基于云班课和云教材的工程制图课程混合式教学研究与实践
孙轶红 丁乔
摘 要：将混合式教学模式应用于工程制图教学中，针对教学中存在的问题，根据学习金字塔模型和学生的特点进行详尽的课程设计。文章介绍了基于云班课和云教材构建的满足学生个性化学习需求的课程资源库、以学生为中心的丰富多彩的活动库和辅助自学、教学的多元化过程化评价体系建设情况。以具体教学实例展示了开展混合式教学实践活动的情况。实践证明，开展的基于云班课和云教材的混合式教学，得到学生的认可，取得了较好的教学效果。
关键词：混合式教学;工程制图;云班课;云教材;翻转课堂
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）18-0092-04
Abstract：
The blended teaching model is applied to the teaching of engineering drawing， which is aiming at the existing problems in teaching， and the detailed curriculum design is carried out according to the learning gold tower model and the characteristics of students. The paper introduces the construction of a course resource base to meet students" personalized learning needs， a rich and colorful activity base centered on students， and a diversified process-based evaluation system to assist self-study and teaching. The teaching practice is demonstrated with teaching examples. Practice has proved that the blended teaching based on cloud course and cloud textbooks has been recognized by students and achieved good teaching effect.
Keywords：
Blended Teaching; engineering drawing; cloud course; cloud textbook; flipped classroom
随着计算机的普及和互联网的大众化，以及当今大学生对学习和课程预期呈现出的多样化趋势[1]，基于云课堂的混合式教学模式应运而生。它充分发挥了课堂上面对面教学的优势，也发挥了网络化教学的资源优势以及跨时空、碎片化的特点，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现了学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性[2]。
工程制图作为一门重要的工科基础课，在工程技术人才培养体系中占有重要地位。但在教学中却发现学生在空间想象能力、创新能力以及学习的自主性方面都与期望有一定差距，分析其原因还是学生的主动学习和主动思考不够，学习的自我约束能力不足[3]。因此，结合工程制图课程的特点和我校普通应用型大学的学生特点，开展了基于蓝墨云班课和云教材的工程制图课程混合式教学模式改革和实践。
一、混合式教学模式的设计
基于专业的培养方案，通过工程制图课程在知识、能力和情感三个层次对学生进行培养，如图1所示。在知识层面要使学生实现物-图-物的正确转换;能识读中等复杂程度的机械工程图、准确规范地绘制图纸等技术文件。在能力层面要培养学生具有解决较为复杂工程问题的能力、具备表达能力和思维力。在情感层面要培养学生严谨的工作作风和责任感、团队合作精神和自主学习意识。
我校的工程制圖课程包括工程制图和AutoCAD两部分，内容涵盖了画法几何、国标要求、机械图样表达和AutoCAD软件应用学习。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[4]。再依据美国著名学习专家爱德加·戴尔的学习金字塔模型和当今大学生的学习习惯与心理特点，采用学生乐于参与并能够提高其学习效果的小组讨论、动手实践、互帮互学等主动学习形式，形成了本课程的线上线下相结合、课内课外相结合、分层次课程学习的混合式教学模式。
