機(jī)械制造概論公選課創(chuàng)新教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

蔡剛毅 屈少敏

[摘 要]針對(duì)傳統(tǒng)的公選課單一的課堂講授模式，以機(jī)械制造概論為例，基于翻轉(zhuǎn)課堂、探究學(xué)習(xí)以及個(gè)性化學(xué)習(xí)等理念，進(jìn)行了教學(xué)模式的改革，從教學(xué)形式、教學(xué)策略、教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等方面做了一系列的探索與實(shí)踐。教學(xué)效果表明，所采用的教學(xué)模式能有效提高選課學(xué)生的綜合素質(zhì)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的知識(shí)與能力得到了全方位的提升。

[關(guān)鍵詞]公選課；教學(xué)模式；模塊化；翻轉(zhuǎn)課堂；考核方式

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）02-0083-03

高校公共選修課（以下簡(jiǎn)稱“公選課”）一般指面向全校各專業(yè)、各年級(jí)開設(shè)，旨在加強(qiáng)素質(zhì)教育，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)，由學(xué)生自主選擇的課程，是人才培養(yǎng)方案不可分割的重要組成部分。公選課的設(shè)置，旨在引導(dǎo)學(xué)生廣泛涉獵不同學(xué)科知識(shí)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)自身、社會(huì)、自然及其關(guān)系的理解。公選課其設(shè)置應(yīng)該符合基本性、整合性、深刻性、時(shí)代性以及普適性原則。課程應(yīng)盡可能地反映學(xué)科新成果、新趨勢(shì)、新信息。課程所探討的問題應(yīng)適合全體學(xué)生學(xué)習(xí)，以不需預(yù)先修習(xí)系統(tǒng)性專業(yè)知識(shí)為前提。

河南工業(yè)大學(xué)公共選修課共設(shè)置了自然科學(xué)類、社會(huì)科學(xué)類、人文類、素養(yǎng)類、技能類和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類等六大模塊。其中自然科學(xué)模塊主要涵蓋數(shù)理化、生物、工程技術(shù)等自然科學(xué)學(xué)科，目的是使學(xué)生通過對(duì)自然科學(xué)學(xué)科前沿的總體了解，開拓他們的學(xué)術(shù)視野，同時(shí)引導(dǎo)大學(xué)生關(guān)注社會(huì)生活中的科學(xué)應(yīng)用。機(jī)械制造概論屬于自然科學(xué)模塊，是為文科及非機(jī)械類理工各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門公共選修課程。該課程簡(jiǎn)明地介紹了機(jī)械制造的概況、工程材料、材料成形技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)等內(nèi)容，目的是使學(xué)生建立機(jī)械制造全過程的一般概念，課程需18學(xué)時(shí)，計(jì)1學(xué)分。

在具體的教學(xué)過程中，機(jī)械制造概論公選課的教學(xué)質(zhì)量面臨著各種各樣的問題。如學(xué)生來自文、理、工等不同的專業(yè)，基礎(chǔ)差異較大；機(jī)械制造過程復(fù)雜，涵蓋多學(xué)科，而且保持著快速發(fā)展的勢(shì)頭，但課堂教學(xué)時(shí)數(shù)較少。面對(duì)來自不同專業(yè)背景的學(xué)生，如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是需要解決的一大問題。

針對(duì)機(jī)械制造概論公選課的上述問題，筆者打破傳統(tǒng)的單一的課堂講授模式，從教學(xué)形式、教學(xué)策略、教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、考核方式上做了一系列的探索與實(shí)踐。這種創(chuàng)新教學(xué)模式能夠從基本原理、基本知識(shí)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作交流、信息技術(shù)應(yīng)用等方面全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。經(jīng)過不斷探索與實(shí)踐，這種教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果，為同類型課程的教學(xué)改革提供了思路。

一、教學(xué)形式多樣化

（一）學(xué)情分析與教學(xué)目標(biāo)制定

首先，需要對(duì)學(xué)情進(jìn)行分析并制定教學(xué)目標(biāo)。文科及非機(jī)類學(xué)生由于無機(jī)械制造先修課程、無金工實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，因此他們對(duì)機(jī)械制造比較陌生；公選課學(xué)生可選的范圍大，學(xué)分少，出于學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生期待更直觀、更有趣味性、更開放、更個(gè)性化、更智能的學(xué)習(xí)方式和新的嘗試；此外，現(xiàn)在大學(xué)生都具備了基本的信息技術(shù)，擁有一個(gè)或多個(gè)智能終端。基于以上三點(diǎn)，必須調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生希望能看到相關(guān)示意動(dòng)畫，看到生產(chǎn)視頻，教師應(yīng)進(jìn)行情景創(chuàng)設(shè)；在課堂上，教師應(yīng)避免照本宣科、枯燥講解，應(yīng)力求生動(dòng)形象、簡(jiǎn)單有趣。

