基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》教學(xué)模式改革探討

劉敏

摘要：基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程教學(xué)模式改革以培養(yǎng)更加適應(yīng)現(xiàn)代化人才是現(xiàn)行發(fā)展的趨勢。本文以《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程為例，介紹了利用超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)模式改革，提出利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、緊密加強(qiáng)理論與工程實(shí)踐相結(jié)合、構(gòu)建更加合理的平時(shí)成績考核標(biāo)準(zhǔn)等一系列措施，以實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓延教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái);機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì);混合式教學(xué);教學(xué)改革

0 ?引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，掀起了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體對教學(xué)信息的收集、處理和共享來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的浪潮。各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)如“中國大學(xué)MOOC”、“超星學(xué)習(xí)通”、“智慧樹”、“學(xué)堂在線”以及各大高校自建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等也隨之興起?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和線下混合式教學(xué)打破了傳統(tǒng)的課堂集中授課模式，將課堂教學(xué)延伸到了課堂之外，突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時(shí)空上的局限性[1]。

《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程能讓學(xué)生掌握機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，獲得一定的機(jī)械裝備設(shè)計(jì)技能，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)以具備初步的實(shí)施和規(guī)劃機(jī)械加工生產(chǎn)能力，激發(fā)學(xué)生對機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的興趣和潛力，為國家實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略提供具有工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才[2，3]。該課程綜合了機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、理論力學(xué)、互換性與測量技術(shù)、工程材料及其熱處理等課程的知識(shí)，具備很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性，是一門綜合性非常強(qiáng)的專業(yè)課，對學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有非常重要的作用。然而《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容較多且綜合性強(qiáng)，同時(shí)很多概念和設(shè)計(jì)過程很抽象，采用傳統(tǒng)的全程課堂授課方式很難把這些相關(guān)的概念講清楚，使得學(xué)生難以精準(zhǔn)地理解講課內(nèi)容，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。為了改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，本文以《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程為例，利用超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)積極探索此課程的教學(xué)模式改革。

1 ?傳統(tǒng)教學(xué)模式現(xiàn)狀分析

目前我院《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程共32學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容包括機(jī)械制造裝備的總體設(shè)計(jì)步驟、機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)床主要部件設(shè)計(jì)、組合機(jī)床設(shè)計(jì)、專用刀具設(shè)計(jì)以及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，采用課堂講授的教學(xué)方式達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。然而此課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多且雜，如果每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都面面俱到，學(xué)生學(xué)的又不精。因此，傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式存在很多問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 學(xué)生不理解為什么要學(xué)這門課

開設(shè)該課程的目的主要是為了讓學(xué)生了解機(jī)械制造裝備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，掌握工藝裝備的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。然而很多學(xué)生覺得這些東西學(xué)了也沒什么用，因?yàn)闄C(jī)械類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大多從事的和制造業(yè)有關(guān)，但是也不需要自己去設(shè)計(jì)機(jī)床，因?yàn)檫@些加工設(shè)備可以直接購買現(xiàn)成的。傳統(tǒng)的教學(xué)方法單一再加上此課程綜合性強(qiáng)，學(xué)起來比較枯燥、困難，很多學(xué)生因此失去了學(xué)習(xí)的興趣，甚至厭學(xué)。

1.2 前期知識(shí)掌握不扎實(shí)

《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》的專業(yè)性和綜合性強(qiáng)，需要扎實(shí)的機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)理論。由于對前期所學(xué)相關(guān)課程的知識(shí)掌握不夠扎實(shí)或者時(shí)間久了而遺忘，因此在此課程的學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于前期理論積累的匱乏導(dǎo)致難以理解和掌握本課程的情況[4]。比如，講主軸的技術(shù)要求的時(shí)候，主軸和殼體孔的直徑公差和形狀公差需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行標(biāo)注。然而，很多同學(xué)對互換性與測量技術(shù)的知識(shí)掌握不牢導(dǎo)致難以理解為什么主軸的技術(shù)要求要這樣標(biāo)注。所以，部分教師會(huì)在講解本課程知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候會(huì)順帶給學(xué)生復(fù)習(xí)前期相關(guān)的知識(shí)。但是這樣增大了任課教師的備課和教學(xué)任務(wù)，也占用了本課程的教學(xué)時(shí)間，難以在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)以及難以保證教學(xué)質(zhì)量。

