混合式教学模式在《设计可视化》系列课程中的应用研究

刘雅婷　樊灵燕

关键词：线上+线下 混合式教学模式 环境设计 设计可视化 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）09-0116-04

引言

随着社会发展，互联网已渗透到生活、工作、学习等各个方面，而高等教育也势必要紧跟时代步伐，谋求新的发展。随着教育理念与信息化程度的更新和不断发展，高等教育逐渐从“知识讲授”转变为“自主学习、多元发展”[1]。通过互联网+信息技术的深度融合促进优质教育资源共享及教学改革与发展，改良传统线下授课形式，优化教学方法，推动“线上+线下”混合式教学模式实践，已经成为近年高校教师教学改革的重要议题之一。

一、《设计可视化》课程背景与现状分析

《设计可视化》系列课程为环境设计专业的必修课之一，包括《设计可视化-1》与《设计可视化-2》，作为环境设计专业核心课学习之前的最后的基础类课程，起到承上启下的桥梁式作用，课程的全过程贯穿环境设计专业所有设计类型及步骤图纸的可视化表达，为后续专业核心课程学习提供前期支持和潜力挖掘。

《设计可视化》系列课程具有以下几个特点：第一，课程内容涉及的知识点较复杂，逻辑框架不明确，且实践操作部分内容较多;第二，课程目标聚焦于对学生设计思维和设计实践能力的培养，但这方面能力较难训练及考核;第三，相关设计前沿理念及图纸可视化表达及应用技术更新较快，教学内容未紧跟时代形式，对这方面内容涉猎较少。根据对以上课程教学特点进行分析，本课程目前存在以下几点问题：

（一）技术推陈出新，课程内容亟待重新梳理

随着信息技术与各种虚拟现实软件工具的推陈出新，社会和企业对于具备环境空间数据分析、设计可视化能力的人才需求也越来越紧迫[2]。本课程原有的教学内容和方法已不适应现在的新技术，课程内容需要重新梳理;授课对象为刚结束基础手绘类课程的学习的大二年级学生，对计算机辅助实操类专业课程的学习方法缺乏经验，且与后续专业核心课程内容的学习存在脱节现象;

（二）课堂形式与教学方法受限，學生能力提升困难

本课程具有理论性与实践性的双重特性，需要处理复杂的设计数据及信息并进行图纸表达，对学生动手操作能力和应用能力要求较高，单一的由教师为主的理论讲授法和线下教学的形式已不适应于当前大学生的学习需求，不利于学习形式的多样化拓展，较难实现知识内化和能力提升，亟需引入创新的课堂形式和教学方法;

（三）传统课堂时间空间受限，师生缺乏互动交流

传统课堂主要以教师的单向信息传播为主，缺乏师生、生生互动交流，且课下学生也缺少联系老师和同伴的平台和工具，遇到问题时往往选择自行理解和解决;同时，学生的学习数据及掌握情况较难跟踪收集，不利于教师对下一次授课内容做出及时的调整。这种时空受限、缺乏交流的状态使得师生之间信息交往不对称，易造成误解，直接导致教学效果不理想。

二、线上线下混合式教学模式的构建思路

大数据时代的发展带来新的机遇与挑战，尤其是各种虚拟现实软件工具的不断推出，设计方案的呈现与数据可视化表达方式也表现出多样化的趋势，社会和企业对于具备环境空间数据获取与分析、设计可视化能力的人才需求也越来越紧迫[3]。构建线上线下混合式教学模式，科学调整线上与线下教学比例，对教学内容进行重新梳理，采取创新的教学方法和结构化分数考核评价等，都能有效提高教学效果，这也是本课程改革的重点所在。

因此，本课程以线上课堂的智慧化工具、互联网特点与传统课堂优势相结合为切入点，充分利用国家一流课程等优质教学资源，构建由理论知识、创新设计和综合实践三个层次组成的三维课程内容体系，在课前、课中和课后三个阶段实施混合式教学活动安排。这不仅是两种教学形式的简单叠加，而是一种“以学生为中心、以学生能力发展为目的”的体验化、沉浸式教学模式。下面将从教学内容梳理、教学方法的创新、教学实施过程安排与考核评价方式几个方面来详细阐述混合式教学模式的构建思路。

（一）教学内容安排

根据线上线下混合式教学模式的特点，在保证与前修基础课程延续性的同时，加强与后续专业核心课程的联系，对教学内容进行重新梳理，分成三个主要模块：①前期分析：解读环境、功能、受众等对设计方案的影响;②设计推演：呈现设计概念与逻辑思维;③成果校验：验证设计的合理性，在三个模块下又细分为12个子模块，其中线上学习模块4个，课程总课时为64，其中线上学习为24课时，占总课时的37.5%。

