“工程制图”课程异步SPOC混合式教学设计与实践

马星　王赫莹

[摘 要] 混合式教学模式具有显著优势，以“工程制图”课程教学实施为例，进行MOOC+SPOC+直播翻转课堂混合式教学设计与实施，建立以学生为中心的教学生态。教学实践表明，混合式教学达到了与课堂教学效果的“实质等效”。“工程制图”课程充分利用国家在线开放精品课程资源，根据本校培养目标和课程目标，在中国大学MOOC平台建设SPOC线上资源，通过直播进行翻转课堂教学，实现了疫情期间教学的顺利进行。学生通过SPOC进行线上自主学习，而线上直播课堂成为教师与学生、学生与学生进行答疑、交流的平台。

[关键词] MOOC;直播翻转课堂;混合式教学模式;成果导向教育

[基金项目] 2020年度沈阳工业大学本科教学改革研究项目“面向培养工程应用能力的跨校修读教学模式改革与实践”;2020年度沈阳工业大学在线教学国际平台课程、国家级一流课程、省级一流课程培育项目“工程制图课程线上线下混合式教学改革与实践”（100600176）;2020年度创新创业示范课建设项目“工程制图”（100600053）

[作者简介] 马 星（1987—），女，辽宁沈阳人，博士，沈阳工业大学机械工程学院讲师，主要从事工程制图教学改革研究及复合橡胶材料的摩擦磨损研究;王赫莹（1966—），女，辽宁阜新人，博士，沈阳工业大学机械工程学院副教授，主要从事工程图学与材料表面强化研究。

[中图分类号] G436   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）43-0066-04    [收稿日期] 2021-01-14

近年来，“工程制图”课程教学内容不断增加，但学时却不断减少，学生需求不均衡等问题越来越突出，尽管对教学手段不断改革，但传统的教学模式并未改变，教学效果不尽如人意。作为“工程制图”教师，笔者对教学质量深感忧虑，因此，亟待对传统教育模式的弊端进行改革，以满足社会对人才培养的需求。

一、国内外混合式教学研究现状分析

如今，全球教育正在发生翻天覆地的变化，MOOC作为挑战传统教育的新型教育模式，其发展势头强劲。美国可汗学院和TED微课作为典型，对全球的网络教育产生了重大影响。我国教育事业发展“十三五”规划提出，要推动“互联网+教育”，明确了在线开放课程建设的必要性和重要性。围绕MOOC、SPOC等在线学习的教育教学改革研究与实践成为教育领域一股不可逆转的势头。清华大学、上海交通大学等多所高校陆续在“学堂在線”“好大学在线”“中国大学MOOC”等公众平台率先上线了制图类慕课在线开放课程，使更多的学校能共享这些优质的教学资源，并共同探索基于信息技术的“工程制图”混合式教学新模式。混合式教学模式整合了传统课堂教学和在线教学两种教学的优势：在线教学侧重知识的传授，可将教师从重复讲解中解放出来，把更多精力放在线下课堂中的讨论和实践答疑环节。从“以教为主”向“以学为本”转变，真正体现“以学生为中心”的教育理念。

不同于其他基础课[1，2]，“工程制图”课程是实践性很强的技术基础课，是引导学生认识工程和走入工程的桥梁，是培养学生工程意识、工程素质和多项能力的入门课程;因此，上课规模不宜过大，并需要有助教个性化辅导。先进的教育理念和技术手段必将促进教学方法、教学手段、教学模式及课程内容体系的改革与创新。

二、“工程制图”课程混合式教学设计与实施

基于“工程制图”课程混合式教学实践的基础，在中国大学MOOC平台，选用大连理工大学国家精品在线开放课程“现代工程制图”，结合本校培养方案、课程目标及学情，建设完善了异步SPOC网上资源。这些前期工作为后续在线教学的顺利实施奠定了坚实的基础，使得利用MOOC+SPOC资源，开展“MOOC+SPOC+直播翻转课堂”的混合式教学成为可能。开课前在慕课堂对各教学班进行分组，以便于及时掌握学生的在线学习状况和成绩。由于本课程既具有严密的理论性，又具有较强的实践性，需要进行实时指导，帮助学生构建空间形体分析能力及绘图、读图能力，因此，通过MOOC平台采用“面授”方式直播，让学生有在教室上课的感觉，缩短与学生之间的距离感，提高翻转课堂的教学效果。

