高校工程制圖課程混合式教學模式探索與實踐

史俊偉，董 羽，陳章良

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高校工程制圖課程混合式教學模式探索與實踐

史俊偉，董 羽，陳章良

(山東工商學院管理科學與工程學院，山東 煙臺 264005)

以信息技術(shù)與教育相融合所構(gòu)建的信息智能文明為標志的教育4.0時代已經(jīng)到來，混合式教學作為一種新的教學模式，是當今教育信息化研究的熱點。針對傳統(tǒng)工程制圖課程教學中存在的問題，結(jié)合當前混合式教學國內(nèi)外學者相關(guān)研究，以清華教育在線研制的優(yōu)慕課“在線教育綜合平臺”為依托，基于布魯姆教學目標分類理論，將教學內(nèi)容以知識點類型重新梳理和歸類，根據(jù)各知識點的類型和認知維度，從教學目標設(shè)計、信息化教學環(huán)境創(chuàng)建、教學內(nèi)容設(shè)計、教學活動設(shè)計、考評方式設(shè)計5個方面進行了探索，形成了適合課程特點和學生發(fā)展的混合式教學模式。實踐證明，該混合式教學模式在工程制圖課程教學中取得了較好的效果，為類似課程開展混合式教學提供借鑒和參考。

信息化；教育4.0；混合式教學；布魯姆教學目標分類；工程制圖

當前人類社會進入了信息化時代，典型的標志是以信息物理融合系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以高度的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為標志的智能化生產(chǎn)，隨之而來的是信息教育相融合所構(gòu)建的信息智能文明為標志的教育信息化，即通過信息化技術(shù)驅(qū)動教育回歸教育的本質(zhì)——以人為本，適應個性化學習，重建教師、學生與環(huán)境、自然及社會的融合關(guān)系，重構(gòu)教育新生態(tài)。

MOOCs作為信息化背景下一種重要的教學模式，是2013年以來教育界最熱門的話題之一[1]。目前除了許多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開發(fā)的各類在線網(wǎng)絡(luò)課程MOOC平臺，如美國的“可汗學院(Khan Academy)”、愛課程網(wǎng)的“中國大學MOOC”(大連理工大學，王丹虹教授，現(xiàn)代工程制圖)、果殼網(wǎng)的“MOOC學院”及“超星MOOC”等外，部分高校也開發(fā)了自己的網(wǎng)絡(luò)開放課程，如清華大學的“學堂在線”(最大的中文慕課平臺，清華大學田凌教授，工程制圖課程)、北京大學與阿里巴巴集團聯(lián)合打造的“華文慕課”、上海交大的“好大學在線”(中國高水平大學慕課聯(lián)盟)等[2]。而MOOCs也存在其局限性，如教學模式相對單一，不能適應學生個性化學習的需求[3]，難以適應高等教育學生分布式認知和高階思維能力培養(yǎng)。因此，在新形勢下應該辯證認識和發(fā)展MOOCs，如何將信息技術(shù)與課程教學深度融合，構(gòu)建能夠適應學生個性化學習需求的混合式教學模式，今后需要進一步探索和研究[4]。

1 混合式教學的內(nèi)涵與現(xiàn)狀

國外混合式教學研究源于20 世紀初的混合式學習(blended learning)。2000 年的“美國教育技術(shù)白皮書”首次提出混合式學習，文獻[5]認為其應該是教學技術(shù)和個性化學習在恰當時候的結(jié)合。近幾年研究關(guān)注的焦點為混合式學習的設(shè)計[6]、混合式學習的機制[7]及混合式學習環(huán)境構(gòu)建[8]。

目前，基于網(wǎng)絡(luò)的在線教學模式已成為我國大學教學改革的趨勢，包括國家教育部“十二五規(guī)劃”的重點建設(shè)項目精品資源共享課和視頻公開課，以及從國外引入的微課、SPOC(small private online course)、MOOC(massive open online course)等多種方式。何克抗[9-10]首先在2002年引入“混合式教學”理念。近幾年，國內(nèi)學者的研究主要集中混合式教學對提高學生學習效果的有效性研究上，即應用模式研究和混合式教學設(shè)計的研究。陳希亮等[11]以“大學計算機基礎(chǔ)”課程為例從教學資源建設(shè)、教學內(nèi)容改革、評價體系建設(shè)等方面進行了探索。馮石崗和王柔健[12]以懷特海過程哲學為理論基礎(chǔ)，探索建設(shè)性后現(xiàn)代主義視角下混合式教學的模式。

