線上線下混合式教學(xué)模式在“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程中的探索

吳燕，肖晴，牟雪姣，陳鴻，張遠(yuǎn)兵

（安徽科技學(xué)院建筑學(xué)院，安徽 蚌埠 233100）

1 引言

信息技術(shù)的發(fā)展引發(fā)了一場深刻的教育變革，各種基于技術(shù)的學(xué)習(xí)資源和新型的教學(xué)模式層出不窮，MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式課堂等相繼成為教育研究和實(shí)踐的新寵。在當(dāng)前信息化時(shí)代，面臨時(shí)間碎片化和知識獲取多元化形式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足人才培養(yǎng)的需求，高等教育教學(xué)模式的改革勢在必行。當(dāng)前教育者積極利用學(xué)習(xí)通、學(xué)堂在線、雨課堂等平臺開展MOOC、SPOC等線上線下混合式教學(xué)模式改革探索，前人在建筑法規(guī)、高等數(shù)學(xué)、藥劑學(xué)等課程上進(jìn)行嘗試應(yīng)用，并取得一定效果。本研究根據(jù)建筑設(shè)計(jì)類專業(yè)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)，利用學(xué)習(xí)通平臺，探討了線上線下混合式教學(xué)模式的改革，以期為線上線下混合式教學(xué)改革提供參考。

2 “計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程定位

“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”是風(fēng)景園林、城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑學(xué)等建筑設(shè)計(jì)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。安徽科技學(xué)院建筑設(shè)計(jì)類專業(yè)本課程設(shè)置為48個(gè)學(xué)時(shí)，其中理論課程為16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程為32學(xué)時(shí)。課程主要講授AutoCAD、Photoshop、SketchUp等軟件使用的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技巧。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握應(yīng)用AutoCAD繪制施工圖，AutoCAD與Photoshop結(jié)合繪制彩色平面方案圖及各種分析圖，AutoCAD、Photoshop、SketchUp等軟件綜合運(yùn)用制作效果圖，具備相關(guān)專業(yè)圖紙繪制及排版等能力。

3 安徽科技學(xué)院“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程教學(xué)發(fā)展

自2004年安徽科技學(xué)院招收園林本科專業(yè)以來，就開設(shè)了“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程，后又在其他建筑設(shè)計(jì)類專業(yè)開設(shè)。2005年至2009年，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，理論課堂教師大班演示講授，實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)生小班上機(jī)操作。其存在的主要問題是理論與實(shí)踐分離，理論課堂學(xué)生雖然能聽懂學(xué)會，但是到機(jī)房上機(jī)操作時(shí)忘掉了大部分內(nèi)容，學(xué)生操作困難；另有基礎(chǔ)差的同學(xué)，干脆上理論課時(shí)不聽課，實(shí)驗(yàn)課不會操作，老師指導(dǎo)重復(fù)工作多、工作量大、效果不好。針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺點(diǎn)，我?！坝?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程組教師，認(rèn)真改革課程教學(xué)，2010年至2015年采用“教學(xué)做一體”小班多媒體機(jī)房上課模式，教師先講解軟件怎么用，緊接著學(xué)生在電腦上操作練習(xí)，將課程內(nèi)容分成一個(gè)一個(gè)小模塊教學(xué)。其存在的主要問題是課堂上教師以操作演示講解為主，很容易忽略學(xué)生的接受程度；有些自律性差的學(xué)生會趁教師演示的空玩手機(jī)，到學(xué)生練習(xí)時(shí)，什么也不會；容易出現(xiàn)同一問題老師講解多遍的情況，課堂效率大大降低。2016年至2019年逐步采用微課、SPOC等教學(xué)方法，盡量提高學(xué)生的自學(xué)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。2020年春，因疫情影響采用MOOC和線上錄課方式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，加大學(xué)習(xí)效果檢查，盡量避免純線上教學(xué)的缺點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。2020年秋至今，我們一直致力于線上線下混合式教學(xué)模式的探索，充分發(fā)揮線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)勢，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感。

4 線上線下混合式教學(xué)實(shí)施

4.1 線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

線上線下混合式教學(xué)是充分利用線上資源優(yōu)勢和線下互動優(yōu)勢的一種創(chuàng)新教學(xué)方法，是將信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)深度融合來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果的手段。線上線下混合式教學(xué)不是簡單教學(xué)內(nèi)容疊加，而是線上線下教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的有機(jī)融合，深度挖掘教師和學(xué)生“教與學(xué)”的潛能，充分調(diào)動教師和學(xué)生“教與學(xué)”的積極性。要想達(dá)到該目的，線上線下混合式教學(xué)課程設(shè)計(jì)顯得尤為重要，對課程進(jìn)行線上線下系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”與“教師為主導(dǎo)”有機(jī)結(jié)合，線上自主學(xué)習(xí)與線下互動交流的有機(jī)結(jié)合，過程性評價(jià)與總結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，為“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程提供一個(gè)立體的、多維的教學(xué)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)課程設(shè)置目標(biāo)。本課程設(shè)計(jì)基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺，以“三全育人”理念為指導(dǎo)，以“學(xué)為主體，教為主導(dǎo)”的原則，以“能力培養(yǎng)”為核心。

