以能力培养为导向的应用型本科“机械制图”课程线上线下混合式教学探析

王丽萍 何航红 覃钰杰 赵琳

桂林理工大学南宁分校 广西南宁 530000

机械制造在我国经济发展中具有极其重要的地位，因而社会的发展对机械专业人才的需求不断提升，要求应用型本科院校学生能够具备良好的理论知识以及实践技能[1]。“机械制图”课程以实体模型、机件为研究对象，以解决生产实践中的实际问题为宗旨，使学生获得机械制图绘图原理及识图的方法，能够规范地绘制机械工程图样。着重培养学生空间思维能力、尺规作图和计算机绘图能力以及从业所需的基本职业技能和素养。本课程采用线上线下混合式教学模式，培养线上学生自主学习理论知识，线下积极动手实践，确保课程获得更好的教学效果。

1 “机械制图”课程基本情况分析

1.1 课程在人才培养中的地位和作用

应用型本科院校以培养一线应用型人才为目标，原有的教学模式不能满足“工程教育专业认证质量标准”和“卓越工程师教育培养计划”的要求[2]。从企业调查的情况进行分析，具有较高的读图能力和熟练的实际操作绘图能力的学生，在企业中具有更强的工作能力，深受企业青睐，同时，在与企业交流中，企业相关负责人也迫切需求具有这样能力的学生加入。

因而，“机械制图”课程在整个课程体系的育人中具有先导性的作用。它是后续专业课程、课程设计和毕业设计的基础，对学生毕业后走向工作岗位的学习能力和从业能力产生深远影响。着实有效的教学改革应以培养职业及应用型人才从业所必需的基本职业素质及技能为宗旨。

1.2 课程支撑毕业要求的情况

毕业要求是学生毕业时所具备的能力要求，毕业要求支撑培养目标的达成。基于毕业要求和课程矩阵，“机械制图”课程在问题分析(学生能够识别、判断机械专业复杂工程问题，并运用图纸、图表和文字等进行有效表达)和设计(开发)解决方案(能够运用计算书、报告、图纸等合理呈现并表达设计成果)毕业要求中具有高支撑强度；在终身学习(能够具备终身学习的基础知识，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径)中具有中支撑强度，因而以学生的毕业要求情况为依据进行学情分析、教学设计，实现教学目标。

2 学情分析

提高教学质量很重要的一个环节就是需要进行学生情况分析，只有认真分析才能“对症下药”[3]。本课程主要研究对象为应用型本科院校机械专业大一年级学生。课程研究组在课程开课前及开课初期，通过腾讯问卷调查的方式对授课对象进行学情分析。作为大一理科新生，喜欢丰富多样的学习方式，但缺少专业素养和动手实践能力的培养。针对学生的学习特点，本课程基于中国大学慕课网线上线下混合式教学，以任务驱动、动手实践等方式激发学习主动性；引入思维导图归纳总结，通过实战演练、成果展示、重点查错的方式，逐步培养学生认真细致绘图，进而培养学生具备企业岗位的相关制图能力。

3 线上线下混合式教学设计

3.1 线上教学的组织形式

线上教学的设计要充分调动学生自主学习的积极性，在学习基础知识的同时，培养学生掌握自主学习的方法，具体有如下安排。

3.1.1 线上学习材料准备

线上学习资源以本校智能制造工厂实际生产案例及后续专业课程授课工程图为主线，将知识内容进行重构和碎片处理，发布导学信息，录制教学视频，制作教学文档或整理已有在线课程的教学资源。同时，在课程设计环节要以问题为导向，让学生在观看视频和学习资料时带着任务进行学习，同时增加探索性问题，使学生通过线上学习探索解决相关问题[4]。

3.1.2 学习效果监测

线上教学的知识点学习必须安排学习成果的检测，可以安排作业、小组合作任务、在线测试等方式进行检查，通过后台数据检查学生的学习情况，并制定合理的考核评价手段(如加减分、加星等，定期公布加减分情况)，将线上学习的过程纳入评价，激励学生自主完成学习，教师根据反馈制定线下课堂的组织实施。

3.1.3 学生视角

学生根据自学内容进行本知识点在行业中的应用拓展，自选生活或机械行业相关案例进行拓展，并通过平台讨论区在课上与同学老师进行分享。

3.1.4 在线交流和答疑

中国大学慕课网平台中讨论模块帮助师生进行针对性的交流，学生在线上学习遇到的问题可在讨论区进行提问，也可通过微信、QQ等聊天工具进行学习交流，以保证学生学习效果，有效提高自学能力。

3.2 线下教学的组织形式

线下教学的设计以实际案例为载体进行实践读图绘图，使学生能够主动分析问题问题，并运用图纸、图表和文字等进行有效表达。

3.2.1 针对性讲解，拓展知识面

在线上学习过程中，学生与教师互动较少，知识点讲解以单一视频为主，作业的批改具有滞后性，学生对部分较难知识点的掌握不够深刻。因此，线下讲解时应针对线上学习效果的监测情况对知识点进行归纳总结和疑难讲析，并进行拓宽和加深。老师也要加强与学生的互动，避免学生产生一定的疲劳感，提升学习的听课效率，加强学生记忆的效率，增强学生的动手能力，提高学生的整体质量。

3.2.2 多种教学方式，激发学习兴趣

在“机械制图”课程教学过程中，老师提前做好教学设计，根据不同知识点的特点，加强多媒体信息化教学与传统教学相结合。多媒体手段教学的开展能够提高课堂效率，使得抽象的理论知识更加直观和形象，可以在极大程度上增加学生的学习兴趣，提高教学效率，也提高学生的学习兴趣，培养学生的观察能力[5]。

