線上教學(xué)模式在留學(xué)生“機械設(shè)計”課程中的探索與實踐

鄧顯玲 呂中亮

摘要：疫情發(fā)生以來，針對留學(xué)生開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，如何讓線上課堂堪比實體課堂，在教學(xué)準(zhǔn)備階段實施教學(xué)資源的整合，對課程本身內(nèi)容上進行調(diào)整，完善線上課堂，利用平臺的管理手段設(shè)置量化考核指標(biāo)，實現(xiàn)形成性評價，完成線上實體課堂的再現(xiàn)。

Abstract： Since the outbreak of the novel corona-virus， online teaching has been carried out for foreign students. How to make online classroom comparable to physical classroom， the integration of teaching resources in the teaching preparation stage， the adjustment of the course content， the improvement of online classroom， the use of platform management means to set quantitative assessment indicators， achieve formative evaluation， and complete the reappearance of online physical classroom.

關(guān)鍵詞：線上教學(xué);留學(xué)生;機械設(shè)計

Key words： online teaching;international students;mechanical design

中圖分類號：G712;TH122-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）21-0248-02

0? 引言

隨著國家領(lǐng)導(dǎo)人提出的“一帶一路”重大戰(zhàn)略構(gòu)想全面實施，高等教育的國際化成為一個新的發(fā)展趨勢，各國大學(xué)尤其是發(fā)達(dá)國家的重點大學(xué)紛紛將拓寬國際化辦學(xué)途徑作為自己新的目標(biāo)[1]。隨著高等教育國際化漸成趨勢和我國國際地位日益凸顯，來華留學(xué)生人數(shù)不斷增長，辦學(xué)規(guī)模不斷擴大，來華留學(xué)生教育管理工作已經(jīng)成為我國高等教育事業(yè)的重要組成部分。

近年來，重慶科技學(xué)院也先后招收了一些短期或長期學(xué)習(xí)的留學(xué)生，怎樣為這些留學(xué)生做好培訓(xùn)或授課工作，這是我們給留學(xué)生上課的教師需要深入分析、思考和探討的問題[2]。作為高等院校理工科的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)生開始真正接觸機械類的專業(yè)知識是從機械設(shè)計這門課程開始的。機械設(shè)計是一門以一般尺寸通用機械零件的設(shè)計為核心的設(shè)計性課程，課程主要講授機械中常用的各種機構(gòu)以及通用零件的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、設(shè)計理論和計算方法，為先修基礎(chǔ)課與后續(xù)專業(yè)課之間搭建橋梁。學(xué)生應(yīng)樹立正確的設(shè)計思想并勇于探索創(chuàng)新，能針對機械傳動裝置中的機械零件的設(shè)計進行分析、提出問題、經(jīng)過思考和討論提出解決問題的方案。

由于2020年新冠疫情的影響，全國實施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，我校留學(xué)生的機械設(shè)計課程也推行了線上教學(xué)模式，實現(xiàn)了“停課不停教，停課不停學(xué)”的教學(xué)要求。

1? 留學(xué)生機械設(shè)計線上教學(xué)目標(biāo)

掌握通用機械零件設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識、設(shè)計的原理和方法以及機械設(shè)計的一般規(guī)律等專業(yè)基礎(chǔ)知識;具有運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力;具有綜合運用所學(xué)的通用機械零件設(shè)計的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對機械傳動裝置及其零部件進行分析和設(shè)計;能根據(jù)實驗方案搭建與機械裝置及其零部件相關(guān)的實驗系統(tǒng)，能分析和解釋實驗結(jié)果，得到合理有效的結(jié)論。

2? 線上教學(xué)方案

探索案例與課堂作業(yè)驅(qū)動的機械設(shè)計線上教學(xué)方案[3]，包括課前準(zhǔn)備、線上教學(xué)和課后輔導(dǎo)三大塊。其中課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)完成組班、組群等開課的各項準(zhǔn)備工作，線上教學(xué)環(huán)節(jié)進行直播授課、案例分析、隨堂作業(yè)、小節(jié)測驗等任務(wù)，線下輔導(dǎo)主要通過微信、QQ等社交工具組建課程群進行答疑和討論。其實施過程的步驟和內(nèi)容如圖1所示。

3? 課前準(zhǔn)備

本課程已不少有電子版的基本教學(xué)資源，包括教學(xué)大綱、教案、PPT課件、練習(xí)題，還有了相關(guān)高清視頻、動畫資料。這些信息都能夠通過課程群分享給學(xué)生。由于留學(xué)生沒有合適的辦法獲得紙制版教材，所以引入了二維碼技術(shù)，針對一些重難點，提供學(xué)生掃碼看動畫，掃碼看解析過程。例如，在學(xué)習(xí)牛頭刨床的機構(gòu)運動簡圖時，學(xué)生可以通過掃碼看到模擬的機構(gòu)運動動畫和該機構(gòu)自由度的計算過程。

