基于智慧课堂的《画法几何与建筑制图》课程教学设计研究

■肖昕迪，韩 意，耿广汉，袁 玲

（安徽科技学院建筑学院，安徽 蚌埠 233030）

随着信息时代的高速发展，很多课程借助互联网、大数据、智能终端的深入发展，也迅速开展了一系列的教学模式改革。其中一种利用互联网大数据的便利性，挖掘、优化教学资源；利用云计算爆炸式的数据计算能力和智能终端的便利性，交互式智慧化教学模式“智慧课堂”便应运而生。智慧课堂教学是当前教育界在信息化背景下的新热点，关于智慧课堂的定义，教育界多以建构主义来理解[1]，是以大数据、云计算、移动互联网、人工智能终端等新一代信息技术为手段，优化线下、线上优质教育资源，并通过对课前、课中和课后教学效果数据的监测分析，提高教学效果，打通课堂内外的交互式新教学模式[2][3]。另外，对于目前的“手机时代”，课程教学部分课堂内容利用手机APP自主学习的模式，来减弱课堂学生玩手机对课堂教学效果的冲击，无疑是目前教学改革中无法绕行的问题，以培养空间想象力和专业表达的《画法几何与建筑制图》课程也不例外。

课程组通过对实施了五次智慧课堂教学的171班建筑学两个学期的跟踪，并和普通课堂教学平行班级的期末成绩做了对比，发现学生的学习兴趣明显提高，虽然不及格率差别不大，但良好率和优秀率明显升高，如图1。

图1 普通班与实点班成绩对比

一、画法几何与建筑制图课程主要特色

画法几何与建筑制图课程的主要内容如图2，主要分为画法几何、立体图的表达、专业制图三大模块，其中画法几何部分是基础部分。主要研究内容有六个，各个内容中都有不同程度的难点。从课程内容知识点来看，该课程主要有以下几个特色：

图2 智慧课堂教学内容研究点

（一）受众广，实践性强

《画法几何与建筑制图》是一门直接联系生产实践的专业基础课程，是用于构思、设计、生产等场合技术人员的交流工具，是土木工程、城乡规划、风景园林、建筑学和相关建筑设计类专业的专业必修课程，从图2中研究内容5、6点可以看出。

通过近两年课程组的调查发现，对于学习人数众多，而授课教师有限的本课程来说，为保证教学质量，采用线上课程的翻转课堂形式教学，同时与实际工程联系紧密，不仅取得了良好的教学效果，而且受到了师生的一致好评。在课程教学资源中，围绕工程建设实际需要，适时有效地引入工程案例，智慧课堂的教学资源中关于建筑制图的影像资源，均来自于教师收集的实际工程案例，具有突出的针对性，激发学生的学习积极性，主观能动性与创新性思维，提高教学质量，真正做到寓教于乐。

（二）难度大，部分内容需以翻转课堂助力

研究内容1至4点，要求学生有较高的空间想象能力，尤其是形体透视图的画法、形体表面交线的求解等难点不但对学生来说较为难理解，对老师的教授也是不小的挑战[5][6]。因课程内容对空间形象理解能力要求极高、内容抽象、作业要求严谨等的特点，屡受历届学生诟病。大多难点需要反复从立体形状和工程实例的细节和局部讲起才能讲解明白，这样就占用了大量的课堂时间。另外，空间想象能力差的同学短时间仍然跟不上课堂讲解节奏，往往出现上课的内容即使能听懂，课后训练仍然不会做或者错漏百出[4]。对此，课程组借助本课程网站网络资源和智慧课堂教学平台，将课堂内容相关的三维实物和工程实例的细节知识点制作成图片和动画，并将其上传供学生课后学习和复习，以翻转课堂的形式辅助教学,能大大提高教学效果。

