孫明+胡妮妮

摘要：根據(jù)應(yīng)用型高校CAD課程教學(xué)現(xiàn)狀與“翻轉(zhuǎn)課堂”特點(diǎn)，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，從微課學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)、課后反饋三個(gè)方面研究“翻轉(zhuǎn)課堂”在教學(xué)中的應(yīng)用，以改革學(xué)生考核制度激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，并完善激勵(lì)機(jī)制促使教師提升微課質(zhì)量。通過 “翻轉(zhuǎn)課堂”模式培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工程思維，提高學(xué)習(xí)成效，為后續(xù)專業(yè)核心課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)，為土建類專業(yè)其余專業(yè)課程開展“翻轉(zhuǎn)課堂”提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：CAD；翻轉(zhuǎn)課堂；實(shí)踐；教學(xué)改革；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2017）06-0111-04

應(yīng)用型地方本科和高職院校土建類專業(yè)主要特征是以服務(wù)行業(yè)或地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為宗旨，以技術(shù)學(xué)科為支撐，以培養(yǎng)一線應(yīng)用型人才為目標(biāo)，培養(yǎng)面向行業(yè)，有可持續(xù)性發(fā)展的工程師[1]。在土建類專業(yè)的課程體系中，CAD（Computer Aided Design）課程作為理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用畫法幾何投影原理，通過繪制符合工程制圖標(biāo)準(zhǔn)的二維圖形，表達(dá)現(xiàn)實(shí)構(gòu)筑的三維建筑形象，具有制圖基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)制圖實(shí)訓(xùn)的雙重特點(diǎn)，是制圖理論的應(yīng)用和延續(xù)，屬于應(yīng)用型土建類專業(yè)工程師必須掌握的知識(shí)。CAD課堂上所學(xué)的繪圖技能與工程實(shí)踐息息相關(guān)，因此其教學(xué)質(zhì)量直接影響應(yīng)用型高校土建類學(xué)生的培養(yǎng)?！胺D(zhuǎn)課堂”作為一種新興的教學(xué)模式，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，為CAD課程教學(xué)改革提供新的方向。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

（一）應(yīng)用型高校CAD教學(xué)現(xiàn)狀

CAD課程是應(yīng)用型高校土建類專業(yè)學(xué)生接觸的第一門使用計(jì)算機(jī)解決工程實(shí)踐問題的專業(yè)課程，在課程體系中的位置如圖1所示。CAD將畫法幾何、工程制圖課程所學(xué)理論，通過CAD軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，為后續(xù)房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等專業(yè)核心課程繪制圖紙、建立分析模型奠定基礎(chǔ)，是學(xué)生必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

部分應(yīng)用型本科院校對(duì)CAD課程依然采取傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生先在課堂上聽講，再去機(jī)房實(shí)踐操作[2]，教學(xué)效率低。部分院校開始嘗試將CAD/CAM技術(shù)課程通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的模式講解，將上課地點(diǎn)從教室搬至機(jī)房[3]。這種教學(xué)模式能更加形象地向?qū)W生展示課程內(nèi)容，但如果學(xué)生注意力不集中，沒跟上教師講解的節(jié)奏，就難以理解后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容。應(yīng)用型地方本科院校學(xué)生在使用電腦的情況下往往難以專注聽講，一旦學(xué)習(xí)滯后就喪失學(xué)習(xí)積極性。翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為解決這個(gè)問題提供了一條途徑。

（二） “翻轉(zhuǎn)課堂”發(fā)展歷程

“翻轉(zhuǎn)課堂”理論起源于美國，2000年邁阿密大學(xué)開始在經(jīng)濟(jì)學(xué)導(dǎo)論這門課程中應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)[4]，2007年美國教師Jonathan Bergmann和Aaron Sams在高中采取“翻轉(zhuǎn)課堂”后獲得社會(huì)廣泛關(guān)注[5]， 2011年經(jīng)過“可汗學(xué)院”的大力推廣[6]，“翻轉(zhuǎn)課堂”在全世界教育領(lǐng)域迅速發(fā)展。

