抗击疫情视角的工程图学课程线上教学解决方案*

◆李迎春 李华 程琛

0 引言

2020年初，一场突如其来的新冠肺炎疫情使全国高校开展了大规模的在线教学实践，广大高校教师坚守高校人才培养的初心，充分发挥“互联网+教育”优势，坚持“只改变教学方式，不改变教学目标”的原则，开展多种多样的教学改革实践[1-2]。工程图学课程作为工科尤其是机械类专业的一门必修专业技术基础课，重点培养学生空间想象能力、产品构思能力和实践动手能力。在举国抗击新冠肺炎疫情的形势下，如何实现线上和线下、理论和实践的有效衔接？如何充分调动学生居家学习的积极性和学习成效？如何加强学生思想状态的引导？这些都是在线教学时应着重考虑的问题。本文重点从以下几个方面重新进行教学设计，保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效。

1 搭建多元化的线上教学环境

河南科技大学工程图学（二）课程共对1 750名学生全部实施互联网教学。开学之初，教师遴选中国大学MOOC平台上的国家精品课程吉林大学的“工程图学（二）”作为辅助资源，供学生课外学习。选用钉钉开展直播教学，基于超星学习通搭建系统的在线学习平台（https://mooc1.chaoxing.com/course/206195668.html），给教师、学生提供教学内容PPT、教学视频、题库、作业库等丰富的教学资源。为保证学生学有目标，在课程章节中，每章新增学习目标及学习任务书，使学生充分了解本章的学习重点及任务，课堂内容全部围绕这样的学习目标来展开。任课教师建立各自教学班的QQ群/微信群作为日常答疑、学生讨论平台，并向学生提供在线教材和习题集，通过多种形式搭建好线上教学环境（图1）。

图1 线上教学环境

2 适当调整教学内容，强调教学内容的基础性、综合性

工程图学（二）计划40学时，其中尺规绘图占20学时，但鉴于当时的疫情状况，开展尺规绘图这一教学环节面临较大困难。为此，调整原有教学计划，在保证原有教学内容的基础上，适量减少尺规绘图数量，将尺规绘制零件图、装配图大作业改为基于项目学习的PBL作业，并增加八学时的讨论课时，保证教学内容不缩水。

3 丰富、细化教学设计，保证学生的学习成效

教学设计的核心目标是保证学生的学习成效，根据培养方案和课程要求，重点从以下几个方面进行一些改进和设计。

设计互联的教学过程 教师提前1～2天发布本周的学习预告，明确需完成的任务点，每个任务点都包括讲课PPT、教学视频、章节测验，并且根据上课时间规定三个时间节点：周三、周六前分别完成两次课任务点的学习，第三个时间节点为提交本周作业时间。在每个时间节点通过学习通平台查看学生的完成情况，在QQ群里对未完成学习任务的学生提醒督促。课上通过在线听课及课堂研讨学习相关内容，课后通过观看直播回放或学习通平台上的教学视频以及重点内容精练，巩固复习所学内容。教师可以通过课前、课上、课后这三个环节把教学内容串联起来，如图2所示。

图2 互联的教学过程

设置合理的课程检查点 线上教学由于无法直面学生，相比现场授课，设置课程检查点显得更为重要，可以让学生提升上课关注度。如直播中采用交互式提问，学生可通过屏幕留言或连麦回答问题；课间或下课让学生签到，督促检查学生的到课率；穿插一些随堂测试并计入学生的过程考核，如图3所示，通过这些手段来检查学生的学习成效。教师根据学生的学习状态，实时动态调整课堂内容。

课程检查点主要针对重要知识点、往年学生学习过程中遇到的难点、痛点来设置。如螺纹及螺纹紧固件连接，每年学生在学习这部分内容时都出现很多问题，表现在画图错误率高、粗细线不分、结构不对等，为此让学生自己总结整理画图中的常见错误，并设置40道题目，通过课上、课后练习，加强对这部分内容的理解，对错误率较高的题目详细进行解析，发给学生学习订正。