（三）涉及面广，碎片化学习需求强

从研究内容5、6点可以看出，《画法几何与建筑制图》存在着较多的专业门类，涉及专业知识面广，知识点较琐碎，且与多门核心专业课交织，这就要求在积累了诸多知识点的基础上，才能借助图学的方法，进行表达和交流。但多数院校开设在还没有任何专业认识基础的大一第一学期，这就更增加了学习难度。适度利用手机的便利性和即时碎片化汲取性，来传递各知识点和相关知识，以弥补课堂教学无法及时拓展的不足，是教学改革中不得不考虑的一部分。

根据本课程的特点和所面临的困境，经过多次调研和文献资料查询总结，发现本课程结合智能终端和课程网站，采用智慧课堂教学有利于所面临的问题。即以大数据、云计算、移动互联网、物联网、人工智能终端等新一代信息技术为手段，优化线下、线上优质教育资源，制作适用于本课程的微视频，依托互联网技术与云端开放式的网络教育平台，面向建筑学、土木工程等相关专业课堂内外使用。

二、本课程设计所面临的问题及解决方案

由于《画法几何与建筑制图》课程知识点较多，有需要强化记忆的施工图制图规范知识，有对空间想象能力要求较高的线面关系、视图识读，还有对综合能力颇具挑战性的阴影透视内容等，都对授课教师专业讲授水平、课程把控能力、学生学习方法指导方面提出了非常高的要求。另外，学生对该课程的评价多为“课堂一听就会，课下一做就废”，究其原因多为：课前准备不足、课堂笔记时间不足、课后针对性练习不足、缺乏强有力的监督制度。如此建设智慧课堂，需要围绕以下三大问题：（1）如何进行课程设计以打通课堂内外；（2）如何建设智慧教学工具中的学习平台以提高教学效果；（3）如何构建考评标准以督促师生共进（见附表1）。

三、基于智慧课堂的课程教学设计

巧妙利用移动智能终端来及时交互传授教学中的难点、重点，使其与教学内容深度融合，是智慧课堂教学改革者必须考虑的问题。本课题组经过两年的设计、打磨，设计出一套适合大一新生开设《画法几何与建筑制图》教授方案。

（一）设计目标

1.巧妙利用互联网和智能终端，探索混合课堂教学新模式

在网络大数据的背景下，以智慧课堂信息化平台为载体，依托精品资源共享课程的建设，丰富本课程的教学资源，充分利用智能终端和信息技术优势，实现教学内容信息化、教学决策数据化、评价反馈即时化、资源推送智能化。通过混合教学模式，并对重难点内容采用翻转课堂形式，实现教与学的及时互动和成员之间、成员与学习工具的协同学习，突出学生的个性化学习，对使用智慧教学工具对学习过程数据进行实时追踪和数据分析，并通过量化分析来探索混合教学模式的新路径。

2.丰富、优化教学资源，提高教与学的双向效率

通过《画法几何和建筑制图》智慧课堂的建设，丰富、优化本课程的教学资源，加强课程标准、教学方案设计、课程视频等方面的教学改革，为相关学习者提供更优质、更宽广的教育资源，提高学习效率，放大学习效果，为建筑工程图学的教学模式发展提供参考。

3.做实改革，深度提升教学质量

通过试点专业教学内容的不断改革，总结课程改革经验，探讨规模和可行性，意欲使本课程教学研究提升至深度探究、思辨、互动与实践的新高度，最终为建筑设计类、建筑工程类、规划设计类专业学生及社会人员提供更优质的学习平台。

（二）设计原则

由于大多数院校的制图类课程多设在大一，对于课程教授过程要充分考虑学生的知识面。要多融入专业知识，用浅显易懂的例子来介绍专业图样。

1.人性化

不仅要改变“授—受”填鸭式的教学模式，还要充分尊重大学生作为教学中的主体地位，耐心倾听学生们的学习要求。关注学生的学习程度、进度、深度方面的数据，及时总结，并及时调整教学方案。以生态视野将学习者视为一个不断生成、不断建构的生长体，要把课堂变成为教与学的双向对话空间，在教学过程中，教师的主导作用与学生的主体作用相辅相成[7]。

