“工程制圖”課程異步SPOC混合式教學設計與實踐

馬星　王赫瑩

[摘 要] 混合式教學模式具有顯著優(yōu)勢，以“工程制圖”課程教學實施為例，進行MOOC+SPOC+直播翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學設計與實施，建立以學生為中心的教學生態(tài)。教學實踐表明，混合式教學達到了與課堂教學效果的“實質(zhì)等效”?！肮こ讨茍D”課程充分利用國家在線開放精品課程資源，根據(jù)本校培養(yǎng)目標和課程目標，在中國大學MOOC平臺建設SPOC線上資源，通過直播進行翻轉(zhuǎn)課堂教學，實現(xiàn)了疫情期間教學的順利進行。學生通過SPOC進行線上自主學習，而線上直播課堂成為教師與學生、學生與學生進行答疑、交流的平臺。

[關(guān)鍵詞] MOOC;直播翻轉(zhuǎn)課堂;混合式教學模式;成果導向教育

[基金項目] 2020年度沈陽工業(yè)大學本科教學改革研究項目“面向培養(yǎng)工程應用能力的跨校修讀教學模式改革與實踐”;2020年度沈陽工業(yè)大學在線教學國際平臺課程、國家級一流課程、省級一流課程培育項目“工程制圖課程線上線下混合式教學改革與實踐”（100600176）;2020年度創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范課建設項目“工程制圖”（100600053）

[作者簡介] 馬 星（1987—），女，遼寧沈陽人，博士，沈陽工業(yè)大學機械工程學院講師，主要從事工程制圖教學改革研究及復合橡膠材料的摩擦磨損研究;王赫瑩（1966—），女，遼寧阜新人，博士，沈陽工業(yè)大學機械工程學院副教授，主要從事工程圖學與材料表面強化研究。

[中圖分類號] G436? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）43-0066-04? ? [收稿日期] 2021-01-14

近年來，“工程制圖”課程教學內(nèi)容不斷增加，但學時卻不斷減少，學生需求不均衡等問題越來越突出，盡管對教學手段不斷改革，但傳統(tǒng)的教學模式并未改變，教學效果不盡如人意。作為“工程制圖”教師，筆者對教學質(zhì)量深感憂慮，因此，亟待對傳統(tǒng)教育模式的弊端進行改革，以滿足社會對人才培養(yǎng)的需求。

一、國內(nèi)外混合式教學研究現(xiàn)狀分析

如今，全球教育正在發(fā)生翻天覆地的變化，MOOC作為挑戰(zhàn)傳統(tǒng)教育的新型教育模式，其發(fā)展勢頭強勁。美國可汗學院和TED微課作為典型，對全球的網(wǎng)絡教育產(chǎn)生了重大影響。我國教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出，要推動“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，明確了在線開放課程建設的必要性和重要性。圍繞MOOC、SPOC等在線學習的教育教學改革研究與實踐成為教育領(lǐng)域一股不可逆轉(zhuǎn)的勢頭。清華大學、上海交通大學等多所高校陸續(xù)在“學堂在線”“好大學在線”“中國大學MOOC”等公眾平臺率先上線了制圖類慕課在線開放課程，使更多的學校能共享這些優(yōu)質(zhì)的教學資源，并共同探索基于信息技術(shù)的“工程制圖”混合式教學新模式?；旌鲜浇虒W模式整合了傳統(tǒng)課堂教學和在線教學兩種教學的優(yōu)勢：在線教學側(cè)重知識的傳授，可將教師從重復講解中解放出來，把更多精力放在線下課堂中的討論和實踐答疑環(huán)節(jié)。從“以教為主”向“以學為本”轉(zhuǎn)變，真正體現(xiàn)“以學生為中心”的教育理念。

