工科院校機械專業(yè)基礎(chǔ)課程的微課設(shè)計與應(yīng)用研究

邢莉+馮偉+郁倩+袁健+周海

摘 要：隨著當(dāng)前移動通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了變化，微課教學(xué)的出現(xiàn)成為一種必然，并能克服傳統(tǒng)教學(xué)中的一些不足之處。針對當(dāng)前機械專業(yè)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，以《曲柄存在的條件》這節(jié)課程為例，探討了微課教學(xué)的設(shè)計方法以及微課視頻的制作方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到了滿意的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：微課教學(xué)；曲柄；機構(gòu)；視頻

一、 前言

目前，隨著時代的進步和經(jīng)濟條件的飛速發(fā)展，移動通信設(shè)備也得到了大面積的普及，在當(dāng)代大學(xué)生中，幾乎每人都有智能手機、筆記本電腦或者平板電腦等。硬件設(shè)備已經(jīng)人手一部，同時網(wǎng)絡(luò)設(shè)施也逐漸遍布各公共場所，校園、商場、車站等幾乎都裝有公用WiFi，便于學(xué)生在任何場所利用碎片化的時間使用移動設(shè)備進行學(xué)習(xí)、交流。在這種情況下，微課——這種新型的教學(xué)模式應(yīng)運而生，它是具有數(shù)字化資源的一種學(xué)習(xí)方式。

什么是微課呢？從字面上看，微課與當(dāng)今社會比較流行的“微博”“微信”“微電影”等新技術(shù)一脈相承，只不過它主要應(yīng)用于學(xué)校教育領(lǐng)域。微課的主要特點是主題突出、短小精悍，形式新穎、應(yīng)用簡單、便于學(xué)習(xí)等，逐漸被廣大學(xué)生和家長所接受，慢慢地開始流行起來。

微課教學(xué)主要體現(xiàn)在微型教學(xué)上，一般圍繞教學(xué)中某一個知識點進行設(shè)計，是基于微型教學(xué)而設(shè)計和制作的電子課件。它可以改變?nèi)粘＝虒W(xué)的方式，使教師講課的方式可以有更多的選擇。微課教學(xué)以錄制的視頻為主體，通?？刂圃谑宸昼娨詢?nèi)。雖然這種教學(xué)視頻時間不長，但是對教學(xué)目標(biāo)進行了優(yōu)化，濃縮了教學(xué)內(nèi)容的精華。運用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)進行整理，把教學(xué)過程中的重點難點都集中到教學(xué)視頻上，可以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)時候遇到的難題。同時方便學(xué)生及時進行查看，把握教師講解的重點內(nèi)容，復(fù)習(xí)鞏固課堂知識。

二、 微課選題、教學(xué)設(shè)計與視頻制作

1. 微課選題

機械設(shè)計基礎(chǔ)是進機械專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，具有知識點多、實踐性強等特點，主要介紹常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計理論與計算方法等。制作該課程的微課視頻時，充分結(jié)合了課程特點以及學(xué)生的先修課程，學(xué)生通過智能手機、平板電腦等移動設(shè)備，可以利用碎片化的時間在網(wǎng)絡(luò)上進行學(xué)習(xí)。根據(jù)多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，這里選擇以“曲柄存在的條件”為例，來探索微課的設(shè)計、制作與應(yīng)用實踐。

2. 教學(xué)設(shè)計

“曲柄存在的條件”是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中的重點內(nèi)容。在教學(xué)過程中，開頭回顧上節(jié)課的內(nèi)容，即鉸鏈四桿機構(gòu)的三種類型，并以動畫的方式顯示三種學(xué)生比較熟悉的機構(gòu)應(yīng)用實例。如圖1所示，分別是鶴式起重機、雷達天線、慣性篩機構(gòu)，要求學(xué)生來分析機構(gòu)的運動過程，分析兩個連架桿運動范圍的不同，判斷它們分別屬于哪一種鉸鏈四桿機構(gòu)。

通過動畫可以清楚地看出，在圖（a）鶴式起重機機構(gòu)中，兩個連架桿都是左右往復(fù)擺動，為雙搖桿機構(gòu)；在圖（b）雷達天線機構(gòu)中，一個連架桿左右往復(fù)擺動，另一個連架桿整周轉(zhuǎn)動，為曲柄搖桿機構(gòu)；在圖（c）慣性篩機構(gòu)中，兩個連架桿都能夠整周轉(zhuǎn)動，為雙曲柄機構(gòu)。由此可以發(fā)現(xiàn)，有的連架桿能夠整周轉(zhuǎn)動，有的只能往復(fù)擺動，那么什么情況下，可以整周轉(zhuǎn)動呢？非常自然地引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，即曲柄存在的條件是什么，也吸引學(xué)生去考慮這個問題的答案。

