基于在线课程开展工程制图及CAD课程的混合式教学

郗朋 孙春峰 王家盛 马瑞欣 骆欣

[摘 要]混合式教学模式是将由学生控制的网络学习和由教师在教室中直接授课的面对面学习融合在一起的一种新兴的教学模式。基于学堂在线平台，课题组设计并构建了一种适用于工程制图及CAD教学的混合式教学模式——“网络学习—课堂教学—课后拓展提升”。混合式教学模式的实践表明，混合式教学模式可以使得学生有准备地进入课堂，满足不同学生的能力需求，能提升学生的学习成绩，同时教师可以直接将知识讲授放在课前，利用课堂时间提升思考深度。

[关键词]工程制图及CAD;混合式教学;教学方法

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）03-0084-04

一、前言

传统教学，是以教师、书本、课堂为中心的，单一枯燥的“黑板+粉笔+PPT”忽视甚至压制了学生学习的主动性，造成讲授客体单向灌输、认知主体被动接受的局面。而混合式教学模式作为一种新兴的教学模式，它是将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学，其突出学生的体地位，强调学习的主动性、学以致用。通过两种教学组织形式的有机结合，可以把学习者的学习由浅到深地引向深度学习[1]。

国内外学者对不同的学科课程均采用了不同形式的混合式教学模式，并取得了较好的效果。万源等[2]对概率论与数理统计课程进行了 SPOC混合式教学实践，并通过调查问卷发现其有助于教师讲授、提升学生绩效及提升学生的综合能力;秦美青[3]对比分析了高等数学课程的混合式教学模式和传统教学模式的效果，发现混合式教学提升了学生成绩;边霞等[4]基于E-learning平台研究了混合式教学在仪器分析教学中的应用，构建了可以突出学生主体地位、激发学习热情、提升教学质量的“E-learning—课堂教学—创新实践”三位一体的教学模式;魏丹等[5]以工程力学为对象，构建了基于雨课堂且与翻转课堂结合的混合式教学模式;王利群等[6]基于泛雅在线网络课程平台构建了“社区护理学”的混合式教学模式。

本文以工程制图及CAD课程为研究对象，对混合式教学模式的设计、实施、效果进行分析，并探讨其可行性及意义。

二、混合式教学模式的设计与实施

混合式教学是高等院校教学模式改革的趋势之一，故工程制图及CAD课程教学模式的改革亦势在必行。

从外在条件来看，华北科技学院（以下简称“我校”）已实现无线网全校园覆盖，现在大学生的手机持有率100%，仅仅需要下载“学堂在线”APP就可实现视频内容的在线学习，同时学校图书馆拥有机房可供无电脑学生进行课前学习;教师通过“雨课堂”开课，发送邀请码或扫描二维码邀请学生进入课堂，故我校具备混合式教学实施的外部条件。

工程制图及CAD课程实践性强，要求学生进行大量的动手练习，逐步提高空间立体的想象和构建的逻辑思维能力。对于工程制图及CAD的混合式教学模式设计，笔者认为可从课前自习、课堂教学、课后总结升华三个阶段分别进行精心设计与优化，这样既能拓宽学生的学习途径，又能丰富教师的教学方法和手段。本文以“雨课堂”智慧数字工具为平台，对混合式教学进行具体的设计与实施。

（一）网络学习

课前自学的内容以网络学习平台“学堂在线”中清华大学田凌教授开设的工程制图、浙江大学朱亮和徐向阳教授开设的环境工程CAD视频在线开放课程为主，以辽宁石油化工大学柳青等编著的《工程制图与CAD》教材为辅，学生通过观看视频，结合教材、参考书目及PPT课件等自学资料进行课前学习，完成课前布置的教学任务——视频内容的知识点思维导图。