1.3 理論與工程實(shí)踐結(jié)合不足

《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》本身應(yīng)是一門理論與工程實(shí)踐緊密相結(jié)合的，且偏重實(shí)踐的綜合性課程，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力[5，6]。然而由于學(xué)時(shí)和硬件條件的局限，大部分高校對此課程的安排都是偏重理論性而輕實(shí)踐，甚至完全沒有實(shí)踐課。即使有實(shí)踐環(huán)節(jié)也是安排一兩次實(shí)驗(yàn)課，往往也是參觀下機(jī)床而已。由于理論和工程實(shí)踐的結(jié)合不足，學(xué)生更加難以理解所學(xué)的理論知識(shí)，對他們以后獨(dú)立從事制造裝備設(shè)計(jì)工作埋下了隱患。

1.4 平時(shí)成績考核不合理

目前《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程考核由期末考試成績和平時(shí)成績組成，分別占70%和30%。對于期末考試成績的核定比較簡單，按照卷面成績給。而平時(shí)成績由考勤、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)以及課后作業(yè)組成，往往不好考核。比如：考勤全到的同學(xué)，雖然人到了但是上課心不在焉或者干脆不聽;課堂表現(xiàn)又怎么判斷每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，一堂課不可能所有的學(xué)生都參與互動(dòng);對于實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生都是敷衍了事，由于人多，教師很難從實(shí)驗(yàn)中判斷是否認(rèn)真而只能從實(shí)驗(yàn)報(bào)告來定成績;課后作業(yè)由于教師完全監(jiān)管不到，很多學(xué)生都是互相抄答案，更加難以判斷誰是認(rèn)真完成作業(yè)的。所以，傳統(tǒng)教學(xué)模式中的平時(shí)成績考核很不合理，難以對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及學(xué)習(xí)效果起到監(jiān)督作用。

2 ?網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)特點(diǎn)及優(yōu)勢

近年來，我校積極開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)開展線上課程資源建設(shè)。此外，我校華東交通大學(xué)還專門研發(fā)了一款連接超星平臺(tái)的學(xué)習(xí)型軟件“i花椒”，該APP為廣大師生提供了一個(gè)便捷的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)具有如下優(yōu)勢：①打破了傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)空上的局限。傳統(tǒng)的教學(xué)模式固定在教室中進(jìn)行，而利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，教師可以把教學(xué)資源（如課件、視頻、音頻、圖片等）放在能長期動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)信息的服務(wù)器上，學(xué)生隨時(shí)通過手機(jī)閱覽，及時(shí)和老師溝通交流。②增強(qiáng)了師生之間的交互行為。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)增強(qiáng)了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教學(xué)資源之間的互動(dòng)。老師可以及時(shí)地布置學(xué)習(xí)任務(wù)、堅(jiān)持學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以便及時(shí)獲取教學(xué)效果。而學(xué)生在課后也可以進(jìn)一步主動(dòng)學(xué)習(xí)，不懂的地方可以看網(wǎng)絡(luò)資源或者和老師溝通得到及時(shí)的指導(dǎo)。同學(xué)之間通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也易于協(xié)作和探討。③利于整合教學(xué)資源。相比較于教材的滯后性，網(wǎng)絡(luò)資源更新較快，實(shí)時(shí)性好且內(nèi)容豐富，能夠滿足理論知識(shí)的教學(xué)又能及時(shí)了解前沿?zé)狳c(diǎn)。④學(xué)習(xí)過程考核更加合理。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，教師可以通過平臺(tái)對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)督，且學(xué)習(xí)自測管理、作業(yè)提交與評分主要借助網(wǎng)絡(luò)完成，使得考核更加公正、合理。

3 ?基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)改革具體措施

充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢，并結(jié)合《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程的特點(diǎn)，針對傳統(tǒng)教學(xué)模式中的不足，對此課程進(jìn)行改革。

3.1 利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)明確課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、打牢基礎(chǔ)、拓展理論教學(xué)內(nèi)容

為解決學(xué)生不明白為什么要學(xué)這門課，在教學(xué)過程中要以學(xué)生為中心，緊扣學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)這一核心任務(wù)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，如找一些關(guān)于制造裝備設(shè)計(jì)的最新視頻、新聞、招聘信息等上傳到平臺(tái)上供學(xué)生閱覽，使學(xué)生深入了解國家當(dāng)前的制造裝備業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的重要性，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和潛能，提高其學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。傳統(tǒng)教學(xué)模式中由于受學(xué)時(shí)限制，難以在課堂上給學(xué)生復(fù)習(xí)前期知識(shí)。而利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)，教師可以在課前搜集相關(guān)的前期知識(shí)，將有關(guān)的課本、微課、視頻資料等相關(guān)資源整理發(fā)布給學(xué)生復(fù)習(xí)。在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上的資料區(qū)創(chuàng)建課前預(yù)習(xí)和前期知識(shí)資料、導(dǎo)入教學(xué)案例和課程PPT，在討論區(qū)就課前預(yù)習(xí)內(nèi)容發(fā)布討論話題，并要求每個(gè)學(xué)生回復(fù)自己的理解。在測試區(qū)插入課堂測試，為課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備。學(xué)生在課前通過“i花椒”軟件完成教師發(fā)布的預(yù)習(xí)任務(wù)點(diǎn)。這種方式既不會(huì)占用課堂時(shí)間又使得學(xué)生復(fù)習(xí)了本次課程所需的前期知識(shí)，但是需要學(xué)生在課前利用課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力。在上課階段，教師根據(jù)課前預(yù)習(xí)階段學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，有針對性地講解重點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)生遇到的難點(diǎn)問題。同時(shí)向?qū)W生發(fā)布擴(kuò)展學(xué)習(xí)資料，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，拓展知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)效果。

