混合式教学方法在工程制图课程中的应用
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[摘要]随着“互联网+教育”的发展，为了充分发挥传统教学方法和网络资源的优势，在工程制图课程教学中采用MOOC+SPOC的混合式教学方法。利用国家级中国大学MOOC平台的优质课程教学资源，将MOOC课程资源与课堂教学有机结合;通过在线测试评估系统，使学员及时了解线上学习知识点的掌握程度。实践结果表明，这种教学方法不仅提高了学员学习工程制图课程的积极性和主动性，同时也进一步拓展了课程教学内容的深度和广度。
[关键词]MOOC;SPOC;工程制图
[中图分类号]TB23
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3437（2020）04-0078-03
一、概述
随着互联网教学平台的发展，MOOC（massive open online courses）为高等学校课程的课堂教学改革提出了新思路，为学生接受新事物带来了新方法和新手段。MOOC课程的优势体现在三个方面：第一，MOOC具有丰富、免费的优质课程教学资源;第二，MOOC课程平台具有交互性友好、方便使用、学生易于操作的特点;第三，MOOC课程克服了传统课堂教学中时间和空间的限制，学生可以自由安排时间，随时随地进行课程的学习，也可以随时进行知识点的回顾和复习。
随着MOOC平台的发展，开始阶段，MOOC课程学习的人数较多，课程任务的完成情況较好，但随着课程的推进，特别是随着课程内容难度和深度的增加，放弃学习的学生人数会不断增加，特别是那些自学能力和自我控制能力较弱的学习者，他们无法按照MOOC课程的时间安排及时完成教学内容，这种学习过程无法达到高等学校规定的课程学习目标。
SPOC（small private offline course）是小规模限制性课程，是MOOC的创新之一，它是由加州大学伯克利分校的阿曼多·福克斯（Armando Fox）教授率先提出的，加州大学伯克利分校也是最早将SPOC模式应用于课程教学的学校。SPOC因为“小”的优势，在学习中更容易产生好的学习效果。这种教学方法克服了MOOC课程由于人数众多、监督性不强、学习过程难以继续的缺点，因而更受学员的欢迎。MOOC+SPOC的混合教学方式，既吸取了MOOC的优点，又能弥补传统教学方式的不足。
为了提高课堂教学质量，调动学生学习的积极性和主动性，在采用SPOC教学方法时，通常需要与传统的教学方法相结合。国内外许多一流大学都尝试过在教学中采用SPOC模式，以提高教学质量，例如斯坦福大学、西安交通大学、清华大学、复旦大学等。
二、混合式课堂教学方法
工程制图课程是工程图学课程的深化和延续，它更加注重图学理论与实践的结合，其目的是培养学员的空间想象能力、空间思维能力、绘制和阅读工程图样的能力，这是火箭军工程大学（以下简称“本校”）近机类专业的一门技术基础课。目前该课程教学内容多，涉及的国家标准多、知识点多，但教学学时只有30学时，其中包括10学时的绘图实践。该课程一般在大学二年级第一学期开设，学员不具备本课程所需的前期知识，如金属工艺、机械零部件设计及加工等基础知识。在目前的课堂教学中，我们采用教员讲、学员听、课下练的教学方法。由于多数学员缺乏基本的工程意识，难以理解零件图和装配图中的国家标准要求，学员反映工程制图课程难学，学习的积极性和主动性不足，学习效率不高;教员在教学中也难以在教学内容的深度和广度上进行拓展。为了了解学员对目前课堂教学方法的评价和认可度，教员采用了问卷调查法，设置了10个反映课堂教学方法、教学效果和学员学习情况的题目，在课程开课前对学员进行问卷调查。从统计结果可以看出，49%的学员表示想学习MOOC课程，但是无法筛选和自己专业教学要求相符的内容，具体如图1（a）所示;54.7%的学员都想改变现有的教学方法，具体如图1（b）所示。大多数学员表示需要教员作为学习活动的组织者和促进者，有效引导他们自主学习、协作学习和探究学习，学员对教学过程和效果的最优化期望较高，需要提高工程制图课程基本知识的综合应用能力。
随着网络技术的发展，为了充分发挥现代网络的优势，利用好MOOC平台上国家级教学资源，充分发挥SPOC教学方法的教学特点，近几年出现了一种新的教学方法，即基于MOOC的SPOC混合式教学方法。这种教学方法克服了目前教学方法的不足，可以充分调动学员的学习积极性和学习动力，让学员对工程制图MOOC教学资源进行主动学习，有效地提高了课堂教学质量和学员的学习效率。
三、教学实践过程
本学期工程制图课程教学内容包括零件图、装配图两大部分，而零件图是基础内容。为了将传统教学方法和现代化的数字资源结合起来，充分发挥二者的优势，我们在教学中引入基于MOOC的SPOC混合式教学方法，将MOOC资源和课堂教学结合起来，利用中国大学MOOC平台上国家级优质教学资源，在零件图部分进行教学实践。
（一）课程概况
