■朱晓冬，施文超，赵俊学，牛晓霆，刘 玉

Zhu Xiaodong & Shi Wenchao & Zhao Junxue & Niu Xiaoting & Liu Yu

(东北林业大学，黑龙江哈尔滨 150040）

新一轮科技革命和产业升级促进了我国家具行业的快速变革，“自主学习力”将成为家具设计与工程专业学生应具备的关键能力和核心素养[1-2]。根据“新工科”建设项目的总体思路与学校人才培养定位，东北林业大学积极开展了家具设计与工程专业核心课程的教学改革。特别是在实践教学改革过程中，以国家一流学科林业工程的前沿科研项目为引导，构建了以学生为中心的由基本知识、创新设计和综合实践三个层次组成的实践教学新体系[3-6]。学过程全追踪、考核方法多维度的评价体系，调动了学生自主学习的积极性，增强了学生的创新设计能力。通过家具设计与工程专业核心课程的学习，本专业学生毕业后可以以家具数字化设计、智能制造和家具工程管理等知识理论为核心，将材料科学、智能制造、科学管理、整体家居艺术和专业技能等紧密结合，能创造性解决家具设计与制造领域中复杂工程问题，成为“家具设计+智能制造+工程管理”融合的家具设计师和智能制造工程师。

1 专业核心课程混合式教学设计

1.1 家具设计与工程专业培养目标

家具设计与工程专业培养目标为：培养具有宽广的自然科学知识、扎实的家具设计与工程专业基础理论和专业技能，具备良好的分析、表达和解决工程问题的能力，较强的创新能力、团队合作能力、沟通交流能力和自学能力，能运用家具设计与工程的专业知识和相关技术，在家具及相关领域从事家具制造、家具工程和整体家居设计研发等方面工作的科学研究与工程应用复合型人才。

1.2 混合式核心课程教学目标

家具设计与工程专业核心课程教学改革充分利用国家一流课程等线上线下优质教学资源，在课前、课中和课后三个阶段实施混合式教学活动[7-8]。在教学改革过程中，积极开展专业基础知识和实践操作技能的吸收、消化和提升的三阶段递进式教学新方式[9]。通过构建教

2 线上线下混合式教学内容设计

在家具设计与工程专业核心课程教学内容制定过程中，根据国家“新工科”文件精神，秉持以学生为中心的理念，构建课前、课中和课后三维教学体系。

■图1 典型课程单元实证

2.1 课前

课前充分挖掘国内外学习资源，打造线上精品教学平台。线上课程以国家一流课程、虚拟仿真实验平台和网络教学平台为依托，拥有丰富的教学视频，具备完整的课件、单元自测、作业和期末考试等内容。授课教师在课前通过在线课程平台布置在线学习任务，要求学生观看在线课程相关视频及配套学习资源，完成课前测验等学习任务[10]。学习期间随时可以开展生生、师生之间的交流讨论。教师及时了解学生的学习情况，收集、总结专业课程学习存在的共性问题，制定线下课堂的教学内容和进度安排。同时，通过线上虚拟仿真实验项目教学模式的三维视频展示，使学生在开课前可以先通过虚拟仿真软件进行课前预习，快速了解家具设计与制作的虚拟化与可视化实践流程。

2.2 课中

专业核心课程线下内容的导入部分是引起学生关注和学习兴趣的关键操作步骤，授课教师需要提前设计一个热点话题导入本节课的关键知识点[11]。通过关键知识点的展开，授课教师可以清晰了解学生课前在线自主学习的完成情况，并针对学生在前期任务完成过程中存在的重点和难点问题进行答疑解惑[12]。通过随机组建3-4人讨论小组，围绕重点知识开展分组讨论，进一步增强学生团队协作和探究问题的能力。在这个过程中，学生可以通过家具创新设计作品展示、师生互评、生生互评等形式，展示小组学习成果，分享本节课和关键知识点的学习心得和体会。

2.3 课后

学生完成线上单元测验和作业，展示课中小组优秀家具设计作品，特别是虚拟仿真平台的课下测试模式促使学生自主、独立完成实践化操作步骤，授课教师通过测评系统，完成相应测试及打分。展示和交流完成后，学生可以根据教师和其他同学的建议进行家具产品的进一步修改和完善，突破传统课堂理论教学与实践结合的教学瓶颈[13]。

3 线上线下混合式教学方法设计

家具设计与工程专业核心课程的教学方法可以根据本专业学生的特点和掌握专业基础知识情况，采用基于信息化技术的项目驱动教学方法，对不同知识模块进行整合[14-15]。

3.1 模块化教学方法

结合核心课程内容，家具设计与工程专业教学内容可以分成以下四大教学模块：家具制品造型设计创新模块、家具制品结构设计方法模块、家具制品生产工艺模块和家具制品综合实训模块，通过四个模块内容的混合式学习，进一步增强学生运用所学专业知识，进行创新设计并综合解决实际问题的能力。