“知识点思维导图”教学任务的目的之一是监督学生是否完成视频内容里基础知识的学习，其二是让学生对下次授课内容知识体系产生系统化、结构化的认识。“知识点思维导图”的绘制采用Novamind、Xmind等绘制软件;“知识点思维导图”学习任务的发布通过“雨课堂”平台以试卷的形式推送给学生（如图1所示），教师设置截止時间，学生将用思维导图绘制软件绘制的思维导图导出保存为.jpg或.png等图片格式，并作为试卷答案上传至“雨课堂”;教师对学生上传的“知识点思维导图”进行认真审阅批改并打分（如图2所示），此项成绩占总成绩的10%。

（二）课堂教学

课堂第一阶段（5分钟）：对课后所留作业进行点评，强调错误率最高之处;利用“雨课堂”的作品投屏功能对“知识点思维导图”成绩排名靠前的5位学生的作品进行课堂展示，尤其是对金、银、铜奖牌得主的作品进行展示，对优秀作品以资褒奖，对后进作品以资鼓励，对未交作品加以提醒。

课堂第二阶段（10分钟）：利用“雨课堂”的随堂测验功能将“课前学习效果检验题”推送至学生手机端，测验限时5分钟，待学生作答完毕后将答案发送给学生，允许学生讨论2分钟，然后教师讲解3分钟。“课前学习效果检验题”构成：以客观题为主，偶尔配置少量主观题，满分100分，其中主观题以配套习题集为资源，进行绘图并拍照上传至雨课堂;测验相对简单，主要目的是了解学生的学情，在此基础上进行课堂教学的第三个环节——重难点及错误率较高的知识点串讲。

课堂第三阶段（50分钟）：基于学生课前的学情，及时调整本节课的授课内容，对基本概念、知识点的教学“狼吞虎咽”，对重难点及高出错率点的教学“细嚼慢咽”，同时讲解过程穿插一两道题以验证学生的学习效果（邀请一男生一女生上讲台PK），允许学生彼此间相互讨论，以增强课堂互动氛围。

课堂第四阶段（23分钟）：小组任务。课前进行分组，并按分组就座，每组6～7人，利用“雨课堂”的随堂测验功能将任务推送至所有小组，所有小组在规定时间内完成作答并上传答案，待上传完毕将所有小组成果进行投屏展示，“大家一起来找茬”，发现错误并纠正，最后将正确答案发送至所有小组并进行“小组互评”（50%权限）和“教师评分”（50%权限）评价环节，小组任务结束。

课堂第五阶段（2分钟）：发送课后作业，提升难度，进一步提高学生应用所学知识的能力;发送下次课课前任务，让学生完成课前网络在线学习任务。

（三）课后拓展提升

根据本节课的重难点及高错误率知识点布置难度系数相对课堂测试更高的课后拓展提升作业题，其目的是促使学生进一步提高应用所学知识的能力。

基于以上五个阶段的设计，以“立体的投影”这部分内容为例，工程制图及CAD课程的混合式教学模式具体设计如表1所示。

三、混合式教学模式下的教学试验与效果

（一）混合式教学模式下的考核评价

课程考核评价由过程性评价和期末终结性评价两部分组成，过程性评价占课程考核评价总成绩的比例为60%，期末终结性评价占课程考核评价总成绩的40%。

过程性评价由网络学习效果检测（思维导图和课前学习效果小测）、课堂学习效果检测、课堂表现及作业成绩四部分构成，其中网络学习效果检测占课程考核评价总成绩的20%，课堂学习效果检测占课程考核评价总成绩的20%，课堂表现和作业成绩分别占课程考核评价总成绩的10%，具体考核内容及比例分布如表3所示。

（二）混合式教学模式下的教学效果

1.学生成绩

为了对比传统教学模式和混合式教学模式下工程制图及CAD课程的教学效果，本文选取两个教学班：对照班和实验班，其中对照班采用传统讲授的教学模式，实验班采用混合式教学模式，学生成绩见表2所示。

