混合式教学模式应用优化研究——基于《SolidWorks三维设计基础与应用》课程的教学实践

朱文良，钱雯磊

（上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海）

一 引言

互联网技术在教育领域的作用日益凸显，“互联网+课堂教育”这种混合式教学模式，通过远程连线教学的方式，把课堂搬到线上，成为传统课堂向数字化教学转型的重要途径。如何运用互联网技术优化信息技术课堂教学结构、整合线上与线下教学资源、变革学生的学习方式、实施精准教学、提升学生的核心素养成为课程教学改革面临的难题之一。但是，工程类专业的实践课程具有实践性较强的特点，授课时师生间需要面对面互动，所以这类课程开展网络教学的难度大。授课教师面临网络授课模式下保证工程实践课教学质量的挑战[1]。而开展混合式教学的终极目的并非单独使用平台教学，也并非完全独立构建数字化教育资源，更并非同时进行花样繁多的教学，而是有效提高学生复习的深度和有效性。

混合式教学模式是整合线下教学与在线学习两种学习模式，发挥其各自教学模式优势，形成互补的一种新的方式[2]。融合多种学习方法、教学模式、教学资源、教学媒介、教学环境，形成优势集群，从而达到1+1＞2的效果，通过利用现有技术拉近教师与学生关系，弥补在线下教学时师生课下交流少、交流不全面、交流缺乏契机等的不足。混合式教学是融入信息技术的一种全新的教学模式。课前教师将学习内容发布到相关平台，学生通过网络教学平台客户端提前完成学习任务下载、资料收集、观看教学视频、学习架构、相关重难点及相关问题讨论内容，并在组内进行探讨，在小组成员意见达到一致后，通过平台提交问题端口回答问题。任课教师根据学生答卷完成情况及效果满意度有针对性地进行线上课程教学目标的修改。教学中，教师根据学生反馈的共性问题和相关疑惑进行统一解答，这样既能促进学生对知识点的把握又能增进对新的教学模式的适应。混合式教学方法也充分调动了学生的学习激情，增强课堂趣味性的同时也提高了学生独立学习的能力和团队协作能力[3]。

二 《SolidWorks三维设计基础与应用》课程的特点

《SolidWorks三维设计基础与应用》课程是机电类专业和车辆工程专业的选修课，授课对象是该类专业大二或大三的本科生。工程图学、机械制图以及CAD技术和机械工程原理等基础课，是学生必须掌握的该学科基础的知识。综合性与实践性是本课的最明显特点，教育手段主要以计算机上机练习为主，通过讲解计算机辅助设计的一般基础知识与具体实用技巧，让学生掌握电脑三维造型的具体流程，并学会运用计算机软件SolidWorks对机器零件进行产品设计的方法，从而提高数字化工程设计的基本技能[4-6]。

学生学习本课程以后，基本能够掌握七项专业知识和实践操作技能：一是掌握SolidWorks软件基本界面及软件使用的基础知识；二是掌握如何创建简单及复杂草图的基础知识；三是掌握拉伸、剪切、翻转等基本特征命令的基本知识和技能；四是了解扫描、放样、阵列等高级特征命令的基本知识和技能；五是掌握典型的机械零件建模技术；六是掌握一般的复杂零件产品设计与组装技术；七是掌握用三维空间建模制作二维工程视图的能力。总之，通过本课程的学习，学生一方面对计算机辅助设计技术有了完整认识。另一方面，对产品结构关系有了更深刻、更立体、更直观地了解，拓宽了学生空间想象力、动手能力以及实际操作能力等。并且具有应用所学知识初步解决工程中辅助设计问题的能力，尤其是使用计算机熟练进行工程制图和一些典型零部件的三维造型能力[7-8]。

三 线下与线上教学模式的优势和弊端

（一） 传统线下教学模式的优势与劣势

传统线下教学主要采用课堂授课，师生互动交流便捷，教师在教学过程中通过眼神交流、语气、问答互动与小组交流讨论等方式了解学生对课堂内容的理解与掌握情况，实时调整教学进度和教学方式。传统线下教学是在教室中完成，课堂集体学习氛围有助于提升学生专注力。但传统线下教学模式存在三个方面的弊端：一是灵活性差。传统课堂教学无法应对紧急突发状况，这个问题在疫情防控常态化下尤为凸显，学生因疫情不能返校上课，线下教学就无法开展。二是学生积极性发挥受限。课堂教学一般以教师“讲授”为主，这种以教师为主导的课堂授课模式限制了学生学习积极性的充分发挥，有时会出现“满堂灌”的教学现象，师生之间缺乏互动性，不能有效启发学生思考能力，预期的教学效果不是很理想。三是教学反馈不够及时。授课教师在这种授课模式下，未能及时对教学效果进行反思与改进，一般是在期末考试之后，才依据考试成绩了解到教学成效，未能及时发现问题，影响了教学效果的提升[9]。