3.2 现代信息化教学方法

核心课程线上教学依托网络教学平台，授课教师按照以学生为中心的思路，将关键知识点进行碎片化，通过动画、仿真模拟、图片和视频等方式生动呈现出来，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。授课教师应根据不同的教学内容随时调整教学手段，对于家具人体工程学和家具加工设备工作原理等理论性较强的知识点可以通过三维动画等手段来进行展示，提高学生的感性认识；对于家具的结构设计和加工工艺等操作性较强的知识点则可以采用虚拟仿真软件教学的方式来进行讲解。

3.3 虚实结合教学方法

家具设计与工程专业核心课程教学可基于虚拟仿真技术平台设置的示教型、设计型、综合型 3 种仿真形式，引导学生掌握家具制造原理、工艺流程、零部件结构装配关系，实现“虚实结合”的课程虚拟化教学。教师和学生通过互联网可随时登陆虚拟仿真平台学习，通过课内教学、课外实践、虚拟仿真和实体操作四位一体教学模式，能够使学生在安全、环保、健康、高效的环境中进行学习，强化了学生自主学习能力及创新精神的培养。而且可以通过平台促使学生通过多次反复练习，掌握家具的工艺控制过程，实现自主设计和操作，完成家具制品原材料制备、零部件加工、产品组装和装饰涂饰等工艺过程步骤。

4 翻转课堂教学效果分析

4.1 典型课程单元实证

家具设计与工程专业核心课程选用了国家级规划教材和虚拟仿真软件，教学资源丰富多样。结合项目式、案例式和小组讨论等多种线下学习，达到了较好的学习效果。例如，课前教师布置一件典型家具的设计构思，学生会在好奇心的驱动下对这件家具的设计构思、设计修改和工艺实现等流程和方法产生兴趣。随后在实体课堂上，授课教师以这件家具为实际案例开展小组讨论，了解学生在线学习情况和知识点掌握程度，并针对学生在线上学习存在的共性问题，进行答疑解惑。具体课堂设计如图1所示。

4.1.1 课前线上学习内容

学生登录在线学习平台，查看教师发布的学习任务，观看和学习在线资源中“实木家具方材零部件生产工艺”知识点单元的家具制品生产工艺概述、配料、实木零部件粗加工和实木零部件细加工等教学视频和课件，完成章节测验。同时，学生围绕实木零件生产工艺方法，结合典型实木零件的加工工艺实例参与线上问题讨论。另外，依托黑龙省虚拟仿真实验项目“整木定制家具制造工艺”对加工工艺环节进行仿真和模拟学习。

4.1.2 课中线下教学内容

授课教师随机将学生进行分组，每组3-4人，以本单元重点知识点“典型实木家具零部件加工工艺”为例进行线下分组讨论。同时，采用思维导图的方法，对实木家具产品的材料、结构、工艺及设备进行分析，探讨不同结构采取的工艺加工形式和方法。通过此项改革，不仅可以巩固学生对家具生产基本理论知识的理解，而且显著提升学生科学探究和创新能力。

4.1.3 课后线上学习反思内容

在一流课程的线上平台对课中关键内容“典型实木家具零部件加工工艺”进行小结，布置课后思考学习任务内容，如典型椅类家具零部件生产工艺设计难点，学生自主思考、开展小组讨论，提出解决方案，并结合虚拟仿真实验进行模拟实操。

4.2 课程考核方法实证

家具设计与工程专业核心课程改革目标是改变传统灌输式教学方式，进行线上线下课堂的重新设计。以往的教学效果评价更多是学生课程考试分数的高低，对学生实践能力指标缺乏考核，往往出现“高分低能”现象。因此，家具设计与工程专业核心课程考核方法根据家具行业用人单位的人才需求导向，分为线上考核和线下考核两部分。考核方法增加了线上虚拟仿真项目考核和线下小组讨论考核，利用虚拟仿真平台的课下测试模式促使学生自主独立地完成实践化生产。通过测评系统完成相应知识点测试，可以更加全面考核学习效果。特别是线下教学环节采用具有挑战性的笔试题目、小组讨论和学生创新设计作品3 种方式，授课老师可以与班级同学共同参与成绩评价。

5 结语

家具设计与工程专业核心课程根据家具行业人才需求分析和相关岗位需要的专业操作技能，进行混合式和模块化的教学设计，充分利用线上线下优质教学资源，在课前、课中、课后实施“自学-互动-协作-探究”教学活动。采用知识吸收、消化、提升递进式的教学方式，构建教学过程全追踪、考核方法多维度的评价体系，调动学生学习主动性，培养学生创新设计能力。线上学习教学活动设计是混合式教学的前提，主要由教师完成，包括线上教学内容设计与课程学习效果考核两个部分。线上学习课程内容主要由基础知识、专业技能、综合训练三个模块组成的线上学习课程体系，学生完全自主学习获取新的专业基础知识。专业核心知识的消化和吸收主要发生在实体课堂教学，分为理论课和实践课。理论知识侧重讲解线上学习出现的重点和难点专业知识点，注重授课教师与学生间的互动交流。教师在课后设计拓展实践课题，学生以小组为单位进行探究性活动，提高学生实践创新核心能力。