面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的《機(jī)械振動(dòng)》混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

莫 愁黃知超鄭顯玲羅梅蘭

（1.桂林電子科技大學(xué)機(jī)械電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，廣西 桂林541004；2.桂林電子科技大學(xué)圖書館，廣西 桂林541004）

工程教育工作在國(guó)內(nèi)已經(jīng)取得了較大的成就，但仍不足以應(yīng)對(duì)高級(jí)化和非常規(guī)化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的挑戰(zhàn)[1]。本校車輛工程專業(yè)本科生《機(jī)械振動(dòng)》課程理論性和綜合性都很強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)效果欠佳，學(xué)生理論認(rèn)知不深刻，工程能力較差，直接表現(xiàn)是期末測(cè)試及格率僅70%左右。多年以來(lái)，有研究者進(jìn)行了改善教學(xué)效果的研究[2-3]。本文將應(yīng)用混合式教學(xué)理論和方法[4]，以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證要求為目標(biāo)，實(shí)施教學(xué)改革。

1 混合式課堂設(shè)計(jì)原則和方法

1.1 以工程教育專業(yè)認(rèn)證要求為導(dǎo)向

教學(xué)的工程案例設(shè)計(jì)應(yīng)符合工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，過(guò)程應(yīng)有利于鍛煉學(xué)生的工程能力。本校編制的畢業(yè)要求指標(biāo)課程支撐矩陣中，車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)有12大項(xiàng)，每項(xiàng)大項(xiàng)指標(biāo)又細(xì)分若干指標(biāo)，《機(jī)械振動(dòng)》支撐第1大項(xiàng)第3子指標(biāo)、第3大項(xiàng)第1子指標(biāo)和第4大項(xiàng)第1子指標(biāo)，指標(biāo)要求如表1。綜合這3項(xiàng)指標(biāo)，本課程要求學(xué)生具備車輛工程設(shè)計(jì)、分析、制造和測(cè)試等能力，設(shè)計(jì)課堂模式應(yīng)面向這些要求。

1.2 靈活運(yùn)用各種教學(xué)資源

為了實(shí)施混合式課堂，學(xué)校建設(shè)了智慧教室，除了常見(jiàn)的黑板/白板、電腦、投影、音響等設(shè)施外，還有會(huì)議系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。除了學(xué)校的設(shè)施外，也使用公共資源，比如課程平臺(tái)（MOOC、漓江學(xué)堂等）、教學(xué)軟件（雨課堂和其他手機(jī)App等）、實(shí)時(shí)互動(dòng)工具（QQ、微信、釘釘?shù)龋?/p>

表1 課程對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證支撐的指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑

1.3 弱化次要因素強(qiáng)化重點(diǎn)內(nèi)容

本課程選用的教材為胡海巖主編、北京航空航天大學(xué)出版社出版的《機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)》。設(shè)計(jì)時(shí)弱化與本課程內(nèi)容偏離較遠(yuǎn)的數(shù)學(xué)計(jì)算過(guò)程（尤其是微分方程求解）講解，只講解思路和求解過(guò)程注意點(diǎn)，要求學(xué)生選擇3個(gè)典型的微分方程用Matlab軟件求解，以減少數(shù)學(xué)知識(shí)在課程中時(shí)間和降低課程的枯燥性。與車輛工程直接相關(guān)的知識(shí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)和考核，比如，運(yùn)動(dòng)隔振、運(yùn)動(dòng)解耦等，近似方法求解固有頻率等。

2 模式搭建與實(shí)施

2.1 課前教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)

對(duì)于教師，課前要基于工程教育專業(yè)認(rèn)證要求、教學(xué)大綱和選用教材，選定課程內(nèi)容和設(shè)定考核方式，根據(jù)內(nèi)容板塊、章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)條件和資源，確定每一次課的目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)任務(wù)等，制成學(xué)習(xí)任務(wù)卡。表2是某次課課前學(xué)習(xí)任務(wù)卡，本課程總共16次課均按這個(gè)形式操作，特別要求學(xué)生填寫總結(jié)和評(píng)估，有利于促進(jìn)其自學(xué)能力提高。

對(duì)于學(xué)生，則是利用教材、視頻和相關(guān)文獻(xiàn)等資源以自學(xué)和/或討論等方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)。課前交流較好的一個(gè)平臺(tái)是QQ群，學(xué)生可以將這些問(wèn)題發(fā)布在群里互相討論。為提高學(xué)生討論問(wèn)題的積極性，教師每個(gè)學(xué)生在群里的活躍程度和解決問(wèn)題的效果，作為平時(shí)表現(xiàn)記錄在教學(xué)過(guò)程登記表中。即使如此，學(xué)生仍會(huì)一些未解的問(wèn)題，學(xué)生將這些問(wèn)題反饋給教師，教師選擇合適的時(shí)間和方式講解。

2.2 課中混合式教學(xué)

課中的一個(gè)任務(wù)是解答課前學(xué)生經(jīng)過(guò)討論還無(wú)法解決的問(wèn)題，這個(gè)任務(wù)不是每次課都有，本次課前沒(méi)有無(wú)法解決的問(wèn)題，也可能計(jì)劃集中在以后的某次課解答。課中教學(xué)的一個(gè)方式是測(cè)試，這也不是每次課都必須，可以一章內(nèi)容或一個(gè)板塊內(nèi)容結(jié)束后測(cè)試一次。

表2 課前學(xué)習(xí)任務(wù)卡

根據(jù)本課程的特點(diǎn)，用得更多的是分組解決工程問(wèn)題。教師給出幾個(gè)性質(zhì)相近、內(nèi)容相似、難易程度相當(dāng)?shù)墓こ虇?wèn)題，學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組成員協(xié)作完成。小組組長(zhǎng)根據(jù)此給小組成員合理地分工，小組成員可以采用“頭腦風(fēng)暴”的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度研討，若小組內(nèi)無(wú)法有效地解決此問(wèn)題，小組組長(zhǎng)可以與其他小組或教學(xué)者進(jìn)行交流研討。老師盡量給學(xué)生留出更多的時(shí)間進(jìn)行探究，實(shí)在無(wú)法解決時(shí)才幫助解決。課堂階段，根據(jù)工程問(wèn)題的需要，學(xué)生可以帶電腦、手機(jī)和其他資料、儀器到教室，如果問(wèn)題只需要根據(jù)理論知識(shí)給出解決方案，或者還需要進(jìn)一步通過(guò)仿真驗(yàn)證可行性，這類問(wèn)題可以在課堂上完成。如有些給出問(wèn)題需要做出實(shí)物，可以在課后繼續(xù)完成。

2.3 課后總結(jié)和提升

此階段學(xué)生需要繼續(xù)完成課堂上未完成的內(nèi)容，往往，這個(gè)占到約一半的時(shí)間和精力。第二個(gè)任務(wù)是總結(jié)，以構(gòu)建自己這一門課的知識(shí)體系。從時(shí)間維度看，學(xué)生這一節(jié)課的課后也是下一次課的課前，需要做好課前學(xué)習(xí)，觀看視頻，閱讀教材，查閱文獻(xiàn)等。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和理論測(cè)試成績(jī)?cè)u(píng)估課堂模式改革的效果，問(wèn)卷的題目包含了工程教育專業(yè)認(rèn)證的3個(gè)達(dá)成度目標(biāo)。與傳統(tǒng)模式教學(xué)班比較，本教改班學(xué)生平均得分高出36%，試卷考試成績(jī)則高出17%。