（二） 线上教学模式的优势与劣势

线上教学是通过在线网络技术手段实现远程教学活动。目前，线上教学平台主要有中国大学MOOC、超星学习通、雨课堂和腾讯会议等。疫情暴发之前，线上教学模式只是“锦上添花”，但疫情防控常态化之后，线上学习代替传统教学模式，逐步被接受和适应。首先，线上教学模式打破了时间和空间的局限。该模式将原来在教室进行的集中式学习，转变为在线的分散式学习，对学习的“空间”和“时间”要求更为灵活，基本能够满足疫情防控常态化正常开展教学活动的需求。其次，教学过程可被完整保存。线上教学平台能够保存教学资源，方便教师反思总结和学生复习回顾。此外，线上教学可实现“以学生为中心”的学习。学生在线上教学的学习过程中，可随时查阅资料，或回看教学视频，拥有更多主动权。线上教学模式也极其容易受到各种环境因素的影响，在2020年度疫情防控期间也出现一些弊端：一是传统教学模式的惯性阻碍了线上教学模式的效果。线上教学没有了教师面对面的课堂管理，无法判断学生的学习态度和专注力，学生的自我管理能力、自主学习能力和学习行为习惯成为影响线上教学效果的重要因素[10]。二是自律性差的学生学习效果不显著。部分学生自律性较差，加之缺乏线下监督和指导，这类学生未能高效参与到教学活动中；三是学生学习效果较易受外界环境影响。学生线上学习的外部环境是开放性质的，缺乏自制力的同学极易受到外界环境干扰所带来的影响，导致学习效率低下；第四，线上教学互动方式受限。线上授课教学互动主要采用语音和视频形式进行，师生间的实时交流和现场互动和及时反馈较为困难，无法实现眼神交流和情感交流等互动，容易导致学生学习兴趣下降；第五，在线学习成本相应提高。线上学习必须具备两个条件，即电脑硬件和网络畅通，学习成本相应提高，给偏远地区家庭造成负担，给留学生的学习带来不便；六是线上学习方式的不当会危害身体健康。线上学习势必要长时间与电子产品接触，如果使用不当会对学生视力造成损伤，同时由于长时间坐着也会对腰部、颈部造成影响。

总之，疫情防控常态化使得部分学生不能按时返校参加线下课堂学习，课堂教学这种线下授课方式必须与线上教学结合起来，教师才能更好地完成教学任务，学生才能更好地完成学习目标。大数据时代，运用各种新技术的网络课程学习平台网站各具特点。然而，受限于经费和技术等因素，部分高校不具备持续更新学习平台的条件，疫情常态化下学生的学习方式和学习需求呈现多元化趋势。同时，作为以实践性检验为主的工程类专业学生来说，实地勘探考察是对知识理解直观感受最深的方式，网络教学的教学效果不理想。在网络教学模式安排下怎样保证主要以线下实践为主的工程实践课的学习质量，是《SolidWorks三维设计基础与应用》课程教学改革面临的挑战。传统线下教学和新型线上教学各有优劣，疫情防控常态化下实行线上线下相结合的教学方式迟早会作为一种新常态应用到教学管理模式中来，继续探索该模式教学的优点，以适应未来一段时间对教学安排的影响[11]。

四 疫情防控常态化下混合式教学模式应用优化建议

（一） 明确混合式教学的关键节点

第一步，教师首先明确教学目标，将教学内容细化成知识点，不同的知识点选择不同的教学方式。第二步，优化教学结构。通过学生主体与教师主导的深度融合优化教学结构。在混合式教学前，教师要思考“如何设计教学才能高效运用与学生线下面对面的时间”。为增加学生学习体验，在教学目标设计时教师要以学生需求为中心展开设计。第三步，教学评价与反馈。评价形式可通过线上教学平台测验、Project、视频、音频、线下考试等多种形式。第四步，学习方法指导。教师课前对学生进行分组；在面授教学中，有意识地让学生在课后对课堂所学习的内容进行总结，通过“复盘”学习过程认识到自己存在的问题及解决方法，从而建立起一套自己的学习体系；教师在课后通过布置作业和查阅资料等方式，培养学生自主学习的意识与动手能力，在实践中帮助学生找到适合自己的学习方法。