“翻轉(zhuǎn)課堂”根據(jù)教學(xué)任務(wù)將課程學(xué)習(xí)分為課前和課中兩大部分，其中課前主要通過視頻學(xué)習(xí)完成知識(shí)的傳授，課中通過測評(píng)和師生交互等完成知識(shí)的內(nèi)化[7]，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力的目標(biāo)。但制作微課工作量大，而且學(xué)生學(xué)習(xí)微課的過程也缺乏有效監(jiān)督，微課質(zhì)量不高或?qū)W生課后學(xué)習(xí)敷衍了事，都會(huì)讓教學(xué)效果大打折扣[8]，因此，改革教學(xué)形式的同時(shí)也需要在教學(xué)方法上推陳出新。

（三）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”就是由教師在課程中設(shè)計(jì)、布置密切聯(lián)系學(xué)生已有技能和教學(xué)目標(biāo)的任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作，激發(fā)他們的求知欲[9]。這種以教學(xué)任務(wù)為核心，以學(xué)生為參與主體，以自學(xué)、合作探究，注重實(shí)踐和應(yīng)用為特征的教學(xué)模式與“翻轉(zhuǎn)課堂”的指導(dǎo)思想不謀而合，在以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高校課程中，將“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合在一起具備現(xiàn)實(shí)性和可行性。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在CAD中的教學(xué)實(shí)踐

CAD傳統(tǒng)教學(xué)是教師通過例題講解軟件使用功能，學(xué)生隨后完成練習(xí)的模式，時(shí)間成為教學(xué)效果提升的一大瓶頸。當(dāng)CAD課程采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式時(shí)，可以擺脫課時(shí)的桎梏?！胺D(zhuǎn)課堂”在CAD中的教學(xué)流程如圖2所示。

（一）微課學(xué)習(xí)

微課學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)預(yù)習(xí)的最大差別就是將學(xué)生獨(dú)立閱讀書本預(yù)習(xí)方式改成學(xué)生觀看任課教師制作的微課視頻再分組討論。微課質(zhì)量直接決定了“翻轉(zhuǎn)課堂”成敗。由于學(xué)生注意力集中時(shí)間有限，必須考慮應(yīng)用型高校學(xué)生心理特征和課程進(jìn)展情況因材施教，制作合適的微課。

針對(duì)CAD課程知識(shí)點(diǎn)多而雜的特點(diǎn)，微課以解決實(shí)際問題為核心思路，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，設(shè)計(jì)過程中特別要注意控制微課時(shí)長，采用與課堂講授不同的形式，不能簡單地將PPT和音頻結(jié)合。課前學(xué)習(xí)用的微課分為3節(jié)，時(shí)長設(shè)置為5～10分鐘，既保證學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)注意力集中，也便于利用碎片時(shí)間復(fù)習(xí)。第1節(jié)5分鐘微課用于講解課程要用到的軟件功能，并以繪制簡單圖形展示功能應(yīng)用。微課結(jié)束后學(xué)生可根據(jù)自己的掌握情況選擇復(fù)習(xí)前導(dǎo)知識(shí)，重學(xué)本節(jié)微課或繼續(xù)學(xué)習(xí)新內(nèi)容。第2節(jié)微課時(shí)長為10分鐘，講授繪制實(shí)例，最后留下習(xí)題讓學(xué)生自行練習(xí)。應(yīng)用型高校學(xué)生普遍心理是希望早日接觸實(shí)際工程，第2節(jié)微課可以采取圖3所示的教學(xué)過程，用案例展示如何使用軟件完成實(shí)踐應(yīng)用。

在介紹工程實(shí)例時(shí)，除了展示實(shí)際存在的建筑圖片外，還可以通過Revit Architecture、CATIA、MIDAS等計(jì)算機(jī)輔助工程軟件制作的仿真模型，結(jié)合軟件的多角度視圖，讓學(xué)生理解如何使用CAD軟件將投影理論應(yīng)用在三維形體上，繪制出可以指導(dǎo)工程實(shí)踐的二維圖形。在第2節(jié)微課根據(jù)講授的知識(shí)點(diǎn)，布置與案例類似的習(xí)題讓學(xué)生練習(xí)。學(xué)生繪制圖形后或遇到疑難問題無法解決時(shí)再觀看第3節(jié)微課，復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)，查漏補(bǔ)缺。由于微課視頻可以隨時(shí)暫停，學(xué)生根據(jù)自己的接受能力循序漸進(jìn)，掌握繪圖所需相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。endprint

