工程制图类课程线上线下混合式教学模式的研究与实践*

梁海龙 ，杨平平 ，于景华 ，张 忠

（山西工学院，山西 朔州 036000）

0 引言

高校工程制图类课程是一类研究阅读和绘制工程图样的理论性和实践性较强的专业基础课程。该课程要求学生具有一定空间想象和图形表达能力，并且能将所学投影理论应用于各类工程图样（零件图、装配图等）的阅读与绘制[1]。课程教学内容多、图形表达抽象，且需要学生边学边实践，如何调动学生的学习积极性和提高课程目标达成度是该类课程教学改革的难点。

随着通信网络技术的发展、移动智慧终端的普及和网络教学平台及内容的丰富，学生能够通过多种渠道获取知识，在满足学生个性化需求的同时，也对教师的教学内容、教学方式方法提出了多维度、深层次的要求[2]。为适应普通高校应用型人才培养模式，遵循“教师为主导，学生为主体”的教学原则，通过教学改革促进学习革命，重构以学生为主体的教学模式。课题组在传统教学方法的基础上，将课堂面授与线上教学模式结合，研究探索工程制图类课程线上线下混合式教学模式，最大限度地释放教与学的能量，促进课程的教学改革。

1 工程制图类课程教学现状

工程制图类课程包含严谨系统的画法几何理论，涵盖与工程实践紧密结合的工程图样有关技术要求，其对学生科学思维方法的塑造，工程和创新意识的培养具有重要作用[3]。提高学生创新意识，需要将成图技术贯穿到课程中，将创新设计的理念和方法渗透在每一个教学环节中，也需要继续在制图类课程的教学过程中进行探索和改进。

高校制图类课程教学前后经历了由传统板书教学到课堂多媒体课件教学，再到目前的微课、慕课等多种形式的教学。传统教学有言传身教和情感交流的优势，新型教学方式便利、高效和新颖。通过分析教学内容和教学过程，发现学生因空间想象和分析能力不足导致其对课堂讲授知识点理解不足[4]，学生画图及读图过程中遇到困难较多，学生作业完成质量较低，教师给定标准答案后学生对做错的习题理解程度不高，学生创新思维不足，实践能力锻炼不到位等，具体总结如下。

1）制图类课程既重理论又重实践，高校理论课程学时压缩，工科各专业对制图类课程学时要求不同，课程内容多学时少，对学生要求高，教师需要处理好系统清晰地讲解有关制图基础理论、提高学生阅读绘制工程图样实践能力和提高计算机绘图能力三者之间的关系。高校工程制图类课程教学过程一般采取“讲授+练习+实验”的方式进行，利用计算机多媒体讲授知识点，课堂分析讲授例题，课后布置习题，并绘制相应图纸，这种教学方式侧重制图知识的灌输，忽略生产实践等，难做到“因材施教”。

2）随着对分课堂、翻转课堂、混合式教学等在课程教学中的应用，越来越多的课程进行教学方式的改革。教师利用多媒体技术结合新型教学方式，将文本、图形、动画、视频和音频等多种材料融合，提高课程达成度。有些高校在制图课程中引入AR技术，增强学生学习体验，提高学生处理复杂图形的能力。但目前高校中从事制图教学的年轻教师较少，年纪大的教师对多媒体技术使用较少。各高校一般都有制图模型室，但模型与实际产品脱节，课程教授内容与生产实践脱节。2020年春季，受到新冠疫情影响，高校纷纷开展线上教学，但因为制图课程线上资源不够充实、学生自制力差、主观学习性差以及网络教学对学生实践性锻炼较少等原因，导致制图课程线上教学实际效果并不理想[5]。

3）课程思政是一件大事，所有课程都应担负起育人责任。课程思政建设开展后，各个高校都进行了许多有意义的探索，但是仍旧存在不少的问题。工程制图类课程如何开展课程思政，如何构建课程思政资源，并将其有机融入课程教学，是需要解决的问题。工程制图课程教学中对蕴含的思政元素提炼不够充分，思政元素的植入生硬，造成学生难以接受，且课程思政的建设常针对一些知识点进行引入，没有全方位地体现课程思政的内涵。

