以雨课堂为载体的工程制图翻转课堂教学模式研究与实践
迟金玲，卢继霞
（中国矿业大学（北京），北京）
摘 要： 从被动教学向主动教学模式转变已成为近年来高校教学改革的重点。翻转课堂是主动教学模式的典型代表。工程制图的课程特点与翻转课堂教学模式相契合。本文基于学习成效金字塔理论，将翻转课堂的课前学习阶段引入任务驱动，建立了翻转课堂教学新模式。以雨课堂作为实施载体，对工程制图课程实施了翻转教学，并与传统教学进行了对比，取得了良好的教学效果。
关键词： 工程制图；翻转课堂；教学改革；雨课堂
工程制图课程是工学相关专业学生的一门重要必修课。对大一新生而言，工程制图课程是启蒙工程意识、建立工程概念、培养空间思维能力的第一来源，其课程地位和作用非常独特。[1]传统教学模式下，学生普遍反映工程制图课程内容枯燥、抽象，学习兴趣低，主动性差。近年来，以翻转课堂为代表的主动教学模式引起了广泛关注，成为教学改革与创新的主要方向。[2]翻转课堂强调以学生为中心，将学生的被动式学习转变为主动讨论，合作完成，可大大提高学生的主动性。
笔者结合学习成效金字塔理论制定了工程制图翻转课堂教学模式，以雨课堂为实施载体，进行了课程改革，取得了良好的教学效果。
一 翻转课堂对工程制图教学的适应性分析
翻转课堂是将知识传授和知识内化的颠倒安排，改变了传统教学中师生角色并对课堂时间的使用进行了重新规划，实现了对传统教学模式的革新。[3]与传统课堂相比，翻转课堂对教学内容和教学时间两个方面进行了翻转，将教师的教为主的灌输式教学转换为学生的学为主的自主式学习，这与工程制图课程注重实践性的特点不谋而合。
“翻转课堂”主要分为两个阶段：课前学习阶段及课堂翻转阶段。课前学习阶段，教师预先规划好教学内容，通过一定的教学平台将学习材料提供给学生，在课前让学生自主学习，完成知识的传授。而后在课堂翻转阶段，教师组织学生参与小组讨论等以达到知识内化。微型教学视频以其短小精致、方式灵活、重点突出等特点成为最常采用的课前学习材料。[4]每个微视频一个知识点，内容针对性强，时长短，与学生的认知特点和学习规律相符，学生可通过各种移动终端利用碎片时间随时随地进行学习。微视频可重复观看，可有效避免因一个知识点没有掌握而产生的不良连锁反应，有利于提升教学效果。工程制图课程结构清晰，各知识点密切联系同时又相互独立，逻辑性强，且工程制图习题讲解多，非常有利于将各知识点及典型例题构建成“微知识”形成微视频，应用于翻转课堂教学中。
二 基于学习成效金字塔理论的工程制图翻转课堂教学模式
图1 学习成效金字塔理论图示
早在1946年，美国学者埃德加·戴尔提出了一种表征学习者学习效果的“学习金字塔”理论。[5]他通过数字量化了学习者在采用不同的学习方式时，两周以后还能记住的内容比例（平均学习保持率），如图1所示。由图中可见，不同学习方式下，学生对知识的保持率从5%-90%不等。根据学习成效金字塔理论，照本宣科灌输式被动学习的保持率仅为30%，而不同参与度的主动学习可不同层次地提高学习者的学习成效。
提前将相关知识点及典型例题讲解的微视频及幻灯片提供给学生，学生完成视频学习并通过预定的练习进行检测。这是课前的被动学习过程，使学生初步掌握新理论及其应用方法。
基于此，笔者建立了基于学习成效金字塔理论的工程制图教学模式，主要包括四个过程。
（一）课前-微视频学习
翻转课堂将学生的被动学习阶段由课上转移到课前，学生通过微视频自主完成新知识的学习和领悟，而后通过教师在课堂上组织的小组讨论释疑解惑，通过实际演练进一步提高学习成效。根据学习成效金字塔，翻转课堂理论上可将学习保持率由传统课堂的30%提高到75%以上。然而，翻转课堂能否实现良好教学效果的基础是学生在课前的学习效果。应该注意到，常规翻转课堂的课前学习本质上仍是学生被动接受的过程，加之不同学生的自主学习和自我约束能力不同，课前学习阶段的学习效果往往不如预期，从而影响整个翻转课堂的教学效果。根据学习成效金字塔理论，将主动学习中做和用的成分融入在课前准备阶段，引入任务驱动，在课前阶段就促使学生运用实际演练方法，可为提高学习效果奠定基础。