不同于其他基礎(chǔ)課[1，2]，“工程制圖”課程是實踐性很強的技術(shù)基礎(chǔ)課，是引導學生認識工程和走入工程的橋梁，是培養(yǎng)學生工程意識、工程素質(zhì)和多項能力的入門課程;因此，上課規(guī)模不宜過大，并需要有助教個性化輔導。先進的教育理念和技術(shù)手段必將促進教學方法、教學手段、教學模式及課程內(nèi)容體系的改革與創(chuàng)新。

二、“工程制圖”課程混合式教學設計與實施

基于“工程制圖”課程混合式教學實踐的基礎(chǔ)，在中國大學MOOC平臺，選用大連理工大學國家精品在線開放課程“現(xiàn)代工程制圖”，結(jié)合本校培養(yǎng)方案、課程目標及學情，建設完善了異步SPOC網(wǎng)上資源。這些前期工作為后續(xù)在線教學的順利實施奠定了堅實的基礎(chǔ)，使得利用MOOC+SPOC資源，開展“MOOC+SPOC+直播翻轉(zhuǎn)課堂”的混合式教學成為可能。開課前在慕課堂對各教學班進行分組，以便于及時掌握學生的在線學習狀況和成績。由于本課程既具有嚴密的理論性，又具有較強的實踐性，需要進行實時指導，幫助學生構(gòu)建空間形體分析能力及繪圖、讀圖能力，因此，通過MOOC平臺采用“面授”方式直播，讓學生有在教室上課的感覺，縮短與學生之間的距離感，提高翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果。

工程教育專業(yè)認證遵循三個基本理念：成果導向、以學生為中心、持續(xù)改進。成果導向教育（Outcome-based Education，簡稱OBE），即教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[3]。MOOC+SPOC+直播翻轉(zhuǎn)課堂教學模式主要由課前學習、課上學習和課后復習三部分構(gòu)成。根據(jù)OBE教育模式，以學生“主動學習”為中心進行教學設計，淺層知識由學生在課前自行學習，高層能力由教師引導在翻轉(zhuǎn)課堂通過認知活動、互動練習等獲取，具體教學流程如下。

（一）課前教學設計與實施

鑒于學生手里沒有教材的實際困難，設計了“導學筆記”，便于學生觀看視頻時做記錄和復習，避免觀看視頻的盲目性。通過課程公告指導學生首先下載本周“導學筆記”，然后邊觀看SPOC視頻邊做筆記，并隨時將不懂的問題在“老師答疑區(qū)”提出，與老師進行互動交流，有效彌補了課堂互動的缺失。然后，完成本周“在線測試”，每個“在線測試”設有5次機會，學生可以反復練習，有效激發(fā)了學生的學習動力，達到鞏固、提高學習效果的目的。圖1是“拉伸體、常見回轉(zhuǎn)體軸測圖”的在線測試成績分布情況，由圖可以計算出平均得分率為97%，表明絕大多數(shù)學生成績優(yōu)秀。其他在線測試的平均得分率均達到92%以上。

（二）在線直播翻轉(zhuǎn)課堂教學設計與實施

BOPPPS教學模式是加拿大廣泛推行的教師技能培訓體系ISW的理論基礎(chǔ)，以學生為中心，以模塊化的方式分析教學過程[4，5]。根據(jù)BOPPPS有效教學法進行直播翻轉(zhuǎn)課堂設計，引導學生進行參與式學習，將知識點串聯(lián)整合成完整的知識體系。翻轉(zhuǎn)課堂采用慕課直播+慕課堂模式進行，在MOOC平臺進行直播，通過慕課堂進行簽到、課堂測試、練習及問卷調(diào)查等活動。

1.導入課程內(nèi)容（Bridge-in）：上課前10分鐘打開慕課堂簽到，使學生有一種儀式感，以便迅速進入學習狀態(tài)?；趩栴}和工程應用實例導入課程內(nèi)容，激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣，引導學生進入課程學習。

2.傳達教學目標（Objective）：用可量化、可測量的行為動詞準確表述低階、中階和高階的教學目標，強調(diào)重點和難點知識。

3.先測（Pre-asseaament）：通過慕課堂練習進行測試，了解學生課前低階性知識的學習效果，根據(jù)存在的普遍性問題，及時調(diào)整課堂教學內(nèi)容的進度與深度。