課堂教學(xué)目標(biāo)就是課堂教學(xué)過程中的教與學(xué)的互動(dòng)目標(biāo)。新課程倡導(dǎo)課堂教學(xué)目標(biāo)有三個(gè)維度，即知識(shí)與技能目標(biāo)，過程與方法目標(biāo)，情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)。機(jī)械制造概論公選課的知識(shí)目標(biāo)包括：1.使學(xué)生掌握工程材料、材料成形技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)等基本知識(shí)與原理，建立機(jī)械制造全過程的一般概念；2.使學(xué)生了解材料研究、成形方法、機(jī)械制造的新進(jìn)展，了解工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025的一般內(nèi)涵。能力目標(biāo)包括：1.通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能總結(jié)各種機(jī)械制造方法的分類與特點(diǎn)，分析各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)，能利用基本原理簡(jiǎn)要分析機(jī)械制造過程，課程應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的學(xué)習(xí)能力和分析問題的能力；2.通過在線學(xué)習(xí)與測(cè)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)以及各種媒體進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料收集與在線學(xué)習(xí)等自主學(xué)習(xí)的能力。情感目標(biāo)包括：1.培養(yǎng)學(xué)生正確對(duì)待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法，樹立團(tuán)隊(duì)合作與終身學(xué)習(xí)的意識(shí)；2.激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣，讓學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)代認(rèn)同感。

（二）教學(xué)方法與手段

由于課時(shí)少，學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)參差不齊，筆者在方法的設(shè)計(jì)上遵循了翻轉(zhuǎn)課堂的理念，也就是將學(xué)習(xí)過程的兩個(gè)階段——知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化進(jìn)行顛倒，形成學(xué)生在課外完成知識(shí)學(xué)習(xí)、課上將知識(shí)內(nèi)化吸收的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)。這也體現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)的理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下主動(dòng)地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)。此外，在翻轉(zhuǎn)課堂中，筆者通過布置相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)、設(shè)計(jì)教育輕游戲的方式，讓學(xué)生在該教學(xué)領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)生活的情境中，通過發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)查研究、動(dòng)手操作、表達(dá)與交流等探究性活動(dòng)，獲得知識(shí)、技能和態(tài)度的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程，也體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)的理念。

筆者根據(jù)學(xué)習(xí)金字塔理論設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)課堂，讓水平不一、知識(shí)結(jié)構(gòu)不同的學(xué)生在課前學(xué)習(xí)上可以自主掌握，對(duì)于所提供的學(xué)習(xí)資料，基礎(chǔ)好的學(xué)生可快速學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)差的學(xué)生可反復(fù)學(xué)習(xí)，這就避免了課堂講授一遍過而造成的失誤，可以讓學(xué)生徹底掌握知識(shí)。根據(jù)掌握學(xué)習(xí)理論，教育輕游戲能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)生可以反復(fù)進(jìn)行游戲，達(dá)到徹底掌握知識(shí)的目的。建構(gòu)主義認(rèn)為，在學(xué)習(xí)中，通過建構(gòu)自我知識(shí)體系，能有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)，加強(qiáng)知識(shí)內(nèi)化。

本課程實(shí)施二段六步法設(shè)計(jì)，具體如圖1所示，包括學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)疑階段和課堂訓(xùn)練拓展階段，其中學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)疑階段在課前完成，包括課下自學(xué)課件、觀看微課視頻、在線自我測(cè)學(xué)三階段。其中，課前自學(xué)課件學(xué)生可以根據(jù)要求，有選擇地進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)；觀看微課視頻可以在電腦、手機(jī)等終端設(shè)備進(jìn)行；在線自我測(cè)學(xué)是指學(xué)生在線自測(cè)，系統(tǒng)對(duì)自測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)共性問題教師會(huì)在課堂上的答疑解惑環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)講解。課堂訓(xùn)練拓展階段在實(shí)體課堂完成，包括簡(jiǎn)要回顧、疑難解析、提升拓展等三個(gè)階段。其中簡(jiǎn)要回顧是指回顧自學(xué)內(nèi)容，教師在課堂上用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)；疑難解析則是就微課中布置的思考題進(jìn)行小組討論；提升拓展階段則是講述該工藝方法的新技術(shù)、新趨勢(shì)；對(duì)于融入相關(guān)科研項(xiàng)目中的內(nèi)容點(diǎn)到即可，作為分選課讓學(xué)生明白有這個(gè)概念即可。

在教學(xué)手段上筆者也力爭(zhēng)多元化，比如采用先行組織者策略，用類比削蘋果來引入切削加工內(nèi)容；采用情景化策略，用動(dòng)畫模擬工作場(chǎng)景，截取生產(chǎn)中的視頻片段反映實(shí)際生產(chǎn)情景。此外，筆者還采取了互動(dòng)討論式、啟發(fā)設(shè)疑式以及互動(dòng)游戲法等教學(xué)方法?；?dòng)游戲法主要有三類：一類是頭腦風(fēng)暴游戲，比如讓學(xué)生在切削加工中，就某類切削方法用關(guān)鍵詞說出其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，說得越多則答題者得分越高；二是連連看游戲，比如剪輯視頻或動(dòng)畫片段，去掉字幕或講解，讓學(xué)生判斷并連接相應(yīng)的切削方法；第三類是文字線索題，類似于央視的“中國(guó)詩(shī)詞大賽”節(jié)目，在屏幕上依次出現(xiàn)與某一類切削方法相關(guān)的詞語，讓學(xué)生搶答，回答相關(guān)的切削方法。