2 新型教学方法的探索

新型教学模式如大规模在线开放课程（MOOC）、小规模限制性在线课程（SPOC）、翻转课堂等在实际教学中的应用，对教学理念、教学思维等产生影响，也对传统课程建设产生启示。为提高学生学习效果，积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式[6]。传统课程结合互联网教学有如下优势：

1）传统教学结合互联网，将课堂翻转，教师从主导学习转变为指导学习，学生从被动学习转变为主动学习，教师引导学生自主学习、同学间协作学习、学生自主探索学习。课堂转变为提问、讨论、解决重难点的场所。线上为学生提供个性化知识点的解答、问题的探索，学生根据自身需求主动去整合知识，注重对学生思维的塑造。

2）在线资源的使用，使得教师从重复工作（考核、分数统计、讲授重复性知识点等）中解放出来，可以有时间去研究新的教学方法，提炼整合精品教学资源，增加师生互动、解答学生疑难等。

3）在线学习视频短小精辟，满足个性化学习需求，主题单一，能使学生有效集中注意力。学生可随时随地回放难点和重点，不限地域、不限时空，学生学习兴趣更高。

传统教学形式以课堂理论讲授为主，手动例题绘图为辅，考虑不同学生的学习能力，讲授课堂进度慢，而课时有限，难以有效完成课程达成度。线上课程的引入，使理论讲授部分在空间和时间上可灵活调节，学生可依据自身的学习能力来安排学习时间和学习频次，有效提高学生学习的主动性，同时，课堂时间可以被节省用来师生互动、生生互动。

工程制图类课程知识点有时抽象难懂，学生需要通过知识点的深入理解以及大量绘图来锻炼自己的空间想象能力和抽象思维能力。在有限的课时内合理设计理论教学与实践教学的内容和比例是教师需要处理的关键问题，如果能结合在线教学，可很好地解决该问题。工程制图类课程知识点有时需要学生记住制图基本规定，这些知识点非常适合学生自学，学生可借助网络资源在教师的指引和规划下采用在线学习的方式完成理论知识的学习，大量的手动绘图和AutoCAD上机实操利用课堂教学更有效地在教师指导或学生团队合作下完成。

随着信息技术的发展和互联网的大众化，以及当今大学生对学习和课程预期的个性化需求，探索线上线下混合式教学模式，充分发挥传统课堂的优势，也发挥线上教学的资源优势以及跨时空、微型化的特点，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又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。通过线上线下的混合教学形式，实现对学生的价值引领、知识传授和能力培养并行。并拓展教师知识空间，更新观念，提高教师使用信息技术的能力，不断提高教师教学水平[7-10]。

3 混合式教学模式的教学设计与实践

以学生学习效果为中心，成果导向，重构知识点，形成课下学习资源和在线学习资源，以达到培养学生主动地、自愿地学习工程制图类课程，提高培养教育质量。构建多维学生学习效果评价体系，并建立思政元素库。

3.1 线上线下知识点重构

工程制图类课程以投影理论和三维造型技术为基础、以图学领域解决工程问题为目标，由制图基本知识+二维投影理论+二维表达方法+三维构型分析+二维转三维方法组成。在进行混合式教学模式设计时，首先根据课程内容的特点将教学内容划分为适合线上教学的内容、适合线下教学的内容以及适合线上和线下融合的教学内容。

将原有课本知识点有机拆分，模块化知识点重构，将知识点分为具有深度的线下知识点和具有广度的线上知识点，线下知识点设计时考虑所采取的教学手段及教学评价措施而构建。学生能自学的知识点以学生自学为主，课堂讲授重点及难点，作业布置具有挑战性，体现高阶性、创新性及挑战度。例如，直线的投影知识点重构教学内容设计如表1所示。