圖1 線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

課程學(xué)習(xí)的過程是感知知識、加工知識、應(yīng)用知識的有機(jī)統(tǒng)一。根據(jù)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)，采取線上線下混合式教學(xué)模式，按照感知知識、加工知識、應(yīng)用知識三個(gè)階段進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。

感知知識階段，根據(jù)課程特點(diǎn)，充分利用線上資源，為學(xué)生提供“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”軟件學(xué)習(xí)相關(guān)的微視頻、PDF資料、測驗(yàn)題等學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以通過觀看或聆聽、跟著視頻講解操作等，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相關(guān)章節(jié)的知識點(diǎn)，如基本命令操作等有所了解和理解。例如，在講解“基本繪圖命令”章節(jié)中，“直線、多段線、構(gòu)造線、樣條曲線”這一類繪制線類圖形的工具，操作相對比較簡單，就可以通過線上提供微視頻，讓學(xué)生提前觀看有所了解，線下講解時(shí)通過案例應(yīng)用講解類似命令的區(qū)別。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的效果能更好。

加工知識階段，在學(xué)生充分自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，此時(shí)學(xué)生對章節(jié)的知識點(diǎn)基本上有所了解和理解，讓學(xué)生做些典型習(xí)題、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練，理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對知識的理解和掌握，習(xí)題訓(xùn)練主要結(jié)合所學(xué)知識，通過線上進(jìn)行，由客觀題和主觀題構(gòu)成，學(xué)生可以搶答，然后給予一定分值進(jìn)行鼓勵(lì)。實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練項(xiàng)目主要是通過線下實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行，如“園林建筑平面圖”項(xiàng)目訓(xùn)練，要求每位同學(xué)都要在線下實(shí)驗(yàn)課堂認(rèn)真獨(dú)立完成，教師進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，每個(gè)學(xué)生都要掌握計(jì)算機(jī)輔助制圖的流程、操作要點(diǎn)及常用繪圖技巧，最后成績評價(jià)以繪圖的規(guī)范性、完整度、速度為指標(biāo)，進(jìn)行綜合評價(jià)。通過項(xiàng)目訓(xùn)練不僅可以讓學(xué)生加深對知識點(diǎn)的掌握，同時(shí)對知識點(diǎn)進(jìn)行加工整合，為下一步運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。該階段主要在線下進(jìn)行。

運(yùn)用知識階段，在學(xué)生對知識了解、理解和掌握的基礎(chǔ)上，通過典型案例，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。例如在講解“彩色平面方案圖繪制”章節(jié)中，我們會給學(xué)生提供一處校園綠地作為項(xiàng)目，讓學(xué)生分組進(jìn)行討論，根據(jù)學(xué)生自身經(jīng)驗(yàn)對場地現(xiàn)狀存在的問題進(jìn)行總結(jié)，然后提出解決措施，對場地進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。通過訓(xùn)練，既能讓學(xué)生進(jìn)一步掌握知識和運(yùn)用知識，同時(shí)提高學(xué)生思維能力和綜合素質(zhì)。該階段主要在課后進(jìn)行，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

4.2 線上線下教學(xué)模式構(gòu)建

圖2 線上線下教學(xué)模式構(gòu)建

當(dāng)前教學(xué)不僅要傳授知識，更重要的是要強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)。線上線下混合式教學(xué)開創(chuàng)了2種教學(xué)場景，線上教學(xué)以自主學(xué)習(xí)和自我管理為主，線下教學(xué)以老師引導(dǎo)與啟發(fā)為主，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)全新的教學(xué)方式，因此教學(xué)模式的改變也改變了教學(xué)內(nèi)容，新的教學(xué)場景需要新的知識結(jié)構(gòu)與之匹配。根據(jù)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)，本課程知識體系主要分為知識點(diǎn)、知識線、知識塊和知識網(wǎng)4個(gè)層次，層層遞進(jìn)。知識點(diǎn)就是學(xué)生需要理解和掌握的章節(jié)各命令基本操作、基本用途和基本操作技巧，這部分知識對應(yīng)的考點(diǎn)主要體現(xiàn)在填空題和選擇題等，要求學(xué)生理解和掌握，在理解的基礎(chǔ)上加以記憶，形成知識點(diǎn)群。知識線是基于知識點(diǎn)之間的邏輯聯(lián)系建立的知識線，將知識點(diǎn)融會貫通。知識塊是對知識點(diǎn)進(jìn)一步深化，以解決實(shí)際問題構(gòu)建的閉環(huán)知識模塊，為重難點(diǎn)知識的運(yùn)用與深化理解提供知識框架。知識網(wǎng)是建立與課程內(nèi)容相關(guān)的具有前沿性和時(shí)代性知識庫，延伸和拓展專業(yè)知識的廣度和深度，為學(xué)生及時(shí)把握學(xué)科前沿，提升認(rèn)知能力提供基礎(chǔ)。線上主要提供知識學(xué)習(xí)和拓展，線下主要提供知識運(yùn)用。