工程教育专业认证遵循三个基本理念：成果导向、以学生为中心、持续改进。成果导向教育（Outcome-based Education，简称OBE），即教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果[3]。MOOC+SPOC+直播翻转课堂教学模式主要由课前学习、课上学习和课后复习三部分构成。根据OBE教育模式，以学生“主动学习”为中心进行教学设计，浅层知识由学生在课前自行学习，高层能力由教师引导在翻转课堂通过认知活动、互动练习等获取，具体教学流程如下。

（一）课前教学设计与实施

鉴于学生手里没有教材的实际困难，设计了“导学笔记”，便于学生观看视频时做记录和复习，避免观看视频的盲目性。通过课程公告指导学生首先下载本周“导学笔记”，然后边观看SPOC视频边做笔记，并随时将不懂的问题在“老师答疑区”提出，与老师进行互动交流，有效弥补了课堂互动的缺失。然后，完成本周“在线测试”，每个“在线测试”设有5次机会，学生可以反复练习，有效激发了学生的学习动力，达到巩固、提高学习效果的目的。图1是“拉伸体、常见回转体轴测图”的在线测试成绩分布情况，由图可以计算出平均得分率为97%，表明绝大多数学生成绩优秀。其他在线测试的平均得分率均达到92%以上。

（二）在线直播翻转课堂教学设计与实施

BOPPPS教学模式是加拿大广泛推行的教师技能培训体系ISW的理论基础，以学生为中心，以模块化的方式分析教学过程[4，5]。根据BOPPPS有效教学法进行直播翻转课堂设计，引导学生进行参与式学习，将知识点串联整合成完整的知识体系。翻转课堂采用慕课直播+慕课堂模式进行，在MOOC平台进行直播，通过慕课堂进行签到、课堂测试、练习及问卷调查等活动。

1.导入课程内容（Bridge-in）：上课前10分钟打开慕课堂签到，使学生有一种仪式感，以便迅速进入学习状态。基于问题和工程应用实例导入课程内容，激发学生的专业学习兴趣，引导学生进入课程学习。

2.传达教学目标（Objective）：用可量化、可测量的行为动词准确表述低阶、中阶和高阶的教学目标，强调重点和难点知识。

3.先测（Pre-asseaament）：通过慕课堂练习进行测试，了解学生课前低阶性知识的学习效果，根据存在的普遍性问题，及时调整课堂教学内容的进度与深度。

4.参与式学习（Participatory Learning）：通过边讲边练、小组讨论、项目实践等多种形式对教学重点和难点进行理解，提升学生分析解决问题的能力。

5.后测（Post-asseaament）：通过慕课堂练习、讨论、问卷等形式进行测试，或与学生进行互动答疑，及时掌握学生课堂学习的成效，了解是否达成了教学目标。

6.归纳总结（Summary）：将知识单元中的教学重点和难点进行串联、整合，构建知识体系，培养学生归纳、提炼的能力。

7.发布预告（Bridge-out）：发布课程预告，形成教学逻辑闭环，引导学生自主进入下一个知识单元内容的学习，培养学生的自主学习能力。图2是课堂活动类型统计图。

线下的翻转课堂教学则增加讨论和实践的时间，侧重解题、绘图、上机操作实践指导，以综合例题覆盖相关知识点，突出知识点的综合应用。课内学时有限，课外以学习小组形式进行同伴式学习，同学间互相帮助，充分讨论，共同提高。这样线上线下相结合的混合教学模式，充分体现了以学生为中心的教育理念，可有效提高学习效果。由于计算机设计软件的教学实践性强，学生对计算机软件的掌握程度差异较大，很难“齐步走”，必须采用个性化教学。因此，计算机二维及三维设计软件的教学内容采用依托线上视频的翻转课堂形式：学生根据自己的速度学习指定的教学视频，根据作业要求和评分标准在线提交电子作业，并在指定时间参加互评。互评的过程也是再学习的过程。教师在课内教学中的主要任务是设计作业题目，给定评分标准，指出软件操作中的要点，针对学生操作中遇到的困难和具体问题进行个性化辅导。