提升课堂的研讨深度 零件图、装配图的视图选择是本学期的重点内容，重点培养学生表达零部件的合理性、正确性。按照教学计划，这部分需要完成三张A3图。学生拿到零件轴测图，往往不知如何入手分析，通常教师要提前讲一下表达方案，结果经常是全班的表达方案都一样。这次改成以PBL项目形式完成，教师需提前一周发布任务及要求，学生5～6人一组，组内设组长主导项目实施，小组成员每人要承担一定的任务并在PPT中注明分工，培养团队合作。先以小组为单位进行讨论，并将讨论结果做成PPT汇报，表达方案可以手工草绘，支持CAD绘图、三维建模（加分项）；课堂上组织大家讨论分析各小组方案的优缺点，最终得到一最佳方案。本学期共开展四次这样的专题讨论，通过这样的专题研讨，提高学生的参与度，也提升课程内容深度。另外，利用学习通平台开展一些拓宽知识点的讨论，如“找一找生活、生产中的左旋螺纹”“多线螺纹的优点、用途”“半圆键的标记中为何标直径而不标半径”等，给积极参与讨论并回答正确的学生点赞加分并计入过程考核，以此调动学生的学习积极性。

设计更丰富的互动环节 采用多种直播或互动的教学工具，如钉钉、腾讯课堂、学习通、微信、QQ等，这些平台都提供了非常好的互动手段。在学习通上通过在线签到、选人提问、投票、随堂测试、发起课堂主题讨论、问卷等多种互动形式，营造更生动的在线课堂，利用学习通上反馈的数据了解学生的学习过程及学习效果。采用钉钉授课并通过留言、语音等进行课堂互动，利用QQ群或微信答疑、发布学习通知。针对大一学生缺乏工程背景知识的情况，在QQ学习群中适时推送一些视频资料（图4），增加学生对相关知识的学习与了解。

图4 在QQ群推送相关资料

调动学生的主动性 为进一步调动学生学习的主动性，举办三期工程图识图挑战赛，包括读零件图、读装配图、拆画零件图。在学院的大力支持下，给每位获奖选手奖励一个128 M的U盘。由于大一尚未讲授AutoCAD及Solid-Works三维建模，多数学生是通过公选课学习或自学的相关知识，这种挑战赛既激发了学生的主动性，又提高了课程挑战度，今后还将继续举办。

以往都是教师批改作业后发给学生，不少学生仅仅是看下分数，对作业中的错误并未深入探究。基于学习通平台，采取随机抽改、生生互评等方式检查学生完成作业情况（图5），要求学生每人批改几份作业，对照答案圈出或说明其中错误，将部分主动权移交给学生。利用学习通的“助教管理”功能，将一些工图成绩比较好且认真负责的学生加为助教，在期末复习时协助教师批改学生的模拟测试卷，学生感觉收获很大。

图5 生生互评

4 构建开放性、多元化课程考核模式

注重过程考核，从作业、章节测验、任务点完成情况、参与讨论、PBL项目、签到等方面综合评价学生的学习成效（各项权重设置见图6），将平时成绩由原来的20%提高至40%（其中线上成绩占30%，线下作业占10%）。评价内容更注重学生综合能力，重视过程评价。

图6 线上成绩各项权重

根据学校安排，结课考试也在线上进行，考试分客观选择题（22题，66分）和主观画图题（2题，34分）。相比以往线下考试，画图减少，考试难度略有降低，但广度和深度并未降低，考试涵盖了主要知识点。从考试结果来看，多数学生掌握了基本知识，达到了课程要求（图7），学生总体满意度达到95%。

图7 工程 试成绩分布

5 体会和展望

线上教学虽为应急之举，但在一学期的教学实践中得到很多理念、方法、工具等方面的突破。在线教学融合了多种学习方式、多种学习资源、多种技术手段，不仅仅是形式上的变化，更是教学环节的重新设计，也是各大高校现场课堂教学改进的方向。在教学实践中，综合应用多种工具，更新、调整教学内容和教学资料，采用丰富多样的互动形式提高学生的参与度及自主学习能力，利用评价的杠杆来管理“课前+课中+课后”学生参与过程和学习效果，实现真正意义上的混合式教学。在今后的教学设计中应坚持以学生学为主，融合更多方式、更多内容、更多手段。后疫情时代，在线授课会成为现场授课的重要补充，正如清华大学邱勇校长所说的那样：“有师生在，课堂就在。学生在哪里，课堂就延伸到哪里。”[2]