建立班級課程群，確保所有留學(xué)生加入群，并測試網(wǎng)絡(luò)訪問情況。通過課程群發(fā)布教學(xué)要求、電子教材、教學(xué)大綱等信息。學(xué)生下載、查閱相關(guān)資料，完成開課前的準(zhǔn)備。

4? 線上教學(xué)實施

結(jié)合案例與作業(yè)驅(qū)動，開展線上直播課堂，課程群所在系統(tǒng)能記錄教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)痕跡、參與情況、作業(yè)完成情況、出勤情況等。但留學(xué)生的知識基礎(chǔ)差異較大，加上網(wǎng)絡(luò)因素的影響，老師并不能準(zhǔn)確評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量。主要存在以下幾個問題：①學(xué)生雖然參與了直播課堂，但不一定全程、認(rèn)真地學(xué)習(xí);②學(xué)生可能沒有跟上教師講授的進度，沒有認(rèn)真翻頁學(xué)習(xí)課件的每一頁;③小節(jié)測驗結(jié)果可能來自搜索引擎或其他學(xué)生提供的答案。

線上教學(xué)仍然要提倡采取“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的方式。在授課中要注重學(xué)生對知識內(nèi)化，也就是掌握知識的應(yīng)用。針對一些重點內(nèi)容，定期開展分組討論、任務(wù)實施、交流等各項活動;分組討論時，教師主要進行線上教學(xué)組織，如線上平臺簽到、選人分組等，討論中解答學(xué)生的疑惑和共性問題，最后評價與總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生完成案例或作業(yè)任務(wù)的分析。例如，在給留學(xué)生講齒輪傳動的內(nèi)容時，教師可以先讓學(xué)生思考：在日常生活中我們能見到哪些齒輪傳動實例？這些機構(gòu)是怎樣工作？學(xué)生分組討論后，教師給出齒輪傳動的動畫、視頻等，讓學(xué)生在教師的啟發(fā)下積極思維，始終處于教學(xué)的主體地位。教師導(dǎo)入齒輪傳動案例，講解設(shè)計齒輪時要計算的參數(shù)，學(xué)生按作業(yè)任務(wù)的要求進行齒輪基本參數(shù)的計算。最后，教師對學(xué)生完成的結(jié)果進行展示與評價，并對其中存在的問題進行分析與指導(dǎo)。

為了準(zhǔn)確評估、跟進和深化學(xué)習(xí)效果，課程增加了限時課堂作業(yè)，限時作業(yè)需要學(xué)生對所學(xué)知識進行總結(jié)，并要求手寫、拍照、上傳答案。如平面機構(gòu)運動情況判定，設(shè)置的限時作業(yè)為計算給定機構(gòu)的自由度（需要設(shè)定成是機構(gòu)無法正常運動的情況），要求學(xué)生進行分析和改進，畫出新的機構(gòu)運動簡圖，然后拍照上傳作業(yè)。這樣每個人都應(yīng)該有不同的見解，反映每個學(xué)生的真實情況。

課后，設(shè)置定期答疑時段，發(fā)起主題討論，進行線上答疑和學(xué)習(xí)指導(dǎo)，幫助學(xué)生進行課程知識點的總結(jié)梳理。學(xué)生進行個性化的學(xué)習(xí)，尤其針對基礎(chǔ)差的學(xué)生查缺補漏、完成課后作業(yè)等活動。輔導(dǎo)過程中，注重師生互動，深度了解學(xué)生的學(xué)習(xí)不足，便于進行教學(xué)反思，以便調(diào)整后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)。

評分環(huán)節(jié)在教學(xué)中有舉足輕重的地位[4]，留學(xué)生們也非常重視他們的成績。教師在開課前清楚地告知學(xué)生評分標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)解釋每個評分標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生將根據(jù)評分要求完成各部分任務(wù)，教師嚴(yán)格按照評分標(biāo)準(zhǔn)進行評分。本線上課程對各個教學(xué)環(huán)節(jié)分別打分，最后加權(quán)得出學(xué)生的最終成績。學(xué)生最終成績（滿分100分）包括：課前課程資源的學(xué)習(xí)（占總成績的20%）、在線課堂活動的參與（占總成績的20%）、限時課堂作業(yè)的完成（占總成績的40%）、小節(jié)測驗情況（占總成績的10%）、到課情況（占總成績的10%）。