4.參與式學習（Participatory Learning）：通過邊講邊練、小組討論、項目實踐等多種形式對教學重點和難點進行理解，提升學生分析解決問題的能力。

5.后測（Post-asseaament）：通過慕課堂練習、討論、問卷等形式進行測試，或與學生進行互動答疑，及時掌握學生課堂學習的成效，了解是否達成了教學目標。

6.歸納總結(jié)（Summary）：將知識單元中的教學重點和難點進行串聯(lián)、整合，構(gòu)建知識體系，培養(yǎng)學生歸納、提煉的能力。

7.發(fā)布預告（Bridge-out）：發(fā)布課程預告，形成教學邏輯閉環(huán)，引導學生自主進入下一個知識單元內(nèi)容的學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力。圖2是課堂活動類型統(tǒng)計圖。

線下的翻轉(zhuǎn)課堂教學則增加討論和實踐的時間，側(cè)重解題、繪圖、上機操作實踐指導，以綜合例題覆蓋相關(guān)知識點，突出知識點的綜合應用。課內(nèi)學時有限，課外以學習小組形式進行同伴式學習，同學間互相幫助，充分討論，共同提高。這樣線上線下相結(jié)合的混合教學模式，充分體現(xiàn)了以學生為中心的教育理念，可有效提高學習效果。由于計算機設計軟件的教學實踐性強，學生對計算機軟件的掌握程度差異較大，很難“齊步走”，必須采用個性化教學。因此，計算機二維及三維設計軟件的教學內(nèi)容采用依托線上視頻的翻轉(zhuǎn)課堂形式：學生根據(jù)自己的速度學習指定的教學視頻，根據(jù)作業(yè)要求和評分標準在線提交電子作業(yè)，并在指定時間參加互評。互評的過程也是再學習的過程。教師在課內(nèi)教學中的主要任務是設計作業(yè)題目，給定評分標準，指出軟件操作中的要點，針對學生操作中遇到的困難和具體問題進行個性化輔導。

線上課程后臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可幫助教師及時了解學生的在線學習狀況，以便有針對性地開展教學;教師的答疑從線下的見面答疑擴展到利用線上的討論區(qū)與學生互動，以及利用微信、QQ等多種形式個性化在線答疑，線上線下師生充分互動，能有效促進師生之間、學生之間資源共享、互動交流及學生自主式與協(xié)作式學習。

（三）課后復習與作業(yè)

課后任務設計注重能力拓展，強調(diào)鞏固與反思。線上發(fā)布單元測試、單元作業(yè)。教師對課后作業(yè)設置明確的考評點，協(xié)助學生互評，促進生生相互學習與提升。在討論區(qū)拋出討論話題，教師及時參與互動，在教師引導與陪伴中實現(xiàn)“深度學習”，培養(yǎng)自主學習和解決復雜問題的能力。

（四）課程考核

改革課程評價方式，從學習輸入性評價轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習輸出性評價，從單一性評價轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣u價，提高形成性評價項目和期末考試題目難度，提高課程的挑戰(zhàn)度。

平時成績50%，主要考核對知識點的理解和掌握程度、繪圖操作技能等;期末考試成績50%，全面考核對基本概念、空間幾何問題的圖解能力，以及空間想象能力和空間分析能力。

三、混合式教學實踐

（一）實踐結(jié)果

通過兩個學期“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式的實踐，課堂活動多種多樣并井然有序地進行，學生學習興趣有所提高。學生參與度高提升了教師的教學熱情，教學質(zhì)量穩(wěn)步提升。結(jié)果顯示，學生成績有所提高，在學生對教師教學水平的評估中，教師分數(shù)均為優(yōu)秀，得到了學生的高度認可。