针对问题一：在保留传统图纸表达内容的基础上增加前沿性和高阶性的内容，增加如：数据爬取、可视化表达、虚拟仿真效果表现等课程内容，紧紧围绕社会对大数据人才的需求，结合环境设计专业本身的特点，更新教学内容，与时俱进地引导学生的学习兴趣。

针对问题二：增加学生自主思考和实践模块课程内容，如：景观/建筑类型学分析、功能分析等，增强对学生分析、解决问题的能力;教学内容按照设计过程前期分析、设计推演、成果校验三段式推进程序进行设计，加强逻辑思维能力的训练。

针对问题三：划分部分需要团队协作、师生交流完成的课程内容模块，加强师生、同伴之间的互动。以小组团队形式开展对实际项目的设计策略提出与图纸展示表现，将团队合作的模式贯穿空间虚拟展示、图纸表达效果的整体流程，激发学习兴趣与动力，培养沟通能力与团队协作精神。

根据专业及线上线下混合式课程建设的指导思想，结合本课程的具体特点，确定了面向具备环境空间数据、地理空间分析处理能力、设计图纸可视化能力的人才培养目标的课程内容体系。具体课程内容安排如图1。

（二）教学方法及手段

根据环境设计专业大二年级学生及本课程的特点，针对课程教学中出现的三类问题，结合理论教学与三种以学生为中心，以学习能力提升为目的的体验式教学法，为线上线下混合式教学模式提供教学方法支持，主要教学方法有以下三种：

1.针对问题一：采用虚拟现实结合教学法

本课程基于ENSCAPE/LUMION/GLOBAL MAPPER全能电子地图等虚拟现实软件或平台，学生通过慕课MOOC、建筑学堂等在线学习网站预先在线学习虚拟现实软件，线下授课时教师示范如何进行设计可视化图纸现实呈现的过程。通过线上自学、线下示范、虚拟现实表现“三位一体”的教学方法，有效地提升了学习效率，同时强化学生自主学习能力和解决问题能力的培养。

2.针对问题二：采用案例式PBL教学法

本课程的三大课程内容模块对应设计的三段式推进程序——前期分析、设计推演、成果校验，每个模块下细分的课程内容为可单独解决的问题，因此拟采用案例式PBL教学法，教师预先在线上教学平台发布结构化预习任务，用真实案例+问题解决+提出对策的过程引导学生进入真实案例情境，提高学习积极性，提升学习效果。

3.针对问题三：采用互动式教学法

依托现代信息化与大数据技术，教师按照以学生为中心的思路，通过动画、仿真模拟、图片和视频等方式将关键知识点生动呈现出来，使学生在线上使用时能够实现在情境中吸收知识、在实践中提升技能。在线上学习平台（如：智慧树）实现课前与课后，师生、生生互动协作学习，让学生实现在探究中学习，在团队中成长。

（三）教学实施过程

本课程总课时为64课时，其中线上学习时间为24课时，占总课时的37.5%，以课程内容及教学方法为依托，构建课前、课中、课后的三维沉浸式教学体系，具体实施过程如表1。

此线上线下混合式三维教学体系不是简单的依序操作，而是反复循环与迭代的过程，如图2。

（四）课程考核评价方式及分值构成

根据OBE理念，将课程目标和学生毕业要求作为课程考核评价方式和内容的制定依据，与混合式教学方法相配套，科学评定课程学习成绩[4]。课程总评成绩由结构化分数组成，如图3。

②课堂汇报或讨论，占10%，包含线上平台签到、线下考勤和课堂汇报或讨论参与次数与质量;

②阶段性平时作业，占25%，线上部分包括讨论发帖次数，线上课程学习进度与完成度，单元知识掌握程度的线上测验完成度与正确性等，线下部分为课后平时作业的完成质量等;

③团队实践合作项目，占25%，包含PPT汇报文件制作质量以及演讲演示效果、小组团队作品质量，反映学生思辨能力的PBL成绩等;

④大作业任务（学生提交设计作品，校内教师+企业导师评图打分），占40%，主要考查学生对课程知识的深度理解和迁移能力，对学生分析问题解决问题以及创造性思维能力进行评价。

三、线上线下混合式教学模式在《设计可视化》课程中的具体应用

通过对教学内容的重新梳理、教学方法的优化和教学体系的构建，本课程线上线下混合式教学模式实践需要达到以下三方面教学目的：

（一）明确学习目的，培养设计思维与逻辑

《设计可视化》系列课程的学习是从前期分析—设计推演—成果校验的系统连贯的知识掌握，课程内容框架较复杂。线上教学的形式可以更便捷的建构理论知识逻辑框架[5]，有助于教师梳理课程内容，也有利于学生在短时间内形成知识体系，明确学习目的，培养设计思维，并在线下的设计实践过程中进行创造性的探索。线上线下结合的混合式教学模式以达到设计图纸可视化实践为目标，在设计思维生成和实践表达阶段都可利用线上教学平台内的课程资源进行薄弱环节的点对点的直接渗透，且可借助文字教程、视频回放、案例资源库等方式在课后进行复习和理解，以达到知识点的内化和迁移，应用于各类设计实践中，更有效率地促进学习目标的达成。