学生通过教师给出每次的课程学习要求，运用提供的云教材、慕课资源、课件等多种形式的线上视听资源在课前进行自学，自学可以采用自我学习、同伴互助学习等多种形式并辅以在线的同学间、师生间的交流，完成自学后通过提供的自测题目或课前测题目来检验学习效果。学生也可以在课后利用线上提供的各种资源进行课后的复习。教师与学生可以在课前或课后针对作业题目进行一对一的个性化辅导和交流。面对面的线下教学中，在教师的引导下学生作为课堂的主角进行探索式、研讨式、汇报展示等形式的学习，并对单元模块的内容进行归纳总结，完成整个单元模块由低级到高级的知识建构。
在开展混合式教学模式的教学时，也要考虑到学生之间认知的差异，在设计自学内容时不宜过难过多，在提供学习资料时要提供多层次、易于被学生接受的多种形式的学习资源，满足学生个性化学习的需要。在设计任务式或项目式学习时，设计了难度不同的多个任务供学生选择，难度大的项目得分系数也高。这样不仅能够使整个教学达到预想的目标，也会使学有余力的同学收获更多。
二、基于云班课的混合式教学模式建设
蓝墨云班课是在移动网络环境下，利用手机等移动智能设备开展课堂内外互动教学的云服务平台。蓝墨云班课相对于传统教学平台，它能提供更完善和灵活的服务;与移动社交软件相比，它除了具备便携性和流畅的实时交互等特性外，还具有更强的专业学习服务。为学生提供个性化的学习模式，学生可以随时随地学习，不受时空的限制[5]。
本课程选用了蓝墨云班课平台来支撑混合式教学模式的构建。融合了本校在云教材建设和在“学堂在线”上线的慕课资源的成果，形成了由多种富媒体资源支持的课程学习资源庫;根据本课程内容的特点依托于蓝墨云班课提供的头脑风暴、作业/小组任务、轻直播/讨论、测试、云教材学习等多种活动形式，建立了支撑线上自学、线下翻转课堂教学的活动库;依托于云班课提供的强大学习评价体系，形成本课程的对学生学习过程的多元化过程性评价体系，如图2所示。
（一）基于云班课和云教材的学习资源库建设
虽然学生对课程内容的学习是规定动作，但学生的学习方式和对学习的需求是个性化的，会因人、因时、因地的不同而不同。这就需要为学生提供多层次、多维度、多形式的学习资源库。在本课程的学习资源库中分别提供了课前准备资源、每次课程的学习要求、云教材资源、课程学习用慕课视频资源、课程拓展视频资源、PPT课件、课后习题解答等。
本课程的资源库中提供了《工程制图》和《计算机辅助设计》两本云教材资源，丰富了学生学习资源。在这两本云教材中融合了微视频、动画、图片、3D等多媒体资源。学生运用云教材独有的学习互动、交互测试、交互游戏内容让自主学习更轻松有趣，符合当代大学生学习的习惯和需求。
（二）基于云班课的活动库建设
对于课程中知识、应用型的问题，可以利用头脑风暴功能提出来进行讨论，学生可以在规定时间内提交自己的想法、答案。教师可以及时得到反馈，从而来引导学生思考并进行点评。通过开展这样的活动，可以培养学生的发散性、批判性思维[6]，提高学生的课堂参与度、增强师生的交流。
在自学和线下教学时都会进行自学测试或课上的测试来检验自学和学习效果，并及时反馈给教师，以便进行有针对性的教学。在活动库中建设了自测和课堂测试题，每组测试题目以5～10个为宜，测试时长为5分钟左右，这样可以利用碎片化时间完成。教师也针对测试的情况及时调整教学内容。对于有共性的问题，教师可以进行重点点评。
对于需要采用项目式或任务式教学的内容，可以利用作业/小组任务的功能来布置任务，分配人员、小组成果展示和开展教师评价、组间和组内评的多角度评价。促进了学生对任务内容的主动思考、小组讨论、组内互学和团结协作精神的培养。同时，学生也利用作业/小组任务功能可以将纸质作业内容提交，教师可以对作业做出更详细、更及时的反馈和帮助，真正实现了个性化的辅导，提高了学习效率，也拉近了师生间的距离，学习氛围更加融洽和谐。
（三）基于云班课的评价体系建设
利用蓝墨云班课提供的学习评价功能，建立了能充分体现学生学习过程的多元化过程性评价体系。通过云班课的评价反馈可以帮助教师实时地得到学生学习情况反馈，及时改变教学策略以适应学生的学习;也实现了对学生课堂表现和非智力因素方面综合全面的评价，利于全方位展示学生的个性，提高和激发其学习的愿望。
学生在进行的各种活动时都可以获得经验值。经验值的多少和计算方式由教师根据教学大纲进行设定。同时，学生在每个环节的学习情况也会被详细记录下来，学生可以从学习结果数据图表中发现自身对知识技能认识的不足，及时进行弥补。从学习情况记录数据表中发现自身学习行为的优缺点，发扬优点，克服不良习惯，调整学习方式和策略。对于一些没有及时参与课程学习的同学也会及时给予提醒，并给出建议。教师通过导出的课程数据对整个的学习情况进行分析，找出不足，及时改进。