接下來，以曲柄搖桿機構(gòu)為例，分析推導(dǎo)曲柄存在的條件。連架桿AB要想成為曲柄而整周轉(zhuǎn)動，就必須能夠順利通過最左和最右的兩個極限位置，即到達AB′和AB″的位置。在這兩個極限位置，連架桿AB和機架AD就會出現(xiàn)兩次共線，一次是最左極限位置時候的二者拉直共線，一次是最右極限位置時候的二者重疊共線。在這兩個特殊位置，四桿機構(gòu)就組成了三角形B′C′D和三角形B″C″D，如圖2所示。在三角形中，必然滿足邊長關(guān)系，即任意兩邊之和大于第三邊，任意兩邊之差小于第三邊，還有一種比較特殊的情況，就是當(dāng)四桿共線的時候，不等式兩邊可以取等號。由此可以得出三個不等式，通過總結(jié)分析這三個不等式的關(guān)系，就可以得到存在曲柄時候應(yīng)該滿足的條件，一是桿長之和條件，即最長桿與最短桿的長度之和應(yīng)小于或者等于其他兩桿長度之和；二是最短桿條件，即連架桿或機架之一為最短桿。

然后，分析曲柄存在的兩個條件，還可以得出兩個推論，即如何得到三種不同類型的鉸鏈四桿機構(gòu)，要求學(xué)生熟練掌握的重要知識點。另外取不同的構(gòu)件作為機架時，也可以得到不同類型的四桿機構(gòu)。再通過一些例題，檢查學(xué)生的理解情況和掌握情況，并且再次總結(jié)強調(diào)本次課的重點內(nèi)容。

由于這些內(nèi)容，從前到后有一定的邏輯順序，每一步都是經(jīng)過分析經(jīng)過推導(dǎo)得出的結(jié)果，所以學(xué)生容易理解，方便記憶，這樣的結(jié)論也具有說服力，學(xué)生完全可以自己推導(dǎo)出來。

3. 視頻制作

本微課視頻的制作過程主要包括課件模板的選擇、PPT動畫的選擇、內(nèi)容的設(shè)計、屏幕的錄制和語音的輸入以及視頻后期的剪輯等，制作工具包括計算機、麥克風(fēng)、WPS演示文檔，錄屏軟件Camatasia Studio 9.0等。課件的模板選自WPS并進行了適當(dāng)?shù)男薷呐c調(diào)整，使顏色搭配和頁面布置更符合課程主題內(nèi)容。最終保存成擴展名為MP4的視頻播放文件，再通過網(wǎng)絡(luò)上傳到課程教學(xué)網(wǎng)站，方便學(xué)生及時觀看。

本次微課的制作是直接打開已經(jīng)事先編輯完成的PPT電子課件，在播放PPT的過程中，教師進行必要的講解，通過麥克風(fēng)輸入語音，進行屏幕錄制。“曲柄存在的條件”這個知識點的微課視頻錄制界面截屏如下圖3所示，總時長為14分15秒，其中前12秒介紹本次課所屬的章節(jié)內(nèi)容；接下來的1分48秒為內(nèi)容回顧，引出這節(jié)課的主要內(nèi)容；隨后的9分30秒，分析推導(dǎo)曲柄存在的條件，并得出了兩個重要的推論；然后又用了1分30秒的時間講解了兩道例題，鞏固本次課程的主要內(nèi)容；最后利用1分15秒的時間做了總結(jié)，強調(diào)學(xué)生需要掌握的內(nèi)容，并布置了課后作業(yè)。

三、 總結(jié)

在課堂教學(xué)中，微課作為一種新興的教學(xué)模式，可以幫助學(xué)生更好地理解課堂內(nèi)容，能夠提高廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也能夠培養(yǎng)他們的自學(xué)能力和獨立思考能力。學(xué)生可以利用微課視頻進行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，提升他們掌握知識的熟練程度。微課既是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的一種補充，也可以使學(xué)生對知識進行及時的復(fù)習(xí)鞏固，從而更好地吸收消化，大大提高課堂教學(xué)效果。

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作者簡介：邢莉，馮偉，郁倩，袁健，周海，江蘇省鹽城市，鹽城工學(xué)院機械工程學(xué)院。endprint