容缺乏挑战性，起不到激发学生内在动能的作用；过于复杂、难以理解的内容又会花费学生太多的时间，打击自学的积极性，达不到应有的目标效果。

本课程共安排了四个知识点的全自学模式：（1）平面立体的投影以及其表面点和线的求解；（2）常见回转体的投影以及其表面点和线的求解；（3）正等测轴测图；（4）斜二等轴测图。

课堂内首先利用一节课的时间给学生提问、质疑。问题可以由学生回答，也可以由老师解答。老师也可以就一些重点和难点有针对性地抛出一些问题由学生回答，通过一问一答来理解知识要点；然后进行课堂测试（老师需课前准备好课堂测试题）；最后公布测试答案并当堂讲评。

实践2：课堂翻转模式——培养学生的主体意识、组织能力、表达能力。

课堂翻转模式除了锻炼了学生的学习能力以外，更培养了学生的主体意识和表达能力，对学生的要求比较高。不仅要求学生事先能够理解消化该部分知识，而且要求学生具有较好的语言组织能力和台上演讲能力，并能站在教师的角度能够让受众听懂理解。因此，这部分教学内容必须选择一些相对简单、容易理解又不失趣味的知识点。共进行了四次课堂翻转模式，选择了四个知识点：（1）点的相对位置和重影点；（2）七种位置平面的投影特性比较：（3）圆锥被平面截切的截交线类型分析；（4）圆锥被一个平面截切的实例求解。

课前布置任务时要求所有的学生准备，课堂上随机挑选学生来当“临时老师”，这样可以促使所有的学生因要“备课”而得到锻炼。第一次和第二次的课堂翻转有意选了班长和学习委员各讲一个知识点。受到班长和学习委员的表率和示范影响，后面两次课堂翻转时，有两位同学自告奋勇上台来讲解。讲课的PPT 由教师提供，学生可以在此基础上根据自己的思路和理解修改。结果表明，尽管学生授课无法与教师授课相提并论，但这种模式对学生的锻炼效果是非常大的。学生首先要吃透知识要点，其次要理顺知识要点的内在逻辑，最后还要组织语言非常娴熟地表达出来。毕竟学生在全班同学面前讲课还是非常注重形象的，所以准备都非常充分。

实践3：讨论模式——培养学生的发散思维能力、空间构形能力、创新能力和工程素养（合作意识等）。

课堂讨论模式是同学之间通过讨论共同完成知识点的理解和消化。在讨论的过程听取别人的想法，发现自己的错误，不仅可以加深对知识的印象，还可以开阔学生的思维，增进同学间的友谊，提升表达能力和合作能力。

不是所有的知识点都适合拿来讨论，讨论要充分彻底需要花费较长时间。因此，课堂中只安排了两次讨论课：（1）空间两直线位置关系的投影规律；（2）实物模型与三视图的正误判断。

全班31 位同学分成8 组，有一组3 人，其他每组4 人。讨论结束后每组各选一位代表报告该组的讨论结果。组和组之间的结论如果不一样，还可以进行组和组之间的辩论。通过讨论和辩论得出正确结论。在讨论和辩论的过程中老师可以给一些提示。

实践4：技能竞赛模式——训练学生知识的应用能力以及工程表达能力。

知识的学习是为了应用，应用知识就需要能力，知识的应用能力也需要培养。为此，在课堂安排了两次徒手草图的小型比赛，但比赛的评判标准不是草图的质量，而是知识的应用。一次是由组合体实物模型徒手绘制三视图，以画的模型数量多、画的三视图正确率高为评判标准；还有一次是根据实物模型选择适当的表达方案来表达模型实体，也是徒手草图，以表达方案是否完整、正确和清晰为评判标准。

作为一名工程技术人员，必须用图形来表达设计思想。在产品没有定形之前得用草图勾勒产品雏形，产品定形以后得用绘图仪器或计算机绘制产品工程图，所以徒手草图、仪器绘图以及计算机绘图是工程技术人员必备的技能。其中，仪器绘图技能可以通过平时作业和课堂测验得到训练（平时作业都要求用绘图仪器完成），计算机绘图有专门的课外学时在学校机房上机训练。草图训练的机会相对比较少。因此，借此机会徒手草图可谓一举两得，一箭双雕，既锻炼了知识的应用能力，又锻炼了徒手绘图技能。

既然竞赛就得限时，教师必须设计好竞赛的题量，不能太大也不能太小，最后留出半小时的时间进行课堂评比。由于答案不是唯一的，可以有多解，但是有优劣之分。因此，首先让同桌的两位同学互评，相互学习。然后老师再从全班挑出一些优秀的范例作评判、展示。

3 实践效果分析

经过一个学期的课堂实践和探索，取得了一定的成效。四种模式从不同侧面、不同切入点锻炼了学生的多方面能力和素养。其中，自学、质疑模式最考验学生的自学能力和自觉性，迫使其勤思勤问。课堂翻转模式对学生的要求最高，不仅自己要会，还要会讲。讨论模式最受学生欢迎，可天马行空、自由发挥，不同想法的碰撞和相互启迪不仅能加深知识的理解和印象，更能培养发散思维、空间思维能力，但是要讨论彻底充分，耗费的时间比较长，受制于课堂时长和学时数，不能经常开展。技能竞赛模式——以赛促练、以赛促学可以激发学生的斗志和学习热情，教师精心设计竞赛内容可以起到一举多得、事半功倍的教学效果。

总体来说，与以往传统授课模式相比，混合式模式下的课堂气氛更活跃，师生互动更积极，学生参与度高，主动性强，学习能力、动手能力、形体表达能力、工程素养明显提升。多元化的课堂得到了大多数学生的肯定，从学生的调查问卷可见一斑，如图1 所示。图中数字为学生人数，班级总人数为31 人。

当然，实践过程中也存在一定的不足，同时也发现了一些问题，需要在今后的教学过程中不断改进。譬如：（1）对翻转课堂中学生的表达能力估计过高。学生讲解很难从一个教学的高度让受众听懂，还是需要老师花费较多的时间“重新讲解”。这样一来，课堂时间不够用；（2）依然有少数被动型的学生依赖于老师的讲解，不愿意花费时间和精力在线预习，导致这部分学生跟不上新的教学节奏，有点排斥课改模式。

4 结论

混合式教学给了传统课堂更大的发挥空间，可以有更多的时间进行能力和素质的培养。但是，课堂的教学形式必须与教学内容相适应，教学方法必须与教学模式相适应，教师一定要充当好导演的角色，精心设计，在课堂组织实施，方能发挥混合式教学之优势。

图1 学生调查问卷中的两个选项结果

最后要说明的是课堂的这种深刻变革必须以学生课前能在线对知识点进行学习、达到任务目标要求为前提，这就导致学生课前课后要投入大量的时间和精力，有的甚至达到了课堂时间的2～3 倍。如果同时有几门课程进行混合式教学，那学生将不堪重负。所以我们在进行混合式教学的时候不能只追求一门课的教学效果和教学质量，必须站在一定的高度，最好以课程体系或培养方案为框架进行总设计，全面协调、整体规划真正用好混合式教学，不要让混合式教学成为学生的负累，更不要流于形式。