“工程图”被誉为“工程界语言”。工程制图是探讨用工程图表达工程产品与结构的课程。它依托机械工程实践，培养学员绘制、阅读工程图的基本技能，强化工程信息的图形化表达与交流能力。该课程是学员进入大学的工程技术第一课，不仅影响后续课程及毕业设计等环节，也关乎学员的岗位任职能力。通过课程学习，可以使学员掌握专业技术图样的基本知识，具备熟练绘制和阅读本专业技术图样的能力，同时让学员具备对常用专业设备及典型零件进行结构分析和表达的能力，培养学员灵活运用所学知识分析处理问题的能力。这对提高学员深刻认识机械制图基本理论、基本方法、基本技能的重要性，加强学员绘制阅读工程图样、空间形体的形象思维和创造性构型设计的能力具有重要作用。
（二）充分利用优质教学资源
各个工科院校开设的工程制图课程，其教学内容基本相同，开设的班次较多，学习的人数也较多;零件图和装配图部分的内容对绘图实践的次数和绘图质量要求高。因此，学员课前对相关知识的准备非常重要，这部分内容非常适合利用MOOC平台的优质资源。我们将线上和线下课堂教学有机地结合起来，采用混合式的教学方法，在教员的指导下，学员按照课程内容要求既要完成课前线上MOOC平台的内容学习，还要按照任务要求进行分组协作，共同完成，以提高学员的团队协作能力和创新能力。 在利用MOOC平台的优质资源时，教员要按照课程内容要求，进行资源的整理与筛选。利用QQ群和微信发布课前学习资源，这些资源多种多样，可以是微课、零件和装配体的演示视频、动画、课件PPT、学习视频的要求、学习中的注意事项等，主要以网址链接的形式向学生群进行推送，具体如表1所示。教员经过筛选推送的课前学习内容和学习要求，学员可以观看教学资源或者学习教材中的相关内容。线上学习后学员和教员可以积极讨论，解决不懂的问题，具体如表2所示。从表中可以看出，学员采用这种方式后，能够积极思考，随时提出自己的疑问。因此，这种方式可以让学员带着问题去学习，教员要求学员及时搜集学习中遇到的问题，并做记录，以便在课堂教学中有针对性地讲解重点问题和内容。通过这种方式，有助于培养学员的学习积极性和自主探索问题的能力，挖掘学员的学习潜力和学习主动性。
MOOC以视频学习为主，SPOC教学方法中教员要充分利用好已有的教学资源辅助课堂教学。两种教学方法相比，SPOC教学方法更加灵活，对教员的教学水平要求也更高。因此，将两种模式结合起来，采用基于MOOC的SPOC教学方法进行教学，可以使教学方法更加丰富多样。
（三）课后实践课堂，拓宽学员获取知识的广度
工程制图课程教学的中心是表达零件，教学的重点和难点在于培养学员的形象思维能力和空间想象能力。这些能力的培养，离不开感性认识的积累及形象思维的启发与诱导。为了帮助学员提高空间想象能力，拓展学员获取知识的广度，教员一方面要带领学员走进工厂，走进车间，了解传统的机械零件加工方法，先进的数字化零件加工方法，对比各种方法的优缺点;另一方面，要在线上发布制图课程中的新技术、新方法，比如3D打印技术在零件三维建模中的应用;同时在课后实践中引入三维几何建模应用技术，进行辅助制图和辅助思维，使传统内容与现代三维几何建模相辅相成问。学员也可利用课程资源，如虚拟现实演示系统、虚拟现实装配、拆卸系统等，这能满足学员“广度”方面的学习需求，拓宽他们的学习视野。
（四）线上与线下结合的自测环节
课程开课前，为了了解学员的基本情况，我们编写了工程制图课前问卷小程序，如图2所示。为了了解学员线上自学中对知识点的掌握程度，教员编写了在线测试和评估系统，要求学员在规定的时间内完成线上测试练习，如图3所示。题目包括该部分知识点有关的选择题，既有多项选择题也有单项选择题。在线测试程序为手机端操作系统，方便学员随时随地进行测试。测试结束后，学员不仅可以直接看到自己每一个题目的选择结果，同时还可以选择观看每一个题目的知识点解析，明确知识点掌握的情况，以便及时查漏补缺，表3所示为某学员自己的测试结果。教员也可以登录该平台，查看每名学员的测试结果，找出普遍存在的问题，以便在课堂教学中有针对性地讲解重点、难点，提高教学效果。
四、实践效果
将MOOC+SPOC模式应用于工程制图课堂教学后，教学方式既吸取了MOOC的优点，又弥补了传统教学方式的不足。MOOC的优质教学资源在学员课前预习和课后复习中起到了重要作用。教员和学员在课前和课后交互的次数明显增加，交流的问题不再是简单地答疑和提问，还经常涉及深层次的讨论、内容拓展、三维建模的形成方法等，这很好地弥补了课时的不足。线上教学+线下的教学模式，有助于教学的深度拓展。经过线上平台学员的学习，教员可以集中精力在课堂教学中讲解线上课程的重点、难点以及一些没有覆盖到的知识点。这种教学方法不仅有助于提高学员的学习兴趣和教學效果，更有助于学员高质高效地提高读图、制图能力，对激发课堂教学活力能发挥积极的作用。借鉴学习不同院校工程制图课程的教学方式和教学内容，选择优质教学资源的准备过程，对提升教师的教学技能和拓宽学员的知识视野十分有益。
[责任编辑：陈明]
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