《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)

摘要：《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門面向非機械類學生開設(shè)的理論性強、涉及面廣、學科交叉鮮明的專業(yè)必修課程，由于課程內(nèi)容繁雜、難度較大，學生普遍缺乏學習動力，如何吸引學生的興趣成為上好這門課程的關(guān)鍵所在。通過各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，我們開發(fā)了一套課程網(wǎng)絡(luò)平臺，該平臺包括課堂教學模塊、課后測試模塊和學生問答模塊等三個部分，通過三個模塊間的有機聯(lián)系，對學生的學習狀況進行綜合評價，并能實時解決學生學習中的問題，成功激發(fā)了學生的學習興趣，學生成績顯著提高。

關(guān)鍵詞：課程網(wǎng)絡(luò)平臺；課堂教學；課后測試；學生問答；學習效率

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）15-0104-03

一、引言

《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門關(guān)于過程工業(yè)相關(guān)設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)的理論課程，具有理論性強、涉及面廣、學科交叉鮮明等特點，由于課程涉及彈性力學、材料科學、化工設(shè)備設(shè)計等知識，內(nèi)容繁雜抽象，學生反映學習難度較大；另外該課程主要面向非機械類工科學生，授課學生普遍缺乏基本的力學基礎(chǔ)，對這門課的學習積極性低，課堂教學效果不甚理想。另一方面，隨著我國高等教育改革的深入，傳統(tǒng)課堂教學時數(shù)大為減少，如果仍沿用以往的教學模式進行面面俱到的寬泛講授，則易顧此失彼，達不到好的教學效果。因此如何有效吸引學生的學習興趣，解決教學時數(shù)減少和教學質(zhì)量提高的矛盾，就必須對《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程傳統(tǒng)的教學方法進行創(chuàng)新改革，從而使該課程在學生培養(yǎng)中起到積極有效的作用。近年來隨著計算機科學和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的教學手段、教學方法、教學過程到教學內(nèi)容都經(jīng)歷著全方位的深刻變革，將課堂教學搬到網(wǎng)上這種教學模式正日新月異地改變著高等教育的現(xiàn)狀。以麻省理工的MIT courses、哈佛大學和麻省理工合作的edX、斯坦福大學的Coursera以及可汗學院等為基礎(chǔ)衍生出的一系列慕課平臺受到越來越多教育工作者及學生的關(guān)注和參與。國內(nèi)相關(guān)的平臺包括中國大學MOOC（愛課程網(wǎng)和網(wǎng)易云課堂合作的在線學習平臺）、網(wǎng)易公開課、果殼網(wǎng)旗下的MOOC學院等。慕課（MOOC）的快捷性和便利性使其具有傳統(tǒng)課堂教育不具備的優(yōu)越性，但是需要指出的是大部分慕課平臺的加入都有較高的門檻，以Coursera為例，國內(nèi)目前的合作院校僅僅限于北京大學、上海交通大學、復旦大學、西安交通大學、南京大學和中國科學技術(shù)大學等六所高校。而一門課程的慕課建設(shè)大約需要10萬元左右的費用，這一價格對普通的課程建設(shè)而言是一筆不菲的投入。另外，并不是將一門課程搬上網(wǎng)就能馬上提高其教學質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)互動教學的優(yōu)劣直接影響著學習者的學習興趣和學習效果，因此只有通過合理的線上線下結(jié)合才能真正提升課程的教學效果。

