機(jī)械設(shè)計課程混合式教學(xué)模式研究與實踐

王引衛(wèi) 姚良 張宏偉 王丙錚 吳平平

摘要：本文圍繞混合式教學(xué)模式在機(jī)械設(shè)計課程中應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)，對該課程的教學(xué)內(nèi)容選擇與線上資源建設(shè)、教學(xué)組織實施、課程成績評定方式等進(jìn)行相應(yīng)的研究與改革實踐，并通過具體的教學(xué)設(shè)計示例說明混合式教學(xué)的具體實施過程，經(jīng)過對兩期學(xué)生的教學(xué)實踐證明，教學(xué)效果良好，課程目標(biāo)達(dá)成度提升。

關(guān)鍵詞：OBE;機(jī)械設(shè)計;混合式教學(xué)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

混合式教學(xué)利用互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字媒體技術(shù)，將線上的學(xué)習(xí)資源與線下的師生面授教學(xué)相結(jié)合，可以融合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與面授教學(xué)雙方的優(yōu)點，受到很多高校的關(guān)注?！稒C(jī)械設(shè)計》是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生常用機(jī)構(gòu)和零部件設(shè)計能力的任務(wù)。西京學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計課程組在該課程中研究探索應(yīng)用線上、線下混合式教學(xué)，有效調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用機(jī)械設(shè)計的知識和技能解決復(fù)雜機(jī)械工程問題的能力。

1.課程內(nèi)容選擇與線上資源建設(shè)

依據(jù)課程教學(xué)大綱，精心設(shè)計選擇具有先進(jìn)性、科學(xué)性，反映本學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果的教學(xué)內(nèi)容。注重行業(yè)和企業(yè)對人才工程能力的要求，根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，以工程實例序化教學(xué)內(nèi)容，重視教學(xué)做合一性。對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大膽的調(diào)整，注重基本知識和技能，不注重冗長的數(shù)學(xué)計算，精簡理論知識，以實踐應(yīng)用為主。刪減了機(jī)械設(shè)計總論和機(jī)械零件的強(qiáng)度等理論章節(jié)，將相關(guān)知識點融入到相關(guān)項目任務(wù)中做講解;在現(xiàn)有課程框架（連接、傳動機(jī)構(gòu)、軸系零部件）的基礎(chǔ)上，增加基于新工科的新知識、新技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容，特別是增加最新的科技成果在工程實際中應(yīng)用的案例分析。如機(jī)械零件設(shè)計軟件應(yīng)用、優(yōu)化設(shè)計等。

線上教學(xué)資源主要是西京學(xué)院九竹課程平臺上建設(shè)的機(jī)械設(shè)計網(wǎng)絡(luò)SPOC，包括電子版課程大綱、授課計劃、多媒體課件、教學(xué)動畫與視頻、微課、對標(biāo)試題庫，綜合設(shè)計案例等。

2.混合式教學(xué)組織實施

本課程總學(xué)時48，其中課堂38學(xué)時，線上10學(xué)時，已在西京學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)2015級和2016級學(xué)生中實施。線下教學(xué)班（40-50人），在多媒體教室或智慧教室進(jìn)行，可移動式桌椅，學(xué)生分組就座，借助智能手機(jī)進(jìn)行互動。

學(xué)生課前在線上進(jìn)行知識點自學(xué)，為課堂討論做準(zhǔn)備，課后在線上進(jìn)行重難點的鞏固復(fù)習(xí)及自測，課堂上參與以工程項目實例為牽引，任務(wù)驅(qū)動或問題驅(qū)動的討論。課堂教學(xué)通過SKIPS教學(xué)法來實施：第一步Story，引入工程項目實例激發(fā)學(xué)生興趣;第二步Knowledge，測試相關(guān)知識點，檢查線上學(xué)習(xí)效果，和（或）針對重難點講解相關(guān)知識點;第三步Idea/Ideology，由以上內(nèi)容闡發(fā)令人思考的觀念和理念，實現(xiàn)課堂對價值觀的塑造或引領(lǐng)作用;第四步Problem，針對工程項目實例，提出問題或任務(wù);第五步Solve，通過小組討論、匯報、交流，教師總結(jié)，最終解決問題，布置課后作業(yè)。

3.課程成績評定方式改革

改變以往一卷定成績的考核方式，采用累加式的評定方式，總成績?yōu)?00分，分配到每個課程目標(biāo)，如表1所示。以4個課程目標(biāo)為例。課程成績評定由形成性評價和終結(jié)性評價組成。形成性評價一般占30%至50%，由線上學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)組成，表1以占比40%為例。終結(jié)性評價以期末卷面考試進(jìn)行。實驗成績占比由實驗學(xué)時占總學(xué)時比例確定，對應(yīng)一個課程目標(biāo)。

線上學(xué)習(xí)評價方式由學(xué)習(xí)時長10%、單元測試40%、期末測試40%及論壇討論組成10%。

4.混合式教學(xué)設(shè)計示例

如表2所示，以機(jī)械設(shè)計中齒輪機(jī)構(gòu)受力分析為例，形成了課前、課中、課后三個階段，以及針對目標(biāo)知識點的教師、學(xué)生活動，教學(xué)資源、評估方式等環(huán)節(jié)的整體教學(xué)設(shè)計體系。

5.混合式教學(xué)實踐成效

學(xué)生學(xué)習(xí)自主性明顯提高，截止2019年12月11日，共有541名學(xué)生在線上注冊，在線學(xué)習(xí)時長共19076179分鐘，平均35621分鐘/學(xué)生，遠(yuǎn)超過600分鐘/學(xué)生的線上學(xué)習(xí)時長要求。論壇發(fā)帖數(shù)共4290條，平均8條/學(xué)生。線上學(xué)習(xí)按時完成率在90%以上。課堂上有效學(xué)習(xí)行為增多，學(xué)生聽課率、抬頭率、參與率提高，95%以上的學(xué)生積極參加小組討論。兩屆學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度平均為0.75以上。學(xué)生工程實踐能力提高，兩屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽中，榮獲國家級一等獎1項，陜西省一等獎5項、二等獎17項。

6.結(jié)語

通過重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，合理分配在線學(xué)習(xí)和課堂面授內(nèi)容，實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，真正體現(xiàn)以學(xué)生的學(xué)為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，采用工程實例為牽引的項目化教學(xué)將枯燥零散的知識系統(tǒng)化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力。課程被認(rèn)定為省級線上線下混合式“一流課程”，在今后的建設(shè)過程中將補(bǔ)充完善線上資源，使線上資源更具有互動性、趣味性，構(gòu)建實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的混合式教學(xué)模式，建設(shè)完善的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

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研究課題：本文得到西京學(xué)院教改項目“基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）教學(xué)模式的機(jī)械設(shè)計課程群教學(xué)改革與實踐”（JGYB1904）的資助。

作者簡介：王引衛(wèi)（1974.10-），男，陜西興平人，碩士研究生學(xué)歷，副教授，西京學(xué)院機(jī)械工程領(lǐng)域碩士生導(dǎo)師。