基于混合式教学和对分课堂的“工程制图”教学研究＊

庹军波，梁 强

（重庆工商大学机械工程学院，重庆400067）

工程教育专业认证已掀起中国高校教学改革新浪潮[1]，也已成为中国高校新的教改风向标。同时，中国教育部为培养具有创新思维、操作能力和国际化眼光等高素质综合性复合型新兴工科专业人才，推出了“新工科”计划。中国高校课程教育改革势在必行。“工程制图”作为电科、电气、微电子、化工等非机类专业的一门必修的技术基础课程，在高等工科院校中具有举足轻重的地位且历史悠久[2]。因此，如何提高“工程制图”的教学效果，探索“工程制图”的教学模式已成为当前教学改革研究热点之一。

1 教学现状

1.1 教学课时不足

伴着新工科和专业认证要求、高校培养计划调整、课程改革兴起，非机类“工程制图”课程课时一减再减[3]。以笔者所在学校为例，非机类“工程制图”课时只有48学时，相比于“机械专业制图”课程的96学时，是远远不够的。

“工程制图”具有涉及面广、知识点众多等特点。非机类“工程制图”教学要求虽比机械类专业低，但教学内容却并未减少多少，依然包括制图规范、点线面投影、表面交线等7个章节。相比机械专业，仅缺少装配图和AutoCAD绘图基础两个章节，但却少近一半课时。此外，非机械专业的“工程制图”通常安排在大学第一学期，无机械精度、互换性等其他课程基础；为此，非机类“工程制图”教师还得补充不少其他课程知识，更是加重了“工程制图”的教学难度。

综上可见，非机类“工程制图”教学课时十分不足。

1.2 教学内容缺乏专业特色

非机类“工程制图”课程涉及电子信息与工程、通信工程、自动化、测控、环境工程等工科专业等各个工科专业，不同专业具有不同的专业特色。但目前，非机类“工程制图”的教材内容主要依托“机械制图”，教学示例也未脱离齿轮油泵、阀杆、液压泵等机械类零件。故而教学内容上面很难体现各专业的特色。

1.3 教学模式单一易疲倦

非机类“工程制图”课程目前为多媒体开展线下教学，具有如下特点：①知识传递量大。相比于传统的教学模型，开展多媒体教学时，一个点、一根线或一个三维物体的展示和绘画都很快；相同时间内，传递的知识量十分庞大，使得学生一时难以接收。②对学生集中注意力要求高。采用PPT教学时，通常每个知识点停留的时间都比较短。而大部分非机类的课程都安排在大一，对“工程制图”较陌生，停留时间的短暂极大地提高了对学生注意力的要求。两节课连上的时候，学生在第二节的注意力明显会降低，就会降低学习效率。综上可知，单一多媒体线下教学模式无论从知识传递量，还是学生集中注意力要求方面，都很容易让学生产生疲倦，进而降低学习效果。

2 对分课堂与混合式教学

2.1 对分课堂

对分课堂是复旦大学心理学教授张学新提出的课堂时间一半用于讲授教学、一半用于学生讨论的课堂模式[4]，包括五个关键环节“讲授、独立学习、独立做作业、小组讨论、全班讨论”，其中，“独立学习、独立做作业”环节置于课堂的为当堂对分课堂，“独立学习、独立做作业”环节置于课后的为隔堂对分课堂。

对教师而言，对分课堂缩减一半讲授时间，仅讲授主干内容，降低了对学生长时间集中注意力的要求，同时，隔堂对课堂，将独立学习和独立做作业置于课后，可避免因“教学课时不足”带来一系列问题。但目前对分课堂存在一个难题，就是在缺乏对分教材情况下，如何更高效完成隔堂对分“独立学习和独立做作业”。

2.2 混合式教学

混合式教学模式是指基于移动通信设备和网络数字化学习环境与线下面授课堂讨论相结合的教学情境[5]。通过线上及线下的方式实现了教学效能的最大化，提高了学生的自主学习能力，也突破了时间和空间的限制。

对于“工程制图”课程而言，仅采用混合式教学模式，还存在如下缺陷：①过于强调利用现代科技手段授课，弱化了教师的指导性，导致学生和教师之间产生距离感，学生学习散漫[6]；②非机类“工程制图”面向的学生通常为大一新生，学生习惯了传统的教学模式，还难以接受新的教学方式。由上可知，对分课堂和混合式教学各有利弊，如果能将对分课堂和混合式教学结合起来应用“工程制图”，显然能更好地提高“工程制图”的教学成果。

3 基于混合式教学和对分课堂的教学设计

本文提出的基于混合式教学和对分课堂的非机类“工程制图”教学为混合式教学与隔堂对分课堂的教学，具体为将隔堂对分课堂中“独立学习、独立做作业”置于混合式教学的线上教学，将隔堂对分课堂中“讲授、小组讨论、全班讨论”置于混合式教学的线下教学，如图1所示。