（二） 丰富师生双方角色定位，建立教学多维评价体系结构

学生在混合式学习过程中，扮演两种角色，一方面是知识的接收者，另一方面也是知识学习的主动参与者。学生在明确学习目标基础上进行自我管理，及时进行学习进度的规划和学习成果的总结。学生通过三个基本维度参与到学习中，一是参与学习的广度；二是参与学习的深度；三是参与学习的有效度。在教学过程中要对照学生学习的维度，对教师的教学行为和学生的学习行为开展科学评定[12]。师生在“教”与“学”的情境中，使用多种方式强化交互效果，高质量共同完成学习任务。混合式教学对教师的能力要求更高，教师作为知识传授者，也更是学生学习的指导者。教师成为了导演、编剧和演员，扮演着课程教学内容的开发者、分组讨论的点评者和信息资源的构建者以及查询者。传统教学模式下，教师按照固定的教学模式流程，严格遵循授课大纲备课到授课的程序，而混合式教学模式却不适合这一模板，对教师要求更高，不仅要具备最基本的授课能力，更要具备信息技术的应用能力、知识点与信息技术的融合能力、分组讨论的引导和点评能力、突发问题的处理能力等综合技能。

（三） 提升师生双方互动交流的成效，营造师生双方满意的学习环境

学习环境是多层面立体的，包括多媒体辅助的面对面教学环境和突破时间和空间限制的网上教学环境。为提升师生互动交流成效，在打造使得双方都满意的学习环境下创设不同的学习情境，融入多种形式学习，例如协作学习、“帮扶”学习和互助学习等。教师在教学设计中，一方面既要考虑到知识传授的方式，更要注重培养学生追求探索学习的能力。通过模拟真实情境，唤起学生现有认知中相关的知识与经验，进而引导学生学到新知识。另一方面，要搭建师生之间多形式交流渠道，按照知识点、侧重点和授课内容的不同，采用相应的讲授方式、讨论方式和交流工具。依据每节课的授课任务，在条件允许的情况下，适当增加学生分组讨论，教师做好分组讨论的点评与知识价值的引领。学生可以按照自己学习需要，主动开展形式多样化的学习方式，比如使用笔记本电脑和手机等各类电子产品，针对自己薄弱环节，在线搜索相关专题方面的内容或者将上课时的教学资料进行反复观看并及时与教师进行沟通，也可以通过在线讨论、小组讨论和分组练习的方式与组内成员交流，既提高了学生的自学能力、表达能力和思考能力，又形成了组员之间良好的学习氛围，在这一过程中教和学都得到提升，构建了师生新型学习共同体。

（四） 促进学生灵活运用混合式学习方法

混合式学习包含线下课堂与线上教学，教师教学成果也需要从线上反馈和线下查看学习掌握程度。及时进行课堂总结，教师一方面要及时开展教学反思，总结每节课的收获与不足，及时查漏补缺。另一方面也要引导学生反思自问，让学生对本节课学习内容、学习难点进行及时回顾总结，并且对教学方式作出评判，对自己的学习成果进行评价。同时，注重训练学生的整体思维能力，可以通过自我评价、同学评价、老师意见等方式对学生做得好的方面及时给予鼓励，激励学生主动看到自己学习中的优点，通过自我赞赏提高学习信心，培养学生养成反思与总结的学习习惯。在线学习中，教师要结合课堂面对面教学中学生出现的理解或认知误差，设计出适当的情境和教育案例，结合本领域、本行业和本专业的最新工程实践案例，帮助学生剖析出在基本概念、知识、工程运用等方面发生错误的原因，并引导学生进行结果检查，从而培养学生的错误意识，提高学生的反思能力，帮助学生在检查错误的过程中扎实地掌握知识，并抓住基本知识点的本质和工程实际运用方面的契合点[13]。“混合式”教学模式和学习方法相对于传统的“直授式”“强灌式”教学模式来说，充分体现了教书育人的本质，提高学生自主学习、独立思考的能力，两种方式各取其优点，实现学习成果交流、学习内容回顾的课前、课堂、课后全覆盖，二者相互支撑，将两种模式综合，实现了一体化教学效果。

五 结语

本文以《SolidWorks三维设计基础与应用》课程的教学实践为例，进行了混合式教学模式应用优化分析。教师实现了由知识传递者到教学活动的设计者与指导者的转变，使老师和学生之间发展为一个全新的学习伙伴，师生之间构建起融合互通的学习共同体，达到了“部分相加大于总体”的教学成效。