SPOC模式下《工程材料及熱加工工藝》課程混合式教學方法探究

趙曉云

【摘 要】《工程材料及熱加工工藝》是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，本文針對現(xiàn)有教學的不足，結(jié)合專業(yè)特點和學生基礎，進行了《程材料及熱加工工藝》課程混合式教學方法探究，采取線上線下結(jié)合，設計了該課程的混合教學內(nèi)容方案。增強了學生學習的主動性，實現(xiàn)“注重解決問題，提倡學習方式的多樣化”的教學理念。

【關鍵詞】SPOC;工程材料及熱加工工藝;混合式教學

中圖分類號： TH16 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）11-0109-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.050

【Abstract】The course of Engineering Materials and Thermal Processing Technology is a professional basic course for mechanical design， manufacturing and automation. This paper focuses on the shortcomings of existing teaching，combining professional characteristics and studentsbases，and carries out the process materials and thermal processing technology.The course explores the hybrid teaching method， combines online and offline，designs the mixed teaching content scheme of the course.It enhances the initiative of studentslearning and realizes the teaching philosophy of“focusing on solving problems and promoting diversification of learning methods”.

【Key words】SPOC; Engineering Materials and Thermal Processing Technology; Hybrid teaching

0 前言

《工程材料及熱加工工藝》是機械設計制造及其自動化專業(yè)一門專業(yè)基礎課，主要研究工程材料和材料熱加工方法、原理以及熱加工工藝過程。該課程一般安排在基礎課程學習和金工實訓之后，專業(yè)課學習之前，既是對前面所學知識的一種應用鞏固與提高，也是學生后續(xù)專業(yè)課、課程設計和畢業(yè)設計不可缺少的基礎。但在近幾年教學實踐中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，該課程教學存在以下幾方面的問題：

（1）該課程涉及材料及加工工藝種類繁多，知識點零碎，且各章內(nèi)容相關度低，以致學生感到課程內(nèi)容“廣、雜、亂”，記憶困難，進而影響學習積極性和學習效果[1-2];

（2）該課程實踐應用性強，部分學生反映對于所學材料知識的實際應用缺乏足夠的實踐認識，學習起來存在一定的難度;

（3）實踐發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)化、理論化的傳統(tǒng)教學模式在該課程上難以取得良好的教學效果。

SPOC，Small Private Online Course，即小規(guī)模限制性在線課程。此概念由是由加州大學伯克分校的阿曼德.?？怂菇淌谧钤缣岢鯷1]。自2012年美國哈佛大學進行首次SPOC課程嘗試至今，萊頓大學、麻省理工學院、清華大學、浙江大學等國內(nèi)外知名高校先后開展了SPOC課程與翻轉(zhuǎn)課堂的實驗及推廣[3]。到2015年2月末，中國MOOC平臺上有51所大學上線了85門SPOC課程。可見，基于SPOC的教學應用已成為現(xiàn)在及未來教育領域的熱點之一。實踐研究表明基于SPOC的混合教學模式，集網(wǎng)絡教學、翻轉(zhuǎn)課堂、數(shù)字化課堂優(yōu)勢于一身，有助培養(yǎng)學生自主學習能力，增強學習興趣，無疑為解決此類課程教學所面臨的以上問題提供了新的思路和解決路徑。

通過調(diào)研國內(nèi)已上線的SPOC課程并梳理國內(nèi)外相關SPOC方面的文獻發(fā)現(xiàn)，大部分SPOC的研究及建設停留在為學習者提供課程資源的階段，缺少系統(tǒng)性的、可操作性的SPOC教學設計模式及教學活動設計模型、學習監(jiān)控和評價方式。針對以上原因，本課題將基于SPOC理念的教學模式融入《工程材料及熱加工工藝》課程的課堂，進行SPOC的教學模式、教學活動設計模型、學習監(jiān)控和評價的研究，以期改善目前此課程教學中存在的以上問題，同時亦可給其他應用型本科院校的相關專業(yè)課程的教學提供有效的借鑒模式。

1 SPOC混合教學模式設計

1.1 基于SPOC的混合式教學設計

通過借鑒清華大學等高校的SPOC教學模式，將SPOC平臺與多樣化的教學手段相融合，構建基于SPOC理念的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學模式，豐富傳統(tǒng)課堂，提高教學效果，并借助融于教學中的虛擬工程項目、實踐教學項目和校企合作項目，培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力。

（1）針對該課程知識點多且零碎的特點，構建層次化教學模式，集合并優(yōu)化互聯(lián)網(wǎng)上海量的教學資源，完善SPOC課程平臺;同時通過模擬工程項目實施，將理論與實踐結(jié)合，有助于知識點的串聯(lián)及融會貫通;

（2）針對該課程實踐應用性強的特點，以項目為驅(qū)動，將SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂教學相結(jié)合，將課堂變得生動而有趣，提高學習主動性和教學效果，提高學生的工程應用能力;

（3）針對目前SPOC的研究及建設的短板和課程需要，設計了基于SPOC理念的教學評價體系。

1.2 主要內(nèi)容

利用學校數(shù)字化教學資源平臺和在線課程手機平臺（藍墨云班課），針對機械設計制造及其自動化專業(yè)《工程材料及熱加工工藝》課程進行基于SPOC理念的混合式教學模式的探索研究與實踐，研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

1）構建層次化教學內(nèi)容，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的SPOC課程網(wǎng)絡教學資源平臺;