二、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的課程綜合測試平臺

（一）平臺功能

為了能綜合評價學生的學習效果，激發(fā)學生對《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的學習興趣，我們利用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和開源軟件搭建了適應(yīng)于《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》的課程網(wǎng)絡(luò)平臺，以提升學生學習的各個環(huán)節(jié)。圍繞該平臺，對學生學習過程中知識點的掌握、學生參與教學的積極性以及問題的實時解答進行動態(tài)的測評。該平臺主要解決如下幾個問題：（1）課后作業(yè)的抄襲。常規(guī)的書面作業(yè)的一大問題就是很難杜絕學生間的相互抄襲，因此作業(yè)成績也就無法真實反映出學生的真實情況。采用課程網(wǎng)絡(luò)平臺后，通過建立一定數(shù)量的題庫做支撐，對不同的學生進行不同試題的測試，最大程度避免了學生不動腦子的抄襲行為。（2）學生學習的興趣。將學生平時學習表現(xiàn)和測試成績公開化，通過相互間的比較，提高學生對課程的重視度并激發(fā)學生相互間的競爭，從而提高其學習的動力。同時在平臺測試建設(shè)中，通過對不同題目設(shè)置不同的難度系數(shù)來使學生回答問題有一個由簡入難的過程，激發(fā)學生的學習興趣。（3）學生主動參與課程的教學。現(xiàn)有的教學模式下學生的角色定位于單純的學習，而很難或不愿意參與到整個教學過程中，其弊端就是學生對所學的東西認識不深入，考完就忘。而在《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)平臺中，學生可以互相出題、相互答題，一來讓學生更多地參與到教學中，通過對自己出的題目的解答情況，加深知識點的認識；二來可以將這些學生出的題目吸納到題庫中，擴展題庫的規(guī)模。（4）課后找不到老師答疑。通過《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)，可以使學生有疑問時即可以在該平臺提問，縮短了師生間空間和時間的間隔，可使老師在第一時間回答學生的疑問，提高學生的學習效果。

綜上所述，該網(wǎng)絡(luò)平臺的建立，在加深學生對機械知識理解的同時，強調(diào)讓學生進一步參與到整個教學過程中，對提高教學效果具有極為重要的作用。

（二）平臺的功能實現(xiàn)

現(xiàn)有的商業(yè)公司，如考試星（http：//www.kaoshixing.com）、易考通（http：//exam.oucnet.cn）等，雖然也在一定程度上能達到網(wǎng)絡(luò)測評的要求，但是在綜合測試學生學習方面還有局限。如果要針對某一教學要求開發(fā)新的功能，則價格昂貴，并不適用于我們的教學改革需求。因此在綜合分析《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學改革要求和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，我們決定在開源軟件TcExam的基礎(chǔ)上，結(jié)合論壇程序SMF（Simple Machines Forum）以及PHP和Mysql技術(shù)，開發(fā)了一套適合于《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)平臺。該網(wǎng)絡(luò)平臺主要包括三個模塊：課堂教學模塊、課后測試模塊和學生問答模塊。課堂教學模塊包含了上課的課件、部分上課視頻（或網(wǎng)上搜集的相關(guān)視頻）以及作業(yè)和作業(yè)解答等傳統(tǒng)授課內(nèi)容，這部分內(nèi)容通過購買域名、租用網(wǎng)絡(luò)空間以及使用現(xiàn)有的XML技術(shù)即可快速構(gòu)建實現(xiàn)；課后測試模塊則是基于Nicola Asuni等人開發(fā)的TcExam開源軟件擴充而成，課后測試包含判斷題、單選題、多選題等客觀題和問答題等主觀題，其中客觀題根據(jù)標準答案自動批改，主觀題可通過教師的在線評閱給出分數(shù)，由于TCExam能夠大大簡化整個測試流程，不僅減少了人力，而且極大地提高了效率效率和考試結(jié)果分析的可信度；課后問答模塊則通過安裝SMF建立一個教學論壇，學生課通過實名注冊，并在網(wǎng)上提出問題或回答問題來實現(xiàn)整個教學過程的參與。