表1 直线的投影知识点重构教学内容设计

教师与学生之间的多层次交流，学生在学习过程中自主地选择需要一种基于信息技术环境的教学与传统课程教学整合对接的教学，从而充分发挥主观能动性，提高自学能力和创新能力。

3.2 资源库构建

工程制图类课程对学生能力的培养分知识、能力和情感三个层次。知识层面使学生能准确实现实物-图形-实物的灵活转换，能识读中等复杂程度的工程图样、准确规范地绘制图纸等技术文件。能力层面要使学生具有解决较为复杂工程问题的能力、具备图形表达能力和逻辑思维能力。情感层面要塑造学生严谨的工作作风、责任感、团队合作精神和自主学习意识等。

按照培养方案学时精简的要求，整合加工重构工程制图类课程教学内容，修订教学大纲，重构课程指标点。区分重难点及关键点，碎片化知识点，统筹兼顾线上线下教学要求，为了让学生课前忙起来（预习）、课中讲学练交融、课后全时空复习需求，对应课程指标点重新分类知识点，构建课程内容知识点库。

线下资源库包括：线下知识点库、讨论主题库、习题库、图纸图形库。线上资源库包括：线上知识点库、线上习题库、三维立体模型库、习题答案库、拓展资源库、微视频库（包括错题讲解视频）、线上活动库、计算机制图活动库。

3.3 教学模式构建

线下课程以解决教学重点、难点以及重点习题、学生易错题为主。由教师引导发起讨论，理论实践相结合，作业在老师指导下同伴互评。线上课程的建设平台以超星平台为主，采用EV录屏等方式制作，结合钉钉会议及直播方式进行。针对课前预习、课堂教授、课后复习及习题等不同场合，灵活转换线上线下混合教学模式。

按照布置学习任务→学生线上自学自测→线下课上重点知识整合讲解→线上线下例题讲解→课后习题巩固→线上讨论、展示→线上互助总结等组织教学过程，不断优化线上线下知识分布内容比例，构建融合教学资源、教学方法、教学环境与教学评价四个要素的混合式教学课程模型。

建立包括教学评价，过程管理与效果评价，教学设计的反馈和完善，考核评价体系等能充分体现学生学习效果的多元化过程性评价体系。通过对考核方式的完善，对学生进行综合性的充分评价，形成整个教学过程的闭环。课程考核内容包括：考查基本知识点的客观题（线上），线下主观题作业，基本知识点深化，项目式绘图技能提高。

3.4 课程思政

制图课程教学中，融入思政元素，以润物细无声为主旨，潜移默化地做到制图课价值引领。制图教学全过程育人，以培养具有科学与创新精神的工程师为目标。为避免思政元素生硬融入制图课教学，以学生关注的现实问题以及制图课程与思政元素之间的契合点为切入点，以工匠精神为主线，教学设计融入“四个自信”，加强社会主义核心价值观引导，增强职业荣誉感，注重学生科学思维、严谨求实精神的培育。

深入挖掘制图教学与课程思政的结合点，如：将制图国标基本规定与遵纪守法融合；将重影点及点的两面投影可唯一确定点的空间位置与马克思基本原理辩证法相结合；将截交线的画法与集体主义结合；将文化修养、理想信念与组合体画法相结合；将矛盾统一思想融入读组合体视图；将工匠精神融入标准件制图等等，机械制图课程融入思政元素架构如图1所示。

图1 制图课程融入思政元素架构

4 结语

适应普通地方高校应用型人才培养目标，体现认知规律，帮助学生构建工程制图类课程知识结构。组建适合线上线下混合式教学的工程制图类课程教学模式，在教学实践中不断地应用和探索，完善教学模式、深化课程网络资源，使混合式教学模式在实践中不断地完善和提升。思政教育元素与工程制图类课程知识的无缝衔接，使课程思政教育达到润物细无声的效果。