2 傳統(tǒng)工程制圖課程教學存在問題

2.1 課時縮減，考核方式單一

學分制改革的新形勢下，所有課程的理論課學時都面臨著減少的趨勢，而《工程制圖》涉及知識面廣，知識點相對較多，且知識點與知識點之間有較強的聯(lián)系，必須循序漸進地進行教學[13]。要求教師采用有效的教學手段和教學模式，充分利用有限的課時，將各知識點之間進行很好的銜接和過渡，把握好重點和難點，進行分類、分層次教學。傳統(tǒng)的制圖課往往僅采用期末卷面考試的形式，考核方式過于單一，而制圖課程是一門實踐能力要求很強的課程，需建立一套全程跟蹤考核與卷面考核相結(jié)合的多元化考核機制。

2.2 學生基礎(chǔ)相對薄弱，自主學習能力差

《工程制圖》絕大多數(shù)學校將其放在大一第一學期學習，學生的專業(yè)基礎(chǔ)相對比較薄弱，并且學生的空間想象能力各異，這就需要根據(jù)學生個體化的差異，通過采取“線上+線下”和“課前+課中+課后”相結(jié)合的混合式教學模式，來提高學生的自主學習能力。

3 工程制圖課程混合教學模式設(shè)計

3.1 教學目標設(shè)計

根據(jù)布魯姆教學理論，將工程制圖課程分解為56個相對獨立的知識點，徹底突破章節(jié)的限制，其中部分知識點可由學生自主學習。

布魯姆教學目標分類理論，可將教學目標分為認知過程維度和知識維度[14]。認知過程的維度是指學習的6個階段：記憶、理解、運用、分析、評價和創(chuàng)造；知識維度包括事實性、概念性、程序性和元認知知識4類。按照布魯姆教學目標分類理論，將56個知識點逐個進行教學目標的重新設(shè)計(表1)。同時對每個知識點進行科學的教學活動的設(shè)計，并設(shè)計不同的、多元化的測評方式：如課堂提問、課堂觀察學生反映、在線測驗、課堂測驗、在線討論、課堂討論、問卷調(diào)查、在線作業(yè)、習題冊作業(yè)、手工圖紙繪制、實訓設(shè)計等。

表1 課程各知識點知識維度和認知過程維度設(shè)計表

例如對于知識點1：工程制圖國家標準的相關(guān)規(guī)定，屬于“A1事實/記憶”維度的知識點，其教學目標為學生能夠描述并記住圖幅、標題欄、比例、字體等國標相關(guān)規(guī)定，教學方法采用網(wǎng)絡(luò)自主學習，測評方式為課堂提問和在線測驗，同理對于B1、C1、D1都可采用該模式。

3.2 信息化教學環(huán)境創(chuàng)建

本課程信息化教學環(huán)境創(chuàng)建借助清華教育在線研制的優(yōu)慕課“在線教育綜合平臺”來進行構(gòu)建。在教學資源欄目上傳了豐富的網(wǎng)絡(luò)電子資源，包括按照知識點劃分的教學課件、課程導學、電子教案、實訓材料、技術(shù)標準、課外拓展等8個欄目。在教學活動欄目設(shè)計了：答疑討論、課程問卷、教學郵箱、教學筆記、研究型教學、課程作業(yè)、在線測驗、試題試卷庫、播課單元和隨堂建議等10個欄目，在課程建設(shè)欄目，為了加強與學生的線上交流構(gòu)建了【答疑討論模塊】與【作業(yè)欣賞模塊】；為了培養(yǎng)應用型人才，加強實踐教學，在實踐教學方面構(gòu)建了【實訓設(shè)計】和【競賽考試】模塊；為了了解學生的自主學習情況，收集學生對課程和教師的評價，幫助對課程教學的內(nèi)容和教學方法進行調(diào)整，構(gòu)建了【課程回音壁模塊】；為了監(jiān)測學生的整個自主學習狀況，定期公布相關(guān)【線上學習統(tǒng)計情況】和【測驗/作業(yè)成績】，激發(fā)學生學習的激情和動力。課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計如圖1所示。