按分组进行问题或习题答案的讨论，形成组内统一，重要的是需归纳总结做题中所采用的主要知识点、思路以及拓展内容。归纳总结过程实质是对知识的回顾及重组。根据学习成效金字塔，小组讨论可以使学生进一步巩固学习效果，讨论中的碰撞、激辩可开拓学生思路，培养学生合作意识和沟通能力。
（二）课前-任务驱动
学生每组讨论总结的知识要点、思路及拓展上传至雨课堂，用于下一阶段阐述和展示。
贾鹏飞因为纵火毁坏他人的财物，已经构成犯罪，被法院判处有期徒刑六年，赔偿胡马强经济损失三十万元。胡马强知道贾鹏飞没有这个赔偿能力，但他恶狠狠地说，牢是要那穷小子坐的！
（三）课中-小组讨论
在无线局域网络中，两个无线站之间的信息传递需要其他无限站与网络中心进行转发，此时可能会在中转站发生信息篡改行为。攻击者将窃听到的信息进行篡改之后再将其发送给接受者，引导、诱使接收者按其意愿进行网络操作，给移动用户带来很大的危害。
（四）课中-交流评价
学生在讲解和阐述过程中，其他学生通过点击“懂/不懂”进行反馈，并通过发送实时弹幕、分数投票等方式进行评价。
笔者在利用以上模式进行翻转教学时，学生表现出了很高的积极性和主动性。尤其在小组讨论及交流评价阶段，在对归纳总结的知识点进行阐述时，出现了很多生动有趣的示范，如自行制作可拆解的三投影体系模型、将学生作为空间物体分析投影特性等，取得了良好的教学效果。此外，通过学生的习题讲解过程，同类型题目不同思路之间激发出许多有益的碰撞，拓展了学生的思维。
三 工程制图翻转课堂实施载体-雨课堂
通过雨课堂推送带有微视频、语音的学习课件。学生利用手机随时随地完成微视频、课件的学习。雨课堂在每页课件上都设置了“懂/不懂”的反馈按钮，学生有不懂的地方及时反馈。同时，教师可随时监测学生视频、课件的观看和完成情况，并可通过统计学生的不懂内容反馈，在课堂上集中重点讲解。
雨课堂是由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的一款基于PowerPoint和微信的智慧教学工具，实现了课外学习与课堂教学间的沟通。[6]在工程制图翻转课堂的各个阶段，雨课堂都起到了重要的作用。
（一）微视频学习阶段
教师采用切实可行的实施手段是顺利开展翻转教学的关键。学生的课前学习是翻转教学的基础。提高学生课前学习成效除了引入任务驱动外，在具体实施过程中还应具有监督和督促手段。此外，考核评价机制、交流及反馈机制等都会不同程度地影响翻转课堂的实施效果。笔者在翻转课堂的实施过程中，采用雨课堂作为载体，实现课前学习监督、实时交流、合理评价。
（二）任务驱动阶段
在雨课堂中对学生进行分组，每组推送不同的习题。教师通过雨课堂监督各个学上的习题完成情况，以便更好地开展下一阶段的小组讨论。
（三）分组讨论阶段
将学生分为6-8个学生一组，每组设置2-3个习题，每组习题同类不同题，每个学生单独完成问题及习题的解答。将实际演练过程提前到课前，使学生对新知识的领悟更加深入。
(1)政府环境规制。我国环境管理政策的核心是采取防范措施和加强环境管理，力求不产生或少产生对环境的污染和破坏。其中主要措施有将环境保护纳入国民经济与社会发展计划和年度计划，在经济发展中防治环境污染和生态破坏；严格对建设项目实行环境影响评价和“三同时”制度；健全环境保护法律、法规和规章；健全环境管理机构。
（四）交流评价阶段
以组为单位讲解习题并阐述归纳总结的主要知识点和思路，教师及其他组的学生进行评价。学习成效金字塔指出，马上应用和教别人是学习保持率最高的方法。为了更好地进行阐述，学生在讲解过程中需不断地调用头脑中的知识结构，这本身就是一个再学习的过程。而听取他人的思路和想法也可使学生进一步思考自己的知识掌握情况。
城市规划建设要从本城市自身的历史和文化渊源出发，根据本城市的实际情况来对城市进行规划建设，切不可照搬照抄。同时要构建多层次的生态资产体系，确保生态系统的健康稳定。