线上课程后台的数据统计可帮助教师及时了解学生的在线学习状况，以便有针对性地开展教学;教师的答疑从线下的见面答疑扩展到利用线上的讨论区与学生互动，以及利用微信、QQ等多种形式个性化在线答疑，线上线下师生充分互动，能有效促进师生之间、學生之间资源共享、互动交流及学生自主式与协作式学习。

（三）课后复习与作业

课后任务设计注重能力拓展，强调巩固与反思。线上发布单元测试、单元作业。教师对课后作业设置明确的考评点，协助学生互评，促进生生相互学习与提升。在讨论区抛出讨论话题，教师及时参与互动，在教师引导与陪伴中实现“深度学习”，培养自主学习和解决复杂问题的能力。

（四）课程考核

改革课程评价方式，从学习输入性评价转变为学习输出性评价，从单一性评价转变为多元化评价，提高形成性评价项目和期末考试题目难度，提高课程的挑战度。

平时成绩50%，主要考核对知识点的理解和掌握程度、绘图操作技能等;期末考试成绩50%，全面考核对基本概念、空间几何问题的图解能力，以及空间想象能力和空间分析能力。

三、混合式教学实践

（一）实践结果

通过两个学期“MOOC+SPOC+翻转课堂”教学模式的实践，课堂活动多种多样并井然有序地进行，学生学习兴趣有所提高。学生参与度高提升了教师的教学热情，教学质量稳步提升。结果显示，学生成绩有所提高，在学生对教师教学水平的评估中，教师分数均为优秀，得到了学生的高度认可。

（二）成绩分析

新型教学模式班级与传统教学模式班级成绩对比如图3所示。传统教学模式班级平均分为66分，标准差为19;新型教学模式班级平均分为71分，标准差为11。与传统教学模式班级相比，“MOOC+SPOC+翻转课堂”教学模式班级平均分提高了5分，标准差较小，说明学生分数差距不大，整体水平稳定。“MOOC+SPOC+翻转课堂”班级成绩70～79分数段、80～89分数段明显高于传统教学模式班级，说明学生普遍能够接受且很快适应这种学习方法，并取得很好的成绩。

四、课程思政与总结

在一学期的在线教学实践中，通过共享优质在线资源和精心设计直播课堂，顺利实现了疫情期间的在线教学。同时，在知识的传授中强调价值引领，使学生养成良好的学习习惯，提高自主学习和自我管理能力。在严谨治学上，注重培养学生的标准化意识、认真负责的态度及团队合作精神。将课程思政“润物细无声”地融入教学中，达到知识传授、能力培养和价值引领三位一体的教育教学目标。本教学体系更关注学生反馈的学习效果和作业完成的质量，发现问题及时调整、持续改进。该体系环环相扣、互相支撑，方能较好地在有限的课内教学学时内完成如此大量的教学任务。

随着互联网时代的到来，立足当前国际形势与高等院校教学模式的现状，对教师教学模式带来了新的挑战，对学生学习方法提出了新的要求。这就要求教师不仅要使学生了解学科的发展，更要培养学生的自主学习能力，要充分利用好网络资源，拓宽学习途径。在“工程制图”课程中，应用“中国大学慕课”网络平台建立适合于本校教学计划的SPOC平台，通过“MOOC+SPOC+翻转课堂”的教学模式，将传统教学模式与互联网有效结合，有效地提升了学生的学习效率，培养了适应时代发展的创新型人才。

参考文献

[1]张京英，佟献英，杨薇.“互联网+”时代图学教育现状调查与研究[J].图学学报，2017，38（6）：919-924.

[2]张京英，杨薇，佟献英，等.构建基于OBE的立体化制图教学新体系[J].图学学报，2019，40（1）：201-206.

[3]李志義.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[4]曹丹平，印兴耀.加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J].实验室研究与探索，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