（二）拓展学习形式，强化设计实践能力

《设计可视化》系列课程的课程目标是使学生能够对多种类型设计项目进行前期分析、设计推演、成果校验与图纸表现，激发学生在课堂内外自主探索新知、创造性思考与解决实际设计问题的潜能。本课程打破时间与空间限制，在线上教学平台提前置入理论知识及课程内容逻辑框架，使得学生能够在线上提前学习部分知识，理论知识的前置留给线下课堂更多时间进行设计考察调研与实践能力的训练。同时拓展更多元化、个性化的教学与学习方式，将教学、研讨、实验、训练、合作等内容置于情景化的模拟仿真环境中，提高学习积极性和教学质量，将已认知的理论知识在设计实践中不断推演和校验，强化学生的自主思考与实践能力[6]。此外，在线上教学平台举办课程“线下+线上”作品成果汇报与评图，邀请企业专家莅临指导，促进设计作品的产业转化。

（三）增强教学互动，激发师生学习潜能

传统的教学形式往往以教师讲授为主，师生、同伴之间缺乏互动[7]，在本课程中运用混合式教学模式，提高师生、生生互动交流，以期有效增强教学互动。教师在交流互动的过程中了解学习情况，也可以对自己的教学过程进行反思和调整，学生在与老师、同伴的交流互动过程中能够提高团队协作沟通能力、强化对知识的记忆和理解。课前可以提前学习，与老师交流询问知识点内容，课堂上可以重点理解和答疑，与老师、同伴研讨，课后还可以对课程内容进行回顾和总结，这样对同一个知识点就可以进行起码两轮次的学习，客观上延长了学习过程，这是传统课堂形式无法达到的效果，也是混合式教学模式的优势所在。

现以本课程中（一）前期分析课程模块的第3个知识点“地图数据爬取与可视化表达”为例，详细阐述线上线下混合式教学模式在《设计可视化》系列课程教学实践中的具体应用，如表2。具体实施过程如图4。

四、混合式教学模式在《设计可视化》系列课程中的应用效果分析

（一）混合式教学效果问卷调查数据分析

通过对实施了混合式教学模式的环境设计专业2018级学生（共60人）进行教学效果问卷调查（问卷星匿名问卷），反馈结果表明，线上线下结合的混合式教学取得了较好的教学效果。77%的学生对混合式教学改革非常满意或满意，52%的学生认为，混合式教学模式明显提高了自己的学习兴趣，改变了认知模式与学习习惯，主观能动性有效增强;95%的学生认为课堂互动相比单纯的线下授课有所增加，促使学生敢于质询和提问，表达自己的观点，有利于知识的深度掌握，如图5、图6、图7。同行教师及督导听课后普遍反馈为教学方法新颖，教学模式设置合理，对学生能力的提升有很大帮助，增强互动交流对教学的良性发展有促进作用。

（二）期末考试成绩对比分析

利用SPSS软件针对未实施混合式教学的2017级环境设计专业2个教学班（f170821、f170822）与实施了混合式教学的2018级环境设计专业2个教学班（f180821、f180822）进行期末考试成绩箱型统计分析，分析结果表明：2018级两个教学班的期末考试平均成绩较2017级要高，2个班的平均成绩都提高到80分以上。高分学生增多，高于90分的学生比2017级增加，低分学生减少，没有低于65分的学生。总体而言，通过线上+线下混合式教学的实施，2018级学生的总成绩得到了显著提高，专业知识的掌握与内化程度较2017级也要更好，如图8。

此分析研究的不足之处在于：期末考试成绩对比分析结果准确度受到样本数量和其他因素的交叉影响，且由于样本数量有限，未能充分研究混合式教学对期末成绩的影响细节。后续研究随着开课轮次的增加，将会扩大样本容量，采用更科学的分析方法，深入研究教学改革与学生成绩之间的因果关系与影响强度，进一步验证此教学模式的科学性。

结语

基于对《设计可视化》系列课程特点及学生情况的分析，进行线上线下混合式教学法实践，不仅拓展了课程的学习形式，完善了课程体系的构建，亦不断优化了课程内容、教学方法、考核形式等，且加强了师生之间的交流互动，教学效果良好。

但是，在课程改革实践过程中仍有一些问题值得探讨和反思：（1）教师要花费更多的时间精力进行教学资源准备与教学过程设计，客观上增加了工作量，对专业素养要求也更高;（2）学生在之前的学习生涯中未接触过这种类型的学习方式，不适应线上线下的混合式教学模式，因此在教学实施的过程中应随时观察学生是否能够适应。总而言之，网络与信息技术的发展助推教学改革，高校教师应聚焦此二者的有机结合，积极开展混合式教学模式的研究与实践，更好地提高教学效果和教学質量。