例如，在講解“圖案填充”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先，在微課1中以繪制幾個(gè)簡單矩形為范例，通過在矩形中填充不同的圖例進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生了解如何使用CAD軟件的圖案填充功能。然后，在微課2中以建筑信息模型軟件Revit繪制的一棟磚混結(jié)構(gòu)學(xué)生宿舍三維模型為例，展示不同材質(zhì)構(gòu)件在立面、剖面、平面的表現(xiàn)形式，分析同類材料在不同比例下的顯示差異，再提取宿舍墻身，布置課后練習(xí)，要求他們使用Auto CAD填充宿舍的墻身大樣圖。最后，在微課3中演示課后練習(xí)的解決過程，加深學(xué)生對(duì)軟件功能的印象。為保證學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，形成互相敦促共同提高的良好學(xué)習(xí)氛圍，在課程開始前需將學(xué)生分為4～5人的學(xué)習(xí)小組。學(xué)習(xí)微課后學(xué)生首先自行在組內(nèi)進(jìn)行討論，并提交簡短的學(xué)習(xí)心得和疑難問題到CAD教學(xué)網(wǎng)站。教師根據(jù)學(xué)生的問題設(shè)定課堂交流的側(cè)重點(diǎn)。

（二）課堂教學(xué)

微課授課時(shí)間有限，闡述的是CAD一個(gè)個(gè)功能，而實(shí)際工程中繪圖是CAD功能綜合運(yùn)用的過程。因此需要教師在課堂上采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，以解決實(shí)際問題為任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生將微課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)與整個(gè)知識(shí)體系聯(lián)系。每個(gè)任務(wù)目標(biāo)都制作成三維計(jì)算機(jī)信息模型，布置后可多視角全方位展示。學(xué)生首先進(jìn)行小組討論，分析完成任務(wù)需要具備的理論知識(shí)和軟件功能，再獨(dú)立運(yùn)用微課所學(xué)知識(shí)執(zhí)行任務(wù)，鞏固和掌握CAD軟件在工程中的應(yīng)用。最后教師隨機(jī)選取學(xué)生代表使用教師電腦，向全班演示繪圖過程，以公開表現(xiàn)的壓力驅(qū)使學(xué)生認(rèn)真對(duì)待課堂任務(wù)。學(xué)生繪圖完畢后，教師根據(jù)學(xué)生使用軟件過程中暴露的問題，串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解析，并安排下一次微課學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）課后回顧

課后教師應(yīng)評(píng)估學(xué)生對(duì)課程的掌握程度，及時(shí)調(diào)整微課教學(xué)內(nèi)容和形式，保證學(xué)習(xí)難度和進(jìn)度在教學(xué)大綱框架下處于學(xué)生可以接受的范圍。學(xué)生課后自行選擇時(shí)間進(jìn)行新的微課學(xué)習(xí)，準(zhǔn)備下一堂課。

（四） 學(xué)生考核制度改革

CAD課程一般開設(shè)在大學(xué)一年級(jí)下期，此時(shí)學(xué)生課程多，課外活動(dòng)多。而開展翻轉(zhuǎn)課堂必然要占用學(xué)生部分課余時(shí)間，為使學(xué)生重視微課學(xué)習(xí)，將課程總成績分為期末考試成績、課堂表現(xiàn)成績、作業(yè)評(píng)分三個(gè)組成部分。由于采用小組討論學(xué)習(xí)模式，學(xué)生基本都能上交正確的課后作業(yè)，所以作業(yè)評(píng)分主要用來考察學(xué)生的作業(yè)完成情況，只占5%的總成績。為防止學(xué)生在小組中渾水摸魚，每次課堂上均采取隨機(jī)方式抽取學(xué)生代表上臺(tái)演示如何完成任務(wù)，學(xué)生代表的表現(xiàn)直接決定全組成績，課堂表現(xiàn)占45%的總成績。CAD課程一學(xué)期有32課時(shí)的課堂教學(xué)，每個(gè)學(xué)生都有可能成為本組代表，促使小組成員重視學(xué)習(xí)，認(rèn)真討論。