从表2中可见，采取传统教学的对照班平均成绩为76.77，标准差为11.0523，标准误为1.6476;采用混合式教学模式的实验班，实行大班教学，平均成绩高达81.97，比采用传统教学方法且实行小班教学的对照班高5.20，标准差为8.7183，标准误为0.8992，效果非常显著。这说明与传统教学方法相比，混合式教学方法不仅激发了学生学习的主动性，教会了学生学以致用，融合了在线教学和传统教学的优势，而且从提高学生成绩的层面上来看也更有优势。

2.问卷调查

本次课程在结课前选择5个问题开展工程制图及CAD课程的混合式教学的试点班问卷调查，结果如表3所示。

从表3中可见，接近70%的学生认为混合式教学方式对工程制图及CAD工程制图部分内容的掌握比较/略微有帮助;和传统的教学方式相比，91.89%的学生认为混合式教学模式在提升自己的课业水平上是有优势的;但是在学校制度不完善的情况下（即课前网络学习不算学时），70%以上的学生认为完成混合式教学模式的学习任务是有难度的;对于课堂的教学活动，大部分学生还是更易于接受课堂内容的教授，并觉得如果没有教师的课堂授课，自己仅仅通过线上学习是完成不了作业和期终测试的。这说明因长期受传统教学模式的影响，大部分学生已经养成了被动学习的学习惯性，对他们而言，课下不仅需花费大量的时间和精力进行网络学习，制作思维导图，而且要完成作业，短时间难以接受新的教学模式，疲于应付课前任务。

四、结论

开展混合式教学模式，从学生的角度来说，学生可以有准备地进入课堂，在课前完成最基础的学习，带着问题进入课堂;不同知识水平的学生可以根据需要多次观看学习内容，达到一致的基准;学生可以通过提升学习效果来提升学习成绩，达成更多方面的学习产出如小组合作等。从教师的角度来说，教师可以利用课堂时间完成提升思考深度等以往无法完成的教学目标;同时减少课堂讲授时间，将直接知识讲授环节放在课前，使课上有机会完成更多活动。

笔者在工程制图及CAD课程实施混合式教学的过程中也发现了若干问题：对于教师而言，混合式教学模式的实施需要教师花费大量的时间和精力进行教学设计、审阅思维导图、批改课前、课堂效果测试以及作业，这些都阻碍了这种新模式的推广。以上问题的出现在混合式教学模式的实施过程中是不可避免的，但混合式教学模式作为一种新兴的、高效的教学方法不会因此而停止，在国家政策及学校制度的支持下，其必将成为教学方式改革的主流方向之一。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 黄荣怀，周跃良，王迎.混合式学习的理论与实践[J].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 万源，彭凯，彭斯俊，等.信息化视角下概率论与数理统计混合式教学的探索[J].大学教育，2019（10）：95-97.

[3] 秦美青.混合式教学模式下高等数学课程的设计与实施[J].大学教育，2019（10）：98-100.

[4] 邊霞，刘桂英，高林英.基于E-learning平台的混合式教学在仪器分析教学中的应用[J].基础医学教育，2019（9）：755-758.

[5] 魏丹. 基于雨课堂智慧工具的混合式教学模式构建[A]. 中共沈阳市委，沈阳市人民政府，国际生产工程院，中国机械工程学会.第十六届沈阳科学学术年会论文集（经管社科）[C].中共沈阳市委，沈阳市人民政府，国际生产工程院，中国机械工程学会：沈阳市科学技术协会，2019：6.

[6] 王利群，杨娟，侯磊.“社区护理学”混合式教学模式的构建[J].吉林医药学院学报，2019（5）：390-392.

[7] 汪娟，赵士凤.基于MOOC+SPOC的混合式教学模式研究[J].现代商贸工业，2019（29）：180-181.

[8] 才燕，孙晓刚，杨立红，等.基于在线课程平台下《园林设计》课程混合式教学实践探索[J].现代园艺，2019（17）：166-167.

[9] 杨政.基于微课和思维导图的混合式实训教学研究[J].课程教育研究，2019（36）：45.

[10] 付凤菊.基于混合式教学模式的大学英语听说课分析[J].佳木斯职业学院学报，2019（9）：115+118.

[责任编辑：陈 明]