图1 混合式教学下隔堂对分课堂教学模式

3.1 线下教学

线下教学包括讲授、小组讨论和全班讨论三部分，小组讨论和全班交流占课堂一半时间，内容为上次课布置的题目和课后独立学习的内容。讲授占课堂另一半时间，用于讲授新课重难点，同时布置课后任务和下次课讨论题目。

以上次课平面立体，本次课回转体，下次课平面立体截交线为例，教学环节如下。

小组讨论：以3～4人为小组结合案例讨论棱柱三视图绘制方法和表面取点时的三视图，讨论时间占课堂时间的1/4。拟达教学目标为，首先学生能够通过棱柱三视图掌握平面立体三视图绘制方法；其次学生通过回顾平面表面取点的方法，进一步掌握点是否在直线或平面内的判断方法。

全班交流：随机抽取1～2个学习小组，开展关于平面立体三视图读取和绘制、平面立体表面取点的全班讨论，包括学生自主交流和师生互动交流，学生自主交流为小组成员以习题讲解方式向全班介绍一些常见平面立体的三视图和表面取点方法，如给出平面立体的主视图和左视图，选择正确的俯视图，或者补全平面立体的绘制。习题讲解方式、要求问题难度相对简单且耗时短，以选择题、填空题和判断题为佳。师生互动交流为教师总结，总结平面立体应该掌握的要点和常见的考题类型。全班交流时间宜占课堂时间的1/4～1/3。

讲授：教师以抛砖引玉方式介绍回转体三视图绘制和表面取点方法，并布置课下任务和下次课讨论的问题。如以案例模式介绍圆锥三视图绘制、三种圆锥面取点的方法，引导学生思考圆柱和球三视图绘制和表面取点方法；并布置独立学习内容，包括小组成员通过中国慕课看圆柱和球三视图绘制以及表面找点视频；小组成员通过互联网搜集回转体的相关考题，并择优构成小组题库；小组成员依托重庆工商大学网络在线教育平台，完成回转体习题作业。

从上述教学环节来看，对分式线下教学具有如下优势：①提高了学生表达能力，小组成员讨论和全班交流均为学生提供了自我表达机会；②解决了注意力持续集中时间要求长的问题，除了讲授环节要求学生注意力十分集中，其余阶段并没有要求学生注意力持续集中；③解决了教学模式单一易疲倦，整个教学环节众多的问题，模式多样，避免了学生的疲倦感，保障了学生的学习效果。

3.2 线上自学

线上教学包括独立学习和独立做作业，依托中国慕课、重庆工商大学网络在线教育平台等平台完成独立学习及学习效果检测、个人及小组题库构建、习题集作业等内容。以上次课平面立体，本次课回转体，下次课平面立体截交线为例，教学环节如下。

独立自学并检测学习效果：登录中国慕课观看“工程制图”中关于立体表面取点和线的视频；观看后，登录重庆工商大大学网络在线教育平台完成相应自学效果检测。学习视频宜由老师指定，且视频时间不宜过长；学习效果检测试题由老师出，题目难度偏向简单。

构建个人及小组题库：小组成员通过百度文库、豆丁网等网站独立搜集回转体相关试题，其中，试题依托模型尽量结合自己专业特色。例如，电子类专业可搜集电子元器件外形结构图、电子产品零件图、电器图等里面关于回转体部分的模型或试题；化工专业可搜集化工设备装配图、化工常用设备零件图等中关于回转体部分的模型或试题。然后，小组成员分享搜集的题型，并自行讨论，择优建立小组题库；最后，将部分题修改，改成适用于全班交流的判断题、填空题、选择题等题型。

独立完成习题集作业：借助工程制图教材均配备的习题册，完成回转体的习题2～3题。题目由教师指定。

从上述教学环节来看，多平台多模式线上自学具有如下优势：①自由度大，不受时间和空间限制，有互联网地方均能开展学习，同时，学生还可利用零碎时间完成该任务；②专业结合度高，学生可充分结合自己的专业特点搜集试题，故而能很好地解决现有教学缺乏专业特色的困境；③独立思考时间多，线上自学节奏由学生自己定，对于三维空间思维能力慢的学生，将有更多的思考时间，进而能更有效地提高学生三维空间思维能力；④解决教师课时不足问题，线上自学实际包含了较多传统教学中用于课堂讲授的知识，对教师而言，可有效地解决教学课时不足的问题。

4 结语

通过结合混合式教学优势、隔堂对分课堂优势、“工程制图”教学特点，提出了基于混合式教学和对分课堂的非机类“工程制图”教学方法。其包括小组讨论、全班交流和讲授等构成的课堂对分式线下教学模式，以及独立自学并检测学习效果、构建个人及小组题库、独立完成习题集作业等构成的线上自学模式。该方法通过结合混合式教学和对分课堂各自优势，可有效解决现有教学现状中存在的不足，从而为未来“工程制图”教学改革提供了宝贵经验。