（五） 教師培養(yǎng)與激勵(lì)機(jī)制完善

由于房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用型高校土木工程專業(yè)招生火爆，一個(gè)教師一學(xué)期往往要教導(dǎo)90～180名學(xué)生，使用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式教學(xué)后，上課課時(shí)不變，教師工作量成倍增加。應(yīng)用型高校中CAD課程多由青年教師講授，他們理論基礎(chǔ)扎實(shí)，學(xué)習(xí)新事物速度快，但教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，職稱低，晉升壓力大。因此，學(xué)校在師資力量上的培養(yǎng)和激勵(lì)措施決定了“翻轉(zhuǎn)課堂”是否能順利開展。

例如，湖南科技學(xué)院作為應(yīng)用型地方本科高校，通過組織教師參加集中培訓(xùn)和網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，開展微課和“翻轉(zhuǎn)課堂”專題培訓(xùn)等方式，提升教師教學(xué)能力。設(shè)置青年教師課程改革項(xiàng)目、考試改革項(xiàng)目、信息化教學(xué)應(yīng)用項(xiàng)目、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，提供專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，并在職稱評(píng)定時(shí)按項(xiàng)目加分，鼓勵(lì)教師在教學(xué)上開拓創(chuàng)新，驅(qū)使他們主動(dòng)在CAD課程上積極開展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，爭取更多經(jīng)費(fèi)支持。

三、教學(xué)效果

根據(jù)湖南科技學(xué)院2015級(jí)土木工程專業(yè)4個(gè)CAD課程班學(xué)生的反饋意見和期末考試成績，在此類應(yīng)用型高校推行CAD課程“翻轉(zhuǎn)課堂”，以小組形式學(xué)習(xí)、討論，可鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、溝通能力、表達(dá)能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工程思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，互相促進(jìn)，達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的，學(xué)生優(yōu)秀率比2014級(jí)上升10%，良好率上升25%，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

但小組學(xué)習(xí)依然存在一些問題，有的小組課前學(xué)習(xí)變成組長單獨(dú)學(xué)習(xí)微課，組員依賴組長指導(dǎo)或者直接抄襲，給組長帶來很大的指導(dǎo)壓力，甚至影響組長其他課程的學(xué)習(xí)。如何讓每個(gè)學(xué)生都投入到課前學(xué)習(xí)，積極主動(dòng)參與小組活動(dòng)始終是“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)中需要深入研討的問題。

四、 結(jié)語

針對(duì)應(yīng)用型高校CAD課程開展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)改革，順應(yīng)土建類專業(yè)課程教學(xué)改革的發(fā)展趨勢，教師應(yīng)根據(jù)課程性質(zhì)和學(xué)生特點(diǎn)繼續(xù)探索和研究?？紤]當(dāng)前工程一線的需要，在講授傳統(tǒng)CAD軟件的前提下，如何結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”調(diào)整授課內(nèi)容，加入BIM軟件教學(xué)，是CAD課程教學(xué)改革發(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹建樹，王殿君，代峰燕，等.應(yīng)用型本科“CAD/CAM”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（5）：110-112.

[2]孟杰，何高法，吳睿.基于CDIO模式的機(jī)械CAD/CAM課程教學(xué)改革[J].蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（7）：94-95.

[3]金寧，焦麗，劉雨搏.CAD/CAM技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與改革[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（S1）：203-204.

[4]LAGE MJ，PLATT GJ， TREGLIA M. Inverting the classroom： a gateway to creating an inclusive learning environment[J]. Journal of Economic Education，2000，31（1）：30-43.

[5]金陵. “翻轉(zhuǎn)課堂”翻轉(zhuǎn)了什么[J].中國信息技術(shù)教育，2012（9）：18.

[6]朱宏潔，朱赟.翻轉(zhuǎn)課堂及其有效實(shí)施策略芻議[J]. 電化教育研究，2013（8）：79-83.

[7]劉小晶，鐘琦，張劍平. 翻轉(zhuǎn)課堂模式在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 中國電化教育，2014（8）：105-110.

[8]趙興龍. 翻轉(zhuǎn)課堂中知識(shí)內(nèi)化過程及教學(xué)模式設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2014（2）：55-61.

[9]吳天鳳. 基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的CAD教學(xué)方法探討[J]. 安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2013，15（3）：105-108.endprint