3.2 利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)緊密結(jié)合理論與工程實(shí)踐的同步教學(xué)

《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式由于學(xué)時(shí)的限制以至于實(shí)踐環(huán)節(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于理論課，甚至沒有。對于這種實(shí)踐性強(qiáng)的課程，光理論講解過于抽象，學(xué)生難以理解機(jī)床設(shè)計(jì)的具體步驟，一定要以實(shí)踐的工程案例為教學(xué)對象，模擬真實(shí)的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)過程構(gòu)建教學(xué)情境，在實(shí)踐中鞏固理論知識(shí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的利用可以大大縮短理論教學(xué)的學(xué)時(shí)，為工程實(shí)踐環(huán)節(jié)騰出了時(shí)間，并提供了多元化的實(shí)踐教學(xué)方式。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之前，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布和實(shí)踐環(huán)節(jié)相關(guān)的視頻，通過視頻生動(dòng)形象的將制造裝備設(shè)計(jì)過程可視化，極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在討論區(qū)發(fā)布問題讓學(xué)生進(jìn)行探討，誘導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系課堂講授的理論知識(shí)。另外，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把真實(shí)的工藝裝備、實(shí)驗(yàn)過程等通過電子設(shè)備呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生提前做好準(zhǔn)備。由于制造裝備比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)過程步驟會(huì)比較多，學(xué)生難以一下記住太多的內(nèi)容而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不下去或者失去動(dòng)手的興趣。那么通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以很好的解決此問題，教師在實(shí)驗(yàn)之前通過錄播功能一邊演示實(shí)驗(yàn)過程，一邊講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。在實(shí)驗(yàn)之前發(fā)布給學(xué)生，先讓學(xué)生觀看一遍。在實(shí)驗(yàn)過程中如遇到問題還可以回看視頻。學(xué)生通過實(shí)踐環(huán)節(jié)以及利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)理論與工程實(shí)踐能力的緊密結(jié)合。

3.3 利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能進(jìn)行平時(shí)成績考核

課程的考核是教學(xué)過程中重要的組成部分，一般由平時(shí)成績和期末考試成績組成。其中平時(shí)成績更能檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，合理的平時(shí)成績考核是非常重要的。改革后利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行平時(shí)成績的考核，超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)簽到、選人回答問題、投票、搶答。測驗(yàn)、問卷調(diào)查、直播等功能，并實(shí)時(shí)記錄活動(dòng)痕跡。平臺(tái)可以對學(xué)生每次的互動(dòng)都會(huì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和積分，教師能夠及時(shí)看到學(xué)生是否參與。另外，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能能夠詳細(xì)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，對視頻觀看、課堂測試、課后作業(yè)、簽到等可以進(jìn)行機(jī)器打分，做到客觀公正。教師可以隨時(shí)隨地進(jìn)行全過程監(jiān)管，并生成多樣性的可視化分析報(bào)告，一鍵匯總過程性評價(jià)結(jié)果，還能對每個(gè)學(xué)生生成單獨(dú)的數(shù)據(jù)報(bào)告分析，掌握他們的學(xué)習(xí)情況。本課程改革后，綜合成績?nèi)匀挥善綍r(shí)成績（40%）和期末考試（60%）組成，平時(shí)成績則利用超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行考核，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

4 ?結(jié)束語

針對目前《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》教學(xué)模式中存在的問題，本文利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)改革，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入整個(gè)教學(xué)過程，為師生提供豐富的教學(xué)資源。此課程的改革措施有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、復(fù)習(xí)前期知識(shí)，協(xié)助教師拓展理論教學(xué)內(nèi)容，還能實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與工程實(shí)踐能力的同步培養(yǎng)以及完善平時(shí)考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的使用有利于教學(xué)方式由“教師為中心”向“學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，切實(shí)提高《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

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