三、基于云班课的混合式教学模式实践
在依托于云班课开展混合式教学实践时，针对适合开展线上自学部分的课程内容，则先在云班课中首先通过发布课程学习要求让学生明确学习的任务和途径，再通过课前测试题目完成自学部分的检测工作，学生根据自测结果查找自身学习的不足，并根据提供的答案解析进一步自学。教师根据自测结果将共性问题总结出来，课上重点强调。
对于课程内容只适合进行线下开展的部分（如尺规绘图实践、CAD上机实践等），则在线上依然提供了许多学习资料供学生参考使用。尤其是CAD部分，本课程还为学生提供了云教材《计算机辅助设计》供学生使用。
对于采取线上线下混合式教学的内容，则按照布置学习任务→学生自学自测→课上重点知识整合→小组实践、讨论、展示等来完成。以螺纹与螺纹连接画法部分的教学为例 （如图3所示）。在教学前将工程实际中的真实任务作为学生学习的任务，制作任务清单。为学生的学习构建真实的学习情境。学生以小组为单位，根据领到的任务，利用教师提供的教学资源构建认知体系，形成完成任务的初步方案。在这个过程中，教师通过在云班课中创建的讨论和答疑活动，开展学生之间、师生之间的互动交流。并将重点和关键性问题作为课上教学的主要内容，帮助学生完成知识认知的深度融合和重建。学生在以小组为单位分工完成任务后，教师在课上开展小组的展示和研讨。如图4所示。
四、教学效果评价
对本课程的教学评价是依据本课程的教学目标，以目标导向作为教学评价的基本原则来进行的。对于课程知识层面的教学评价可以通过线上的测试以及线下的考试来评价。而对于团队合作能力、自主学习能力、严谨的工作作风等隐性的教学目标很难通过量化的指标对教学效果作出客观、准确的评价[7]。因此，针对这部分教学目标，引入过程性评价，通过个人的心得体会、调查问卷以及在小组学习中的行为表现等作为评估准则，评估教学效果。
在对一位教师教授同一个专业学生的二年考试成绩、过程性评价数据、学生问卷进行分析后，得到如图5所示的分析数据。从中可以看出，采用基于云班课和云教材的混合式教学模式后，学生的平均成绩和优秀率有了很大提高，不及格率为零、学生综合成绩均方差降低，这些都说明学生的整体水平在提高，学生间的差距在减小。学生在各种隐性能力的培养方面也有了很大提高。
五、结束语
在工程制图课程教学中开展的混合式教学，不仅很快被学生这些“网络原住民”接受和喜欢，而且在知识学习、应用以及能力、情感和工程素质培养方面也更好地达到了教学目标的要求，取得了较好的效果。但在实施的过程中还有一些问题需要解决，比如小组研讨时还存在“搭车”现象，互评过程中存在的“人情”评分，评价体系的完善等。随着移动互联技术的发展和在教学实践中的不断探索和完善，相信混合式教学模式的覆盖面会更广，会有更多的同学受益。
参考文献：
[1]于歆杰.论混合式教学的六大关系[J].中国大学教育，2019（5）：14-18.
[2]王鶄，杨倬.基于云课堂的混合式教学模式设计[J].中国电化教育，2017（4）：85-89.
[3]丁乔，张孟玫，李茂盛，等.以学生为中心的机械制图混合式教学模式研究与实践[J].图学学报，2018，39（2）：362-366.
[4]冯晓英，曹洁婷，黄洛颖.“互联网+”时代混合式学习设计的方法策略[J].中国远程教育，2020（8）：25-32.
[5]孙轶红，丁乔，李茂盛.基于蓝墨云班课的“以学生为中心”教学模式在机械制图课程中的应用研究[J].中国现代教育装备，2019，327
（12）：10-12.
[6]王三华，屈泳，阮小军.基于雨课堂的混合教学模式应用研究——以“数学建模实验”课程为例[J].实验室研究与探索，2020，39（5）：160-164.
[7]张冲，吴冠豪.工程专业混合式教学设计与实践研究[J].电化教育研究，2020（5）：104-111.
基金项目：教育部产学合作协同育人项目“‘计算机辅助设计智能云课程建设项目”（编号：201702072097）;北京市教委本科教学改革创新项目“互联网+教育背景下工程制图教学中教师教学行为及本科生学习成果研究”（编号：201910017002）;北京石油化工学院教育教学改革与研究重点项目“线上线下混合式教学模式下的《工程制图》课程改革与实践”（编号：ZD20200211）
作者简介：孙轶红（1972-），女，汉族，上海人，博士，讲师，研究方向：工程图学、计算机辅助设计。
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