二、教學(xué)資源立體化

在教學(xué)中，筆者積累并開發(fā)了豐富的資源，在課前向?qū)W生推送，讓學(xué)生視自我情況進(jìn)行學(xué)習(xí)。其中平臺(tái)采用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，推送的資源有微課視頻、電子教材、圖片及案例資源、學(xué)習(xí)任務(wù)單、在線自測(cè)題庫(kù)、教學(xué)PPT等。學(xué)生可以利用自己的碎片化時(shí)間，利用電腦、手機(jī)等終端設(shè)備進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，然后完成在線自測(cè)題，填寫電子學(xué)習(xí)任務(wù)單并發(fā)回指定郵箱或平臺(tái)；同時(shí)考慮微課或?qū)W習(xí)任務(wù)單中的思考題，以便在課堂上討論發(fā)言。教師則根據(jù)在線自測(cè)題的統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及任務(wù)單反饋情況，進(jìn)行二次備課，對(duì)錯(cuò)誤比較多的共性問題在課堂上講解。

三、教學(xué)內(nèi)容模塊化

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，筆者打破原有的章節(jié)局限，按照機(jī)械制造的一般過程，設(shè)置了五大模塊，即工程材料、鑄造、鍛壓、焊接、機(jī)械加工等。每個(gè)模塊進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)分切，便于制造短的微課視頻。整門課共分為33個(gè)知識(shí)點(diǎn)，微課設(shè)計(jì)遵循短小精悍的原則。本課程的知識(shí)點(diǎn)切分如表1所示，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)獨(dú)立自成體系，在學(xué)習(xí)時(shí)作為完整的單元，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)也遵循基本原理課件自學(xué)、微課視頻觀看、在線評(píng)測(cè)、思考題解答、案例分析等這一條主線。

四、考核方式綜合化

本課程注重過程考核，其中平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的60%，期末成績(jī)占總成績(jī)的40%。平時(shí)成績(jī)主要是過程考核，涵蓋診斷性評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。診斷性評(píng)價(jià)主要是利用在線評(píng)學(xué)自測(cè)題了解學(xué)生對(duì)切削加工方法的掌握情況，為平時(shí)成績(jī)的30%權(quán)重。形成性評(píng)價(jià)主要指課堂展示探究過程，就微課中布置的思考題進(jìn)行討論，在教室內(nèi)按座位區(qū)域分組，形成一致意見后，派代表發(fā)言陳述，其他組互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)，學(xué)生互評(píng)占40%權(quán)重，教師點(diǎn)評(píng)占30%權(quán)重，同一小組分?jǐn)?shù)相同，但發(fā)言代表有5分附加分?？偨Y(jié)性評(píng)價(jià)綜合以下三方面進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：1.系統(tǒng)為學(xué)生的在線檢測(cè)題進(jìn)行評(píng)分和統(tǒng)計(jì)，供教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；2.教師對(duì)學(xué)生討論題的作答進(jìn)行評(píng)價(jià)；3.學(xué)生小組之間就討論題的作答進(jìn)行相互評(píng)價(jià)。在教學(xué)評(píng)價(jià)過程中，我們做到了一講一考核、多元化考核，而且把學(xué)生也納入到了評(píng)價(jià)主體中。

五、總結(jié)與展望

該創(chuàng)新教學(xué)模式信息技術(shù)手段充分運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、個(gè)人電腦、手機(jī)等多種媒體終端；采用了多元的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，能檢測(cè)三維教學(xué)目標(biāo)是否真正達(dá)成；真正體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。該教學(xué)模式實(shí)施后效果不錯(cuò)，缺課率減少、學(xué)生成績(jī)提高。調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生愛學(xué)，而且愿意推薦給下一屆學(xué)生。

當(dāng)然除教學(xué)模式外，教學(xué)質(zhì)量還與教師個(gè)人的情緒、氣質(zhì)等有關(guān)，主講教師應(yīng)當(dāng)具有寬廣的學(xué)術(shù)視野，豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)烈的工作責(zé)任心，對(duì)所執(zhí)教的課程有深入系統(tǒng)的把握，對(duì)研究前沿動(dòng)態(tài)有敏銳的眼光，并善于深入淺出地講解，這樣才能保證課程既有深度又有新意和吸引力，這樣才能建成一門有深度、有效果、學(xué)生喜聞樂見的公共選修課。

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[責(zé)任編輯：陳 明]