习近平同志在《弘扬“红船精神”，走在时代前列》的文章中首次提出并阐述了“红船精神”的内涵：“开天辟地、敢为人先的首创精神，坚定理想、百折不挠的奋斗精神，立党为公、忠诚为民的奉献精神。”[2]“红船精神”作为中国革命精神的源头，它回答了“党为什么要出发”的重大理论问题，彰显着共产党人的初心和使命。
雨课堂的使用，使学生的课前学习过程有迹可循，教师可监督，学生有反馈，大大提高了学生课前学习阶段的学习效果。此外，学生可通过雨课堂进行组内及组间打分。教师可根据雨课堂记录的学生不同阶段任务完成情况进行打分，教师、组内、组间三方打分加权平均作为各学生的平时成绩，过程透平、公平、合理，也可激发学生积极性和主动性。
四 工程制图翻转课堂教学效果
笔者对两个平行班（每班各90人）进行了对比教学。一个班级采用翻转课堂进行教学，另一个班级仍采用传统的教学模式。在翻转课堂班级中，主要对基本体的截交线及相贯线求法、组合体的读图及画图四部分内容进行了翻转教学。这四部分位于整个课程中间部分，具有承前启后的作用，习题多，难度大，是全书的重点。通过期末考试的卷面成绩对两个班级的教学成果进行对比。图2给出了两个班级不同知识点的平均得分率情况。
图2 翻转班与传统班期末试题得分率对比
由图2可见，翻转班在基本体组合体部分的得分率比传统班高约4个百分点。其他大部分的得分率也多高于传统班。试卷的总得分率翻转班比传统班高约2个百分点。基本体及组合体部分既是正投影法基础知识的应用，又是后续各部分内容的基础，此部分知识的掌握程度直接影响后续内容的学习。因此，尽管翻转班仅对基本体及组合体部分进行了翻转教学，但影响了整个课程的学习效果。学生也普遍反应，翻转课堂的形式以及雨课堂的使用大大提高了学生的学习兴趣，增强了积极性和主动性。
(2)土壤养分元素地球化学特征显示，本区土壤全氮和全钾养分多半处于中等至较丰富状态，但全磷养分多数处于较缺乏状态。
五 结语
翻转课堂的应用与实施已成为课程改革的重点。翻转课堂与传统课堂相比，可有效提高学生的积极性和主动性，提高学习成效。然而翻转课堂的教学效果与其模式设置、具体实施方式密切相关。本文基于学习成效金字塔理论制定了工程制图翻转课堂教学模式，并以雨课堂为载体进行具体实施，得到了较好的教学效果。制定更多适合的策略和方法，使翻转课堂的教学效果达到最大化，还需更深入的研究和实践。
参考文献
[1] 罗宁，宋凌云.当前非机械类工程制图教学问题的思考及对策[J]. 教育教学论坛, 2015(46):163-164.
[2] 陈静，井思媛.“互联网+”时代“工程制图”课程的翻转课堂教学初探.科教文汇，2015, 332:51-53.
[3] 杨秀娟，裴金萍，吴明玉.翻转课堂在“工程制图”教学中的应用[J].黑龙江教育（高教研究与评估）. 2017, 6：10-12.
[4] 胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术，2014，24(2):5-13.
[5] 姜艳玲，徐彤.学习成效金字塔理论在翻转课堂中的应用与实践[J].中国电化教育，2014，7：133-138.
[6] 王帅国.雨课堂:移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具[J].现代教育技术，2017(5):26-32.
本文引用格式： 迟金玲，等.以雨课堂为载体的工程制图翻转课堂教学模式研究与实践[J]. 教育现代化,2019,6(36):69-71.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.36.026
基金项目： 本文系中国矿业大学（北京）团队建设项目(J170412)的研究成果。
作者简介： 迟金玲，女，山东人，中国矿业大学（北京），讲师；卢继霞，女，陕西人，中国矿业大学（北京），副教授。
标签：工程制图论文; 翻转课堂论文; 教学改革论文; 雨课堂论文; 中国矿业大学(北京)论文;