[出处] 教育教学论坛_2022年第7期

于勇，陈甜甜，刘静华，赵罡

[关键词] 工程图学;混合式教学;翻转课堂;图学教育;云班课

[基金项目] 2019年度北京航空航天大学校级重点教改项目“基于云班课平台的工程图学混合式教学模式探索”

[作者简介] 于 勇（1977—），女，黑龙江大庆人，工学博士，北京航空航天大学机械工程及自动化学院副教授，主要从事MBD数字化设计制造、数字孪生建模技术研究;陈甜甜（1982—），女，上海人，工学博士，北京航空航天大学机械工程及自动化学院实验师，主要从事几何造型、CAD/CAM技术研究;刘静华（1953—），女，辽宁新民人，工学硕士，北京航空航天大学机械工程及自动化学院教授，主要从事工程图学、计算机图形学及科学计算可视化技术研究。

[中图分类号] G642;TB23 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）07-0117-04 [收稿日期] 2021-09-09

现代信息技术和网络技术的发展，改变了人类的生活方式，也推动了教育思维、教学模式、教学方法、教学工具和教学评估的变革和创新。知识的传播路径由单一转向多元，在线网络教学跨越时空限制扩展了教学时间和空间，但由于时空隔离、教学过程缺乏互动和反馈、教学质量难以掌控等问题，导致目前还无法动摇传统教学的稳固地位。而混合式教学强调把传统教学和在线教学的优势有机地融合起来，使二者优势互补，以学生为中心，以教师为主导，从而获得最佳的学习效果。美国在1996—2008年，开展了关于现场教学、在线教学和混合式教学方面的实证研究，结果表明：混合学习是最有效的学习方式，混合式教学将成为未来教育的常态[1-3]。新冠肺炎疫情暴发以后，为了疫情防控，“工程图学”课程的学习采用在线学习的模式，通过一整学期在线教学的实践和传统课堂教学实践的对比发现，网络在线教学有其固有的优势，但传统的课堂教学是不可替代的。因此，针对“工程图学”课程教学，充分融合传统教学和在线教学的优势，采用混合式教学模式进行教学探索和实践，推进新工科背景下“工程图学”教学的改革与创新。

一、混合式教学模式设计

传统的“工程图学”课堂教学中，课堂的组织模式以教师为主导，这种授课模式以“教”为主，学生处于“被动”地位，是一种单向的、间断的课堂教学活动。由于课堂时间有限，学生的基础也不同，教师的讲授要面向全体学生，从而无法满足学生的个性化需求。

疫情期间“工程图学”在线教学过程中，教师采用“SPOC+MOOC+直播答疑”三管齐下的授课形式进行，课件内容提前录播发给学生，MOOC课程资源作为课程内容的有利辅助，上课时段采用直播方式与学生在线进行实时讨论。但囿于时空限制和网络条件限制，教师往往无法像现场教学一样面对面地交流，因此，在课堂中加入了很多在线交流互动活动，例如在线答疑、随堂测试等，从而也取得了良好的教学效果，也为后续的混合式课堂教学改革提供了良好素材。

混合式教学并非是传统课堂教学和网络在线教学的简单叠加，从教学的物理特性来讲，混合式教学模式可以分为三类：线下主导型;线上主导型;完全融合型。根据所采用的教学方法，混合式教学模式可以分为三类：以教师为主的讲授式混合教学法;学生自主学习为主的自主式混合教学法;教师主导的交互协作式混合教学法[4]。进行混合教学设计时，需要针对不同的教学内容调整不同的授课方法，合理组织教学活动，使得知识能够有效传递，而学生能够进行定制化学习进行知識自我重构，从而达到最佳的教学效果。

在“工程图学”课程混合式教学探索和实践过程中，结合学生意愿和传统“工程图学”课堂教学与在线课堂教学经验，依托蓝墨云班课平台进行了线下教师主导型的混合式教学模式的探索，设计了“工程图学”混合式教学活动流程，如图1所示。在进行“工程图学”混合式教学过程中，重点从以下三个方面入手进行探索和实践。

（一）教学活动组织

混合式教学活动的组织充分结合传统课堂教学和线上教学的优势，由教师主导教学活动的实施：（1）利用云班课平台将下节课的知识点课程资源进行发布，让学生进行知识点预习，学生可以在讨论区将预习中碰到的问题进行讨论，让学生带着问题上课，或针对预习情况进行在线测试。（2）根据讨论和测试结果及时调整现场上课节奏，将授课内容聚焦于重点、难点和有疑问的内容上。此外，针对授课内容的不同，请学生走上讲台进行讲解，教师引导学生提问，往往更能够带动课堂气氛，吸引学生兴趣，取得良好的学习效果。（3）利用在平台已经建立的测试题库，通过在线测试功能组织本次课程的自测，该环节可以在课堂上实施，也可以课后实施，以检验本次课程成效。（4）课后进行上课课件发布和布置作业活动，所有作业提交后，再通过平台发布“形图兼备”的习题解答，使学生加深对题目的理解，巩固课程知识。（5）进行本次课程内容相关拓展内容的发布，可以包括提前录制好的相关课程、相关研究进展和工程应用等资源进行本次课程知识的拓展，学生根据兴趣和精力进行自主学习，自我进行知识重构与思考。（6）创建课后答疑活动，不定期进行课程的调查问卷，收集学生问题、意见和建议，结合平台数据的汇总和分析功能，重构和调整课程资源和教学活动，反复迭代，从而达到良好的学习效果。