2.趣味化

画法几何部分的内容较为抽象，需要较强的空间想象力，学生在学习复杂问题时难免出现厌学的情绪，这时需要把复杂的问题趣味化，借助大数据算法，筛选较有利的资源，采用空间展示、动画播放等方法讲解。

3.任务性

图3 智慧课程教学设计过程

在线上平台学习，不能全靠学习的自觉性，毫无任务压力地学习，对大多数学生来说未必有好的效果。在任务的约束下，学习有压力才有动力，并对完成的学生给予一定的奖励，驱动其继续学习。

4.进阶式

对于一些重难点知识，或者较难掌握牢固的知识点，需要由简单到复杂，循序渐进反复演练。为了激发学习动力和兴趣，需要采用进阶式知识输送。对于有能力的学生来说，进阶式能更好地展现其学习效果和能力。

（三）过程设计

以本教研组辅助教学使用的“超星学习通”和“精品资源共享课程网站”为线上学习平台，以《画法几何与建筑制图》课程为例，力图设计出符合适合目前教学的混合教学模式。在对课程内容分解和权重设计基础上，进行课前、课中、课后、评价设计如图3。

1.课前线上互动设计

在网站上和学习平台上上传PPT课件和相关视频，布置预习作业，设置预习任务点。建立讨论群，讨论作业相关注意项目和过程难点的解决办法，以及作业评分标准和互评标准。及时统计参与预习学生的学习情况和学习过程中的难点反馈情况，及时调整课堂教学计划和教学方法。

2.课中互动案例设计

课堂教学过程中，根据线上学习统计的结果，有的放矢，针对各个难点和学生的听课状态，设置签到、选人、讨论、抢答等环节。经过课程组的实践证明，课前积极参与预习的学生在课堂上较为活跃，抢答环节得分较高。以图片参与讨论的问题，参与人数较高，但是讨论环节的参与人数较少，尤其是要求写说明理由的，除几个较为喜欢该课程的学生，其余几乎无人问津。课中采用手机智慧教学工具APP选人时，学生们的兴致较高，主要在回答问题或者互动时，采用了对其表现加减分公布于众的形式，能激励学生们的学习劲头。但是此方法在课堂也占据一定的课堂时间，所以在一些重难点讲解过程中可以少量设计。

3.课后学习环节设计

学生利用网络教学平台、手机APP提供的课外阅读、布置课程作业等，完成知识内化顺应，重点难点逐步提高。在学习平台上及时批阅作业，及时查看作业统计情况，制作典型错题集锦，并分析出易混淆的知识点和难点，上传到学习平台上，另添加到下期的课件制作中，以备扩充后期教学资源。尤其是此环节的中对于及时批阅作业的做法，颇得学生们的欢迎。学生们对一些较难的作业答案存在疑问，如透视图的画法，可以把做好的作业通过APP传给老师，老师及时回复的同时还可以记录到学生课后学习数据中，分析后可方便下次课堂教学中重难点的把握，其余的学生也能从中受启发。

附表1 基于智慧课堂的课程建设面临问题及解决思路

4.评价系统设计

教学评价是教学过程中的重要组成部分，开展教学评价，便于更好地把控教学过程中教师的教学进展与学生的学习效果，以激励教师教学与学生学习的积极性。本研究在对教师的教学评价和学生的学习效果评价分析研究的基础上，分别设置课前、课中、课后评价[4][7]，主要通过超星学习通平台上的问卷项目和讨论项目来实现。

四、总结

本研究基于安徽科技学院建筑制图智慧课堂教学试点专业进行的，根据本校学生的自身学习特点和课程内容设计的，研究进行过程中发现，基于智慧课堂的课程教学设计要围绕以下几个问题进行：

1.建立合理的监督制度，并注重完善专题网站和学习平台学习环节项目。

2.连续跟踪总结同一课程班的学习情况，分析学习成绩和互动数据，制定合理的混合教学方案，设计更适合应本课程教与学评价机制。

3.制作重难点的解析视频上传至学习平台，并及时辅导；利用大数据、云计算丰富和优化教学资源。