5? 線上實驗環(huán)節(jié)

實驗是機械設(shè)計課程的重要環(huán)節(jié)，機械設(shè)計實驗?zāi)繕?biāo)是要培養(yǎng)留學(xué)生設(shè)計能力、操作能力、創(chuàng)新能力等。結(jié)合理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，留學(xué)生機械設(shè)計線上實驗包括四大部分：典型機械零部件認(rèn)識實驗、齒輪機構(gòu)設(shè)計實驗、軸系部件設(shè)計實驗、減速器拆裝實驗。由于是線上實驗，教師需要提前搭建線上實驗平臺，利用SolidWorks軟件構(gòu)建相關(guān)零部件的三維模型，邀請三維建模熟悉的同學(xué)參與該項準(zhǔn)備工作。例如減速器拆裝實驗，課上把爆炸好的減速器零部件打亂順序后共享給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)要求進行軸、齒輪、軸承、端蓋等的裝配，錄制裝配過程，作為實驗成績考核的重要依據(jù)。實驗教學(xué)過程中，教師引領(lǐng)同學(xué)糾正錯誤的順序，強調(diào)裝配順序與繪圖順序保持一致，強化學(xué)生對“機械設(shè)計—加工—裝配—繪圖”順序的認(rèn)識;引領(lǐng)學(xué)生集體討論，通過觀看各位學(xué)生的裝配錄像，集思廣益找出問題，調(diào)動了留學(xué)生的上課積極性。

虛擬仿真手段為線上實驗環(huán)節(jié)的有效開展提供了幫助。目前針對機械設(shè)計這門課程，本教學(xué)團隊正致力于開發(fā)完整系統(tǒng)的虛擬仿真實驗室。構(gòu)建從零部件認(rèn)知實驗-齒輪設(shè)計—軸系部件設(shè)計—典型產(chǎn)品拆裝等系列虛擬仿真實驗項目，形成從設(shè)計—制造—應(yīng)用的鏈條式虛擬實驗教學(xué)平臺，以更好地再現(xiàn)實體課堂。

6? 教學(xué)分析

線上教學(xué)比起實體課堂，有一些難掌控的因素，比如學(xué)生的專注度、參與度等等。線上學(xué)習(xí)需要留學(xué)生有主動學(xué)習(xí)的意識，也是需要教師設(shè)法調(diào)動學(xué)生的積極性。針對課程教學(xué)目標(biāo)，適當(dāng)要求學(xué)生記住機械零件的主要基礎(chǔ)理論知識，并通過日常機械中的有關(guān)常識加深學(xué)生的記憶;對螺紋連接強度計算分析講解時，在采用電子板書形式寫出實例和課后作業(yè)的具體分析求解過程，對滾動軸承壽命計算分析講解時，著重強調(diào)計算，并可適當(dāng)降低螺栓強度計算的難度。加強對鍵長度選擇、帶輪基準(zhǔn)直徑選擇、齒輪傳動設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、圖冊和參數(shù)選擇等知識實例的分析講解。在分析講解機械零部件的設(shè)計時，對一些重要的和選取易錯的參數(shù)著重強調(diào)指出，并要求學(xué)生做好記錄，多去看看直播課堂的回放。

7? 結(jié)束語

針對留學(xué)生這群體進行機械設(shè)計課程教學(xué)，尚沒有成熟的經(jīng)驗?？紤]當(dāng)下環(huán)境，探討了線上教學(xué)模式。在課后問卷調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)89%的學(xué)生認(rèn)為知識能夠接受，92%的學(xué)生認(rèn)為對學(xué)習(xí)有興趣，87%的學(xué)生認(rèn)為能夠?qū)W到相關(guān)的知識與技能。因此，可以看出將線上混學(xué)模式應(yīng)用于“機械設(shè)計”課程中，由于課前充分準(zhǔn)備、課上豐富的課程資源、個性化的課后輔導(dǎo)、多元的學(xué)習(xí)評價方式，完全能達(dá)到課程教學(xué)的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]方寶，武毅英.高等教育來華留學(xué)生的變化趨勢研究[J].高等教育研究，2016，39（2）：19-30.

[2]胡琴.留學(xué)生機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)思考[J].教書育人高教論壇，2015，10：65-67.

[3]靖娟，熊玲鴻.線上線下混合教學(xué)模式在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中的研究與應(yīng)用[J].科教文匯，2019，6：82-83.

[4]何百力.本科留學(xué)生高校教學(xué)質(zhì)量管理體系研究[D].南京工業(yè)大學(xué)，2015.