由于材料類相關課程的內(nèi)容“廣、雜、亂”，學生記憶困難，我們在本課題研究中，對課程內(nèi)容進行串聯(lián)和層次化設計，將“理論——實驗——課堂虛擬項目——實踐項目或企業(yè)課題”結(jié)合起來，以達到鞏固基礎知識、增強實踐應用的雙重目的。

由于SPOC在運行機制、教學形式、教學流程等方面都有較大創(chuàng)新，我們將結(jié)合混合式教學模式的要求，對課程平臺進行必要的補充和完善，包含課程大綱、教學視頻、課堂練習、測驗、互動討論和課后任務等多重環(huán)節(jié)，讓平臺更體現(xiàn)SPOC學習的靈活性與“教師主導——學生主體”的現(xiàn)代教學理念。

2）基于SPOC理念的學習系統(tǒng)設計：SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂教學相結(jié)合，以項目為驅(qū)動，強化學生的工程應用能力;

由于該課程實踐應用性強，學生更適合以問題或任務為驅(qū)動的學習方式。本課題考慮在教學過程中模擬工程情境，將企業(yè)項目融入課程教學的理論和實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)工科類學生的工程素質(zhì)和動手實踐能力。同時，SPOC課程平臺結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的新教學模式，能夠豐富枯燥的傳統(tǒng)課堂，增強師生即時互動，激發(fā)學生學習興趣，提高教學效果。

本課題設計多樣化的翻轉(zhuǎn)課堂教學活動，來更大程度的活躍課堂氛圍，模擬工程情境，提高學生的學習興趣。

以汽車發(fā)動機鑄造項目為例：

（1）課前布置：

課前，教師需要根據(jù)教學需要整合網(wǎng)上的SPOC資源（關于鑄造的PPT、視頻等），并設置好課前任務，提供給學生。學生課前登錄SPOC課程平臺，查看學習目標，學習指定內(nèi)容，并自由分組，完成教師預先布置的課前任務（下發(fā)生產(chǎn)任務書及產(chǎn)品零件圖），并收集在課程學習中出現(xiàn)的問題和存在的困難。

（2）課堂進行：

首先，教師進行課堂熱身，并根據(jù)課前學習情況，快速梳理教學內(nèi)容的重點和難點;

然后，學生團隊討論自己的方案，包括計算及材料選擇、毛坯成型方法、該工成型藝的生產(chǎn)特點，產(chǎn)品結(jié)構工藝性及設計要點等方面;

最后，討論總結(jié)出最佳方案，并進行知識點總結(jié)。

（3）課后復習：

課后設置補充教學環(huán)節(jié)和拓展教學環(huán)節(jié)，進一步拓展學生對知識的運用能力。教師可以通過云教學平臺全方位了解學生的學習情況，并對學習效果不理想的學生進行個性化輔導和補充教學。

該項目的實施，可以激發(fā)學習主動性、協(xié)作性與競爭性。同時翻轉(zhuǎn)課堂可以采取多樣化的教學活動，使得課堂更加豐富多彩。教師結(jié)合SPOC在線教學平臺，可以及時獲知學生自主學習狀況、任務完成情況、班級排名等，以便即時進行優(yōu)秀項目的在線評價和互動交流，更好地推動學生主動進行學習。

3）基于SPOC的教學評價體系的設計

SPOC平臺方便教師課前、課中、課后隨時考察學生的學習效果，對學生的評價更為全面和科學。本課題的教學評價體系的設計主要采用基于學習分析技術的形成性評價、過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的多元評價方法。

形成性評價包括基于SPOC平臺的資源學習情況、作業(yè)、討論、測試以及在任務組中的表現(xiàn)（主要通過活躍度、同伴互評、教師評價等方式獲得），也包括在面對面教學中的課堂作業(yè)及課堂表現(xiàn)（主要通過教師評價來獲得）。具體來說，包括：小組工程項目實踐成績20%+實驗成績10%+平時成績20%+期末成績50%，其中平時成績著重考察SPOC平臺的形成性評價結(jié)果。

2 總結(jié)

本文針對傳統(tǒng)課堂，探索了SPOC混合教學模式，一個周期的教學實踐表明，SPOC作為一種新的教學模式，有其獨到的優(yōu)點。SPOC混合式教學法的實施，學生可以線上線下學習相結(jié)合，不僅拓展了教學時間，也拓展了教學的空間。小組任務的開展，鍛煉了學生的分析解決問題的能力，也鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力。并且，此種模式下，學生吸收內(nèi)化知識的過程，有教師的及時支持與反饋，會大大提高學生的理解與掌握，提高了學生的學習主動性與成就感。此外，通過問卷調(diào)查結(jié)果分析，授課學生也對SPOC教學法的實施給予了較高的評價，通過期末成績評定，學生成績亦有一定程度的提高。

【參考文獻】

[1]王洪金，于赟，李小平，等.提高“工程材料及成形技術”課堂教學效果的思考[J].江蘇技術師范學院學報，2013（2）：125-128.

[2]文成，田玉琬，王貴，等.《工程材料及成形技術》課程教學改革問題的探討[J].廣東化工，2014，41（22）：176-177.

[3]康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”——SPOC解析[J].清華大學教育研究，2014，35（1）：85-93.

※基金項目：浙江省教科規(guī)劃課題資助項目（2018SCG091）;寧波市教科規(guī)劃課題資助項目（2017YGH052）。

作者簡介：趙曉云（1979.11—），女，河北人，碩士，漢族，講師，研究方向為金屬材料表面工程。