3.2.3 以学生为主体，适当翻转课堂

学生在课前通过视频自主学习，在课堂上完成知识的吸收和掌握，课后进行知识的巩固和考核，真正做到“以学生为中心”[6]。在线下教学中，教师应充分发挥学生在学习中的主体作用，组织分组合作、探究研讨的教学活动，为其设定相关的问题，引导学生参与探究，鼓励学生勇于表达观点，教师从上课—探究—总结—练习等几方面开展教学，以确保学生在学习理论基础的同时，有效提升和培养学生的合作、分析、创新等综合能力。

3.2.4 实践结合，提高绘图能力

“机械制图”课程的主要目的是以问题为导向来解决工程实际。因此，在制图教学过程中选取实际工程案例(基于本校智能制造工厂实际生产案例及后续专业课程授课案例)进行案例教学，能让学生体会到所学知识的关键点与重要性，更深度地去贴近制图课程的学习。在线上线下混合式教学模式中，教师应坚持以学生为中心的教学理念，既要进行良好的引导、督促、答疑，还要利用线上丰富的教育教学资源，让学生充分地参与到教学活动中，提高学生的主观能动性，并通过“理论教学与动手实践相结合，自主学习和集中讲授相结合”的方式，培养学生绘图和读图能力。

4 混合式教学课程考核方案

集中考核无法全面评价学生的综合能力，故课程团队加大过程考核的力度，完善考核评价体系。考核成绩的评定由线上成绩(20%)+线下成绩(30%)+集中考核成绩(50%)组成。其中，线上成绩=线上学习时长(15%)+签到(10%)+平台在线测试(30%)+平台课堂作业(30%)+平台讨论(15%)；线下成绩=线下作业(60%)+课堂考勤(20%)+课堂表现(20%)。集中考核主要考核学生对制图方法、制图规律和计算机操作熟练程度的掌握情况，采取笔试、上机闭卷考试的方式。

混合式教学的线上作业、在线测试以及平台讨论等环节的成绩，激励学生积极参与课堂、培养自主学习的意识。线下成绩又划分为课后作业、课堂考勤和课堂表现，课后作业的设置主要有两大模块：一为课后练习，考核学生的空间思维和制图方法和规律，教师批改后发回，学生应认真更正，期末交回检查，若学生都能准时上交且认真更正，该部分给予满分，激励学生平时认真练习，培养一丝不苟的工作态度；二为阶段综合作业，考核学生对立体的综合表达能力、绘图的标准和美观性，通过不断地改进绘图，培养学生细致标准绘图的从业能力。

5 以能力培养为导向混合式教学成果分析

5.1 学生考试成绩对比分析

5.1.1 对比分析的方式

任课教师选取相同两个班组学生，采用相同的教学大纲，教学目标和教学内容一致。2020级一班学生采用线上线下混合式教学模式，2020级二班学生采用传统面授教学即线下教学模式。其中，在对一班的教学设计中，教师根据学情分析，以能力培养为导向，将授课内容进行整合，一部分内容作为线上教学，一部分线下教学。两个班级期末考试采用笔试，在考场进行，每名学生的试题内容相同，题目顺序相同。

5.1.2 结果分析

从学生考试平均成绩比较，分析结果如下表1所示，2020级智能制造工程一班学生参加“机械制图”考试38名，2020级智能制造工程二班为36名。一班学生平均考试成绩高于二班，最低成绩出现在二班。

表1 两组别学生考试平均成绩分析

从学生考试成绩分布情况比较，分析结果如下表2所示。

一班学生考试成绩分布60分以下0名，不及格率为0，70分以上学生占比78.38%，说明大部分学生对该门课程的重难点有较好的掌握，本学期的教学任务能够较好完成。二班学生不及格率为2.78%，说明仍有学生没有完成基本的学习任务，70分以上人数比例占58.33%。

一班学生与二班学生相比，不及格率由2.78%变为零；60～79分数段比例由41.67%降到21.62%；70～79分数段比例由38.89%升到51.35%；80分以上的分数段比例由13.88%增长为24.32%；70分以上学生占比，一班明显高于二班。一班学生分数高峰出现在70～79分，而二班学生分数高峰则出现在60～69分，一班70分以上的学生明显高于二班。说明经过混合式教学一班学生的学习成绩较二班相比有大幅度提升。

5.2 学生实践能力成果分析

机械制图教学工作中要着力培养学生的实践操作能力，引导学生通过所学习的知识内容及制造工具和设备等技能，将学习的理论知识内容转化为实践操作[7]。即以能力培养为导向的教学过程是学生在绘图实操中学习的过程，学生在绘图实操中获得学习成果，在完成任务中增长实践能力。将大赛的大纲内容融于机械制图教学内容中，以比赛大纲内容为指导，学生通过练习绘图和识图能力，提高学生制图的专业技能，从而提升机械制图课程教学效果。“机械制图”线上线下混合式教学的学生在各类比赛中均有出色的表现，获全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛国赛三等奖；广西区第二届成图比赛一等奖1名，二等奖1名；获全国大学生机械创新设计大赛广西赛区三等奖。以赛促教、以赛展能力，充分体现了线上线下混合式教学的优势。

结语

根据人才培养、毕业要求，基于线上线下混合式教学方式，综合进行“机械制图”课程的设计，培养学生在线上积极主动自主获得新知的同时，线下积极动手实践，使学生得到能力的培养。在今后的“机械制图”教学过程中，我们将继续优化完善线上与线下教学，将实操实践融入其中，不断提高教师的教学能力，以及对学生绘图和读图能力培养，使学生的制图学习满足未来工作岗位的需求。