（三）平臺各模塊間的關(guān)系

這三個模塊形式上彼此獨立但功能上互相依賴，如圖1所示。其中，課堂教學模塊是傳統(tǒng)課堂教學的網(wǎng)絡(luò)延伸，學生可通過下載課件和課后習題答案來了解自己作業(yè)的錯誤所在，還可以通過瀏覽相關(guān)視頻對課堂所學知識進行查遺補缺，因此這個模塊是課后測試模塊和學生問答模塊的基礎(chǔ)所在。而課后測試模塊則能在傳統(tǒng)作業(yè)習題的基礎(chǔ)上，快速對每個學生知識點的掌握程度進行合理評價和反饋，最大程度地避免學生因為作業(yè)上抄襲而掩蓋個人真實的學習情況。通過這一模塊，學生既能夠精準地發(fā)現(xiàn)自己哪些知識點掌握得不好，而去課堂教學模塊相關(guān)部分進行重新學習，又可以在學生問答模塊中提出自己不懂的問題，通過老師或其他同學的解答而掌握相關(guān)知識點。學生問答模塊是傳統(tǒng)的師生問答的網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)，但是與傳統(tǒng)的課后師生問答相比，又有它特有的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的師生問答限于老師和特定的學生（問問題的那個學生），而網(wǎng)絡(luò)化后的學生問答模塊則可將這一問答過程呈現(xiàn)給所有學生，有相關(guān)疑問的學生都可以從這一問答過程中受益，特別是對于某些比較內(nèi)向、不好意思問問題的學生，只需通過瀏覽別人的提問即可解決他們心中的疑難所在，效果尤其顯著。另外對于部分思考不深入的學生，通過查看其他同學的提問及解答也能起到觸類旁通并加深理解的作用?？傊?，學生問答模塊能快速解答學生在課堂教學模塊和課后測試模塊中碰到的不懂的問題，并通過網(wǎng)絡(luò)化而使得所有學生都能在這一問答過程中受益。

三、平臺實施效果

在網(wǎng)路平臺建成后的兩年內(nèi)，我們對這一系統(tǒng)在學生中的作用進行了評估，又在初步建立起題庫的基礎(chǔ)上，可以對學生進行不同章節(jié)內(nèi)容的隨機出題測試、評分等。通過近兩年對該平臺的運用，學生成績顯著提高，并且該平臺實施以來，學生普遍反映方式新穎和有用，極大激發(fā)了他們對《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》一課的學習興趣。通過課程網(wǎng)絡(luò)平臺實施前后兩屆學生的成績進行對比可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)平臺使用前考試的平均分為66.8分，使用課程網(wǎng)絡(luò)平臺后考試成績提高到72.9分，卷面成績提高了6.1分。其中判斷題由6.8分提高到7.9分，提高了1.1分；選擇題由26.7分提高到30.8分，提高了4.1分，問答題由6.8分提高到7.3分，提高了0.5分，計算題由26.6分提高到26.9分，提高了0.3分。按每部分的分值計算，總成績提高了6.1%，判斷題提高了11.1%，選擇題提高了10.2%，問答題提高了5.3%，計算題提高了0.8%?？梢钥闯?，課程網(wǎng)絡(luò)平臺使用后，學生們對于客觀題的準確率明顯提升，因此判斷和選擇題上得分較為明顯，而計算題這類涉及到綜合知識運用的題型，分數(shù)改善不明顯。這也為今后課程網(wǎng)絡(luò)平臺的進一步完善指明了方向。

從培養(yǎng)復合型人才的角度出發(fā)，我們設(shè)計的課程網(wǎng)絡(luò)平臺可以很好地提高非機械類工科專業(yè)學生的過程設(shè)備設(shè)計綜合素質(zhì)。另外，該平臺可以根據(jù)學生知識掌握情況來對學生進行考核，并通過學生的參與來豐富平臺的題庫數(shù)目，從而在提高學生參與性的基礎(chǔ)上，真正實現(xiàn)學生從“被教育者”向“教育參與者”的轉(zhuǎn)變。

四、總結(jié)與展望

隨著信息時代的不斷深入，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這些新技術(shù)給教學方式注入了多種新鮮元素。新型教學模式在促進當代教育發(fā)展的同時，也給教育工作者如何學習使用這些新型教學模式帶來了挑戰(zhàn)。理解各種教學模式的發(fā)展歷程及優(yōu)缺點是合理利用它們并提高教學效率的重要前提。我們將傳統(tǒng)的課堂教育與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在課堂教授《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》這一課程的同時，通過建立合理的網(wǎng)絡(luò)平臺，以及豐富的在線教學、作業(yè)、互動問答等手段提高學生對《過程設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》的興趣進而促進該課程的教學效果。通過這一網(wǎng)絡(luò)平臺的開展，可望進一步提升學生的學習體驗，對教學模式改革以及課程網(wǎng)絡(luò)平臺教育提供有益的借鑒和幫助。

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