圖1 課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計

3.3 教學內(nèi)容設(shè)計

在教學內(nèi)容設(shè)計上，將《工程制圖》教學內(nèi)容中重點和難點的知識點與CAD三維實體建模進行有機融合，既降低了授課的難度，又提高了學生學習的興趣，培養(yǎng)了學生的空間想象能力和創(chuàng)新構(gòu)思能力[15]。

構(gòu)建“崗、課、證、賽相融通”教學體系，注重學生應用能力的培養(yǎng)。目前，《工程制圖》課程授課學生專業(yè)多元化，學科方向跨度大，包括工業(yè)工程、工程管理、工程造價、安全工程等專業(yè)，各專業(yè)就業(yè)方向涉及面廣泛。根據(jù)學生未來從事行業(yè)與崗位的多樣性，在《工程制圖》課程中“工程圖樣”這一模塊教學內(nèi)容設(shè)計中，不僅包括“機械圖”還增加了“房屋建筑圖”和“礦山圖”等工程圖樣。并且“工程圖樣”模塊按照國家人力資源和社會保障部教育培訓中心與中國圖學學會舉辦的“全國CAD技能等級考試”崗位培訓要求進行教學設(shè)計[16]。課程結(jié)束后學生可直接參加該資格考試，考試合格同學，將獲得由國家人力資源和社會保障部教育培訓中心頒發(fā)的《崗位能力證書》、中國圖學學會和國際幾何與圖學學會頒發(fā)的《全國CAD技能等級考試證書》，并組織學生參加“高教杯”全國大學生先進制圖技術(shù)與技能大賽，做到以證促學、以賽促練，提高學生動手實踐和應用技能的提高[17]。

3.4 教學活動設(shè)計

混合式教學(圖2)強調(diào)以學生為中心，先課前預習(網(wǎng)絡(luò)教學資源的學習并完成課前測驗)，課中以小組討論的形式，進行問題探究和疑點、難點、知識點的輔導(通過課前預習學生反饋)，然后布置課后作業(yè)，學生在作業(yè)過程中，遇到疑點可及時回顧相關(guān)的教學視頻或其他電子資源，或通過信息化平臺與同學、老師進行交流，及時解決問題。最后采用多元化的評價方式進行考評(教師評價，學生互評，學生自評)?；旌鲜浇虒W模式相比傳統(tǒng)教學在教學目標、教學活動設(shè)計，教學方法、手段，教師和學生角色以及教學評價等方面均發(fā)生了變化。

(1) 教師：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學模塊→發(fā)布課前學習任務單→收集學生課前預習報告線上→線上答疑→課前回顧與測評→課中啟發(fā)、引導、任務發(fā)布、總結(jié)、點評→布置作業(yè)→課后收集學生學習總結(jié)報告→批閱線上與線下作業(yè)→線上與線下答疑解惑→跟蹤指導→構(gòu)建下一知識點網(wǎng)絡(luò)教學模塊；

(2) 學生：查看課前學習任務單→線上自主學習→疑點問題發(fā)布→討論交流→課前在線測驗→課中思考、討論、協(xié)作、完成任務、匯報、歸納→知識點總結(jié)報告→線上線下作業(yè)→查看問題反饋→等待下一知識點課前學習任務單。

圖2 課程教學活動設(shè)計

3.5 考評方式設(shè)計

《工程制圖》課程經(jīng)過兩輪混合式模式教學改革，探索采用“線上+線下”和“課前+課中+課后”的多元考核方式，有效監(jiān)控學生“線上+線下”和“課前+課中+課后”學習的全過程，提高學生學習的積極性和自主性。課程采用形成性考評方式，即課程的總成績由平時考核和期末考試兩部分形成。課程考評分為4個考評模塊，共15個考評指標，見表2。

表2 《工程制圖》課程考評方式設(shè)計

4 實施效果與總結(jié)

4.1 學生線上平臺學習情況統(tǒng)計

經(jīng)過兩輪的教學實踐，選課學生共計104人，課程訪問數(shù)11 922次，教學材料157件，課程討論區(qū)主題及發(fā)文1 123條，人均發(fā)帖數(shù)為5.6條，課程題庫試題211題，閱讀課程教學材料15 159次，提交課程作業(yè)1 109次，總在線時長217 079 min，學習播課6 066次，學習播課視頻時長44 368 min，提交在線測試648次。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，網(wǎng)絡(luò)教學平臺的使用率較高，學生的參與度高，能夠很好的完成自主學習。