（二）教学内容重组

针对“工程图学”所讲授内容而言，目前章节组织已经非常成熟，但仅把课件讲义进行在线发布从实践效果来看有两个问题：一是课件讲义一般是按90分钟时间准备的，学生需要利用整块的时间或花费较长时间进行预习，最终可能会导致学生没有耐心完成整个预习环节。二是课件讲义提前发放后，在现场授课环节，对某些学生来说，可能会没有那种新奇感，导致上课走神。因此在进行课程设计过程中，将如何提高学生的预习效率作为焦点。在“工程图学”混合式教学设计环节，对教学内容进行了知识点的梳理，构建了扁平化的知识点组织结构，该组织结构建立了17个二级知识点及110个细节知识点，包括图学发展史、投影法、点的投影、直线投影、平面投影、点线面相对位置、投影变换、立体投影、直线与立体相交、平面与立体相交、立体与立体相交、复杂组合体构形、轴测投影、机械制图国标、图样画法、机械零件构形与表达、装配体构形与表达等。

将课程内容按照知识点进行碎片化处理，即按照课程的重点和难点进行课程内容的再组织。通过预发布引导学生预习知识点内容，一方面使得学生在预习环节意犹未尽，带着进一步“求知”的态度进行课堂学习;另一方面学生可以利用“碎片化”时间，而非整块的时间来预习和巩固知识点，从而提升学生预习环节的参与率，扩展了教学时间和空间。课堂上教师加以引导和重点讲解，把知识“点”穿成“线”，进一步加深和巩固课程内容知识，提高学习质量。

（三）课程资源呈现

“工程图学”的目标是帮助学生建立起二维的“图”与三维的“形”之间的关联。然而针对复杂题目，即使给出答案，对于空间思维较弱的学生若没有具体的情境支持，往往只凭空想象，很难建立起“形”与“图”之间的关系，所以不能很好地完成绘图和读图任务。因此，在线发布的课程资源除了包含静态的文本资源（如Word、PDF、PPT、模型文件等）、视频、音频和链接等。在混合式教学模式探索中，充分利用现代信息化手段开发“图形兼备”的电子课件，帮助学生建立起“形”与“图”之间的关联，一方面可以提升学生的教学体验，激发学生学习兴趣，另一方面学生在使用的同时，也会思考是如何实现的，学生会在课后查找相关资料，从而扩展课程知识。在“工程图学”混合式教学实践过程中，利用云班课平台以链接或者图片形式进行答案发布，如图2所示通过二维码建立起二维图与形之间的关联。学生通过手机扫描二维码，无需安装CAD软件就可以用手机直接查看该零件的三维模型并可以进行旋转、平移、缩放和剖切等操作。

二、混合式教学模式实践

在实践过程中，使用蓝墨云班课在线教学平台按照教学设计步骤进行“工程图学”混合式教学的实施。（1）利用平台的“签到”功能及课件资源的利用情况检查学生的参与度。（2）建立“轻直播”和“答疑”活动，进行实时在线和离线答疑并能按主题记录下来。（3）基于所构建的测试题库，针对每节课内容进行自测，以检验学生掌握情况。（4）課程资源和课外扩展资源的多种展现形式，学生成果的展示和分享，使学生可以利用“碎片化”的时间来学习和巩固知识点，补充书面教材知识的不足，扩展学生获取知识的深度和广度，扩展学生的工程视野，给学生更多的思考空间，为学生的主动学习、研究学习和创新提供重要的资源保证。（5）翻转课堂，让学生走上讲台，教师引导教学实施，一方面考查学生掌握知识的程度，锻炼学生的表达能力，成为其他学生的榜样和示范，增强全体学生的注意力;另一方面也可以从学生视角来观察课程内容的表达和学生的反应，促进后续教学的改进。（6）数据统计分析，如作业参与、课堂答疑、课堂测试、资源查看、出勤情况和调查问卷等，从而可以形成全员的调查反馈，及时发现教学中出现的问题，从而可以快速响应和及时调整。在经历了一学期完整的传统课堂教学和一学期网络在线学习之后，在学生中进行一次调查问卷，某小班51人参与调查问卷，33%的学生期望采用传统的课堂教学，12%的学生期望线上教学，55%的学生期望混合式教学。由此可见，混合式教学模式满足大多数学生的意愿。在课程实践过程中，也调查了学生走上讲台的看法和意愿，大多数学生认为翻转课堂增加了学生的听课兴趣、锻炼了表达能力和知识点的深入掌握，同时也激发了自己的学习动力;10%的学生认为不好，原因是个别学生在讲台上知识点表达不清楚;69%的学生愿意走上讲台锻炼自己的能力。

结语

通过“工程图学”混合式教学的探索和实践，可以看到传统的课堂教学是不可或缺的，但其辅以适当的在线教学进行混合式的教学模式可以进一步扩展教学时间和空间，有助于促进自主式学习、启发式教学的实施，有助于提高“工程图学”学习效率和效果，提升教学质量。经过实践发现，课程内容的不同，学生反馈的不同，采用的教学方式和方法也不同，不能一概而论。但无论是传统课堂教学模式、混合式教学模式，还是在线教学模式，教师良好的课堂组织，开发丰富的课件内容以及课后及时的反馈和响应都是上好一门课、进行深度学习、提高实际教学效果[3，5]的必备基础，创新的教学方法融合现代信息技术是现代教学的发展趋势。