線上線下新型教學(xué)模式需要配備對應(yīng)的多維考核方式。線上線下混合式教學(xué)考核采取過程性考核+終結(jié)性考核+學(xué)生參與的多維考核模式。總體思路是增加過程性考核，降低終結(jié)性考核權(quán)重，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力，本課程過程性考核占總成績50%，包括線上觀看視頻（10%）、習(xí)題測驗(yàn)（5%）、討論發(fā)帖（5%）、線上考勤（5%）、線下實(shí)踐操作（25%），終結(jié)性考核50%。過程性考核一是通過學(xué)習(xí)通平臺及時(shí)統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，二是實(shí)踐操作考核通過現(xiàn)場操作，學(xué)生參與評價(jià)打分，匯總后取平均分。然后匯總成為本課程總成績。

5 線上線下混合式教學(xué)效果

5.1 對學(xué)生參與度的影響

本研究采用固定組實(shí)驗(yàn)方法，選取同一個(gè)專業(yè)的3個(gè)班級作為實(shí)驗(yàn)對象，A班29人為實(shí)驗(yàn)班，B班28人為對照班，C班28人為實(shí)驗(yàn)班。實(shí)驗(yàn)班采取線上線下混合教學(xué)模式，對照班采取線下機(jī)房“教學(xué)做一體”教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)研究持續(xù)5周，從第2周開始，實(shí)驗(yàn)班級采用學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對照班級采用調(diào)查問卷，28位同學(xué)全部填寫問卷，并全部回收。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，通過線上線下混合教學(xué)模式改革，可以顯著提高學(xué)生參與度，其中課前參與度在第2周時(shí)，線上線下混合教學(xué)學(xué)生參與度達(dá)到87.7%，而傳統(tǒng)教學(xué)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的僅有17.9%。通過線上線下混合教學(xué)，課程中和課程后學(xué)生參與度均顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)模式。由此說明通過教學(xué)模式改革，可以顯著提高學(xué)生的參與度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。每周學(xué)生的參與度都會發(fā)生變化，在第2周時(shí)學(xué)生參與度較高，這是由于第1周上課時(shí)強(qiáng)調(diào)了教學(xué)模式改革，線上線下混合教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)和考核評價(jià)等，學(xué)生比較重視，學(xué)生積極參與。隨著時(shí)間延長，學(xué)生對教學(xué)模式改革后感覺學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)加重，學(xué)習(xí)任務(wù)越來越大，后面參與積極性有所降低，但是也顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)模式。

學(xué)生課前參與情況 表1

學(xué)生課中參與情況 表2

學(xué)生課后參與情況 表3

線上線下混合教學(xué)模式對學(xué)生成績影響 表4

5.2 對學(xué)生成績的影響

由以上數(shù)據(jù)可以看出，通過線上線下混合式教學(xué)模式改革，學(xué)生成績顯著提高，表現(xiàn)在不及格率顯著下降，對照教學(xué)模式不及格率達(dá)到10.7%，而線上線下混合式教學(xué)全部及格；線上線下混合式教學(xué)由于改變了評價(jià)方式，強(qiáng)化過程性考核，降低終結(jié)性考核，優(yōu)秀率顯著提高，達(dá)到28.1%，傳統(tǒng)“教學(xué)做一體”教學(xué)優(yōu)秀率僅為17.9%；線上線下混合式教學(xué)平均成績?yōu)?3.4，比對照提高了5.6分。由此說明，通過教學(xué)模式改革，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也提高了學(xué)生成績。

6 小結(jié)

隨著信息化和智能化發(fā)展，高等教育高質(zhì)量發(fā)展和教育創(chuàng)新改革與深化，高等教育教學(xué)模式改革是發(fā)展必然趨勢，線上線下混合式教學(xué)已成為教育信息化發(fā)展手段之一，受到教育者廣泛重視。不同高校、不同專業(yè)、不同課程所采用的教學(xué)改革手段也不盡相同，如何實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)有機(jī)融合，理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練相貫通，知識傳授和能力培養(yǎng)有機(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教育向現(xiàn)代化教育轉(zhuǎn)化，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)，本文采用線上線下混合式教學(xué)，并進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和教學(xué)模式改革探索，初步取得一定成效，但是由于樣本數(shù)偏少、線上線下混合教學(xué)課程單一、使用時(shí)間短，線上線下混合教學(xué)效果沒有充分體現(xiàn)，研究結(jié)果上也存在偏差。下一步還要進(jìn)一步深入研究，增加實(shí)驗(yàn)樣本，在不同年級、不同課程上進(jìn)行應(yīng)用，然后進(jìn)行對比，同時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，不斷改進(jìn)提升線上線下混合式教學(xué)質(zhì)量和效果。