4.2 學生學習成績統(tǒng)計

通過采用混合式教學模式，線上與線下相結(jié)合，充分利用學生碎片化的時間，自主學習的時間顯著提高，在學習過程中存在的難點疑點也能及時得到解決，對課程內(nèi)容的理解也更加深入，期末復習時也有豐富的網(wǎng)絡(luò)資源作為輔助，及時和清晰地梳理課程的知識點和內(nèi)容。未實施混合式教學班(對照班)與實施混合式教學班(實驗班)期末成績見表3。

4.3 學生滿意度問卷調(diào)查

通過對采用混合式教學方式的班級進行問卷調(diào)查，調(diào)查時間分別選取期初第5周和期末第16周，以便及時了解學生對本課程采用混合式教學模式的滿意度和認可度。調(diào)查問卷結(jié)果顯示，學生對本課程采用混合式教學評價結(jié)果為“非常滿意和滿意”的占比，期初(第5周)為74%，期末(第16周)為80.79%，“不滿意和非常不滿意”所占學生的比例，由6%降為1%。同時，90.91%的學生認為通過混合式教學自己的自主學習能力得到了提高(圖3~4)。

表3 對照班與實驗班期末成績分布

圖3 學生對混合式教學的認同度

圖4 學生對自主學習能力提升的認同度

此外，教學期間，還通過學生座談會、學校督導聽課、學生學習總結(jié)、微信公眾號和QQ群等交流平臺進行了及時的教學反饋，反饋結(jié)果顯示，混合式教學改革對本課程的教學取得了非常好的效果。

5 結(jié)束語

本課程混合式教學模式的設(shè)計基于布魯姆教學目標分類理論，將教學內(nèi)容重新梳理分類：教師講授為主的知識點和學生自主學習的知識點，根據(jù)各知識點的不同類型和不同的認知維度，研究設(shè)計不同的教學目標、測評方式及教學活動，使傳統(tǒng)課程教學與在線學習有機融合，形成適合課程特點和學生發(fā)展的混合式教學模式?；旌鲜浇虒W是一項長期的工程，還需要不斷的進行探索和改進。如何將信息技術(shù)與課程教學深度融合是今后混合式教學需要進一步探討的問題。

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Exploration and Practice of the Blended Teaching Model in the Course of Engineering Graphics at Colleges and Universities

SHI Junwei, DONG Yu, CHEN Zhangliang

(School of Management Science And Engineering, Shandong Technology and Business University, Yantai Shandong 264005, China)

The era of education 4.0 has come to us, marked by the information intelligence civilization constructed by the integration of information technology and education. The blended teaching, as a new teaching model, is the focus of education information research today. In response to the problems with traditional teaching mode of the course ofand on the basis of Bromm teaching classification theory, the present study re-tidied up and re-classified the teaching content according to the type of knowledge points, combining the relevant studies done by blended teaching scholars at home and abroad and relying on the High-quality MOOC Online Education Integrated Platform developed by Tsinghua Education On-line. According to the types and cognitive dimensions of each knowledge point, the teaching objectives are designed, the informational teaching environment is created, the teaching content is developed, the teaching activity and the evaluation method are designed. A blended teaching model has been brought about that suits the characteristics of the curriculum and student development. In practice, it is demonstrated that this blended teaching model has achieved good results in the teaching practice of the course of, thus serving as reference for similar courses to carry out such blended teaching.

information; education 4.0; blended teaching; Bloom teaching target classification; engineering drawing

G 434

10.11996/JG.j.2095-302X.2018040791

A

2095-302X(2018)04-0791-06

2017-07-31；

2017-09-13

山東工商學院混合式教學課程立項資助項目；山東工商學院高水平應用型專業(yè)教學改革專項(1168G201701)

史俊偉(1987-)，男，山西晉中人，講師，博士研究生。主要研究方向為事故預防與控制。E-mail：542670686@qq.com

董羽(1987-)，男，山東威海人，講師，博士。主要研究方向為礦山設(shè)計及評價。E-mail：360868595@qq.com