（二）成績分析

新型教學模式班級與傳統(tǒng)教學模式班級成績對比如圖3所示。傳統(tǒng)教學模式班級平均分為66分，標準差為19;新型教學模式班級平均分為71分，標準差為11。與傳統(tǒng)教學模式班級相比，“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式班級平均分提高了5分，標準差較小，說明學生分數(shù)差距不大，整體水平穩(wěn)定?！癕OOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”班級成績70～79分數(shù)段、80～89分數(shù)段明顯高于傳統(tǒng)教學模式班級，說明學生普遍能夠接受且很快適應這種學習方法，并取得很好的成績。

四、課程思政與總結(jié)

在一學期的在線教學實踐中，通過共享優(yōu)質(zhì)在線資源和精心設計直播課堂，順利實現(xiàn)了疫情期間的在線教學。同時，在知識的傳授中強調(diào)價值引領(lǐng)，使學生養(yǎng)成良好的學習習慣，提高自主學習和自我管理能力。在嚴謹治學上，注重培養(yǎng)學生的標準化意識、認真負責的態(tài)度及團隊合作精神。將課程思政“潤物細無聲”地融入教學中，達到知識傳授、能力培養(yǎng)和價值引領(lǐng)三位一體的教育教學目標。本教學體系更關(guān)注學生反饋的學習效果和作業(yè)完成的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整、持續(xù)改進。該體系環(huán)環(huán)相扣、互相支撐，方能較好地在有限的課內(nèi)教學學時內(nèi)完成如此大量的教學任務。

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，立足當前國際形勢與高等院校教學模式的現(xiàn)狀，對教師教學模式帶來了新的挑戰(zhàn)，對學生學習方法提出了新的要求。這就要求教師不僅要使學生了解學科的發(fā)展，更要培養(yǎng)學生的自主學習能力，要充分利用好網(wǎng)絡資源，拓寬學習途徑。在“工程制圖”課程中，應用“中國大學慕課”網(wǎng)絡平臺建立適合于本校教學計劃的SPOC平臺，通過“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學模式，將傳統(tǒng)教學模式與互聯(lián)網(wǎng)有效結(jié)合，有效地提升了學生的學習效率，培養(yǎng)了適應時代發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

[1]張京英，佟獻英，楊薇.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代圖學教育現(xiàn)狀調(diào)查與研究[J].圖學學報，2017，38（6）：919-924.

[2]張京英，楊薇，佟獻英，等.構(gòu)建基于OBE的立體化制圖教學新體系[J].圖學學報，2019，40（1）：201-206.

[3]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[4]曹丹平，印興耀.加拿大BOPPPS教學模式及其對高等教育改革的啟示[J].實驗室研究與探索，2016，35（2）：196-200，249.

[5]LIU SHI-HUA， ZHANG HAO， YE ZHAN-XIANG， et al. Online Blending Learning Model of School-Enterprise Cooperation and Course Certificate Integration During the COVID -19 Epidemic[J]. International Journal of Science， Technology and Society，2020，8（2）.

Design and Practice of Asynchronous SPOC Blended Teaching in Engineering Drawing Course

MA Xing， WANG He-ying

（School of Mechanical Engineering， Shenyang University of Technology， Shenyang， Liaoning 110870， China）

Abstract： The blended teaching model has significant advantages. Taking the teaching implementation of the Engineering Drawing course during the epidemic as an example， the design and implementation of the blended teaching model of? MOOC+SPOC+live flipped classroom were carried out to establish a student-centered teaching ecology. The teaching practice showed that the blended teaching reached the effect of classroom teaching. The Engineering Drawing course made full use of the national online open quality curriculum resources. According to the school training objectives and course objectives， SPOC online resources were built on the MOOC platform of Chinese universities， and flipped classroom teaching was conducted through live broadcast， realizing the smooth progress of teaching during the epidemic. Students conducted online independent learning through SPOC， and online live classroom became a platform for teachers and students to answer questions and communicate with each other.

Key words： MOOC; live flipped classroom; blended teaching model; outcome-based education