疫情之下《機電一體化技術（雙語）》課程在線教學的探索與實踐

文桃　楊潔　王崴

摘 ?要：2020年初新冠疫情突然爆發(fā)，影響國家全面發(fā)展的同時也沖擊著傳統(tǒng)的教育教學模式，對教育者來說如何利用互聯(lián)網響應教育部“停課不停教、停課不停學”的號召[1]既是前所未有的挑戰(zhàn)也是難能可貴的機遇。為此，本課程教學團隊積極探索和實踐基于互聯(lián)網的在線教學，從學員反饋以及考試成績等數(shù)據(jù)分析，本次在線教學效果良好，基本實現(xiàn)教學目標。文章從機電一體化技術課程特點，在線教學平臺的實踐與分析，在線教學設計，教學質量分析與評估以及在線教學面臨的現(xiàn)實困難五個方面進行闡述。

關鍵詞：機電一體化技術（雙語）;在線教學平臺;在線教學設計

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）01-0090-04

Abstract： The sudden outbreak of COVID-19 at the beginning of 2050 has affected the overall development of the country and also impacted the traditional education and teaching mode. How to use the Internet to respond to the call of Ministry of Education "Close School Without Stopping Classes" is both an unprecedented challenge and a precious opportunity for educators. Therefore， our teaching team actively explored and practiced online teaching based on the Internet. From the students' feedback and examination results， the online teaching effect is good， and the teaching objectives are basically achieved. In this paper， the characteristics of Mechatronics Technology（bilingual） course， the practice and analysis of online teaching platform， the design of online teaching， the analysis and evaluation of online teaching quality， and the difficulties of online teaching are presented.

Keywords： Mechatronics Technology; online teaching platform; online teaching design

引言

21世紀是信息科學技術蓬勃發(fā)展的時代，其中網絡技術的興起和快速發(fā)展給生活和工作帶來了前所未有的大變革?！盎ヂ?lián)網+教育”的信息化教學模式不僅打破了傳統(tǒng)面授知識的空間、時間、對象的限制，而且通過其數(shù)據(jù)化、智能化的信息平臺還可實現(xiàn)對學員進行過程性考核和形成性評價，符合當今信息時代對復合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。目前，如何有機地結合互聯(lián)網技術與教學課程成為近年來教育改革探索、實踐與研究的重要方向。本教學團隊在前期教學中積累了大量的線上線下混合式教學經驗，但在不具備開展線下教學活動的新冠疫情期間，如何基于互聯(lián)網在線教學平臺保質保量地進行課程教學依然值得積極思考、探索與實踐。

一、課程特點分析

為提高教學質量，達成教學目標，在線教學設計、課堂設計必須結合課程特點。機電一體化技術是由多門學科相互交叉、滲透、融合而成的一門新科學技術[2]，該課程具有教學內容豐富、涉及知識面寬、綜合性強的特點，是一門理論性、綜合性、專業(yè)性都很強的專業(yè)課程。而且機電一體化技術會隨著學科技術的迅速發(fā)展而不斷發(fā)展變化，具有與時俱的發(fā)展性與先進性。為學員更好地了解和跟蹤國內外機電一體化的前沿技術，該課程在我校設置為雙語教學的課程。同時，機電一體化技術是典型的軍民通用型技術[3-5]，不僅廣泛應用于現(xiàn)代武器裝備中，在民用工程機械、生產制造以及日常生活中應用也非常廣泛，也正因為此，使得《機電一體化技術（雙語）》成為我校在疫情期間可進行在線教學的課程之一。此外，該技術在工程中應用廣泛也表明該課程具有理論與實踐結合非常緊密的特點。

二、教學平臺實踐與分析

平臺運行保障能力是正常在線教學的關鍵，網絡擁堵、技術不到位等問題不僅會造成無法正常、有效地開展線上教學，而且也會極大地影響師生教與學的體驗感受，削減學員學習的積極性[6]。因此，選擇合適的在線教學平臺對教學活動的有效開展非常重要。在新冠疫情爆發(fā)的大背景下，騰訊、阿里等大企業(yè)，以及清華大學等著名高校紛紛推出并更新同步線上教學軟件與平臺。為保證該課程教學活動的有效開展，在線上教學正式開始之前，本教學團隊利用網絡在線學習了各種線上直播教學講座，研究和實踐了三個高校教師應用較廣且影響較大的教學平臺，各自特點如表1所示。

鑒于以上的探索與實踐，為更好的開展該課程在線教學活動，本教學團隊整合了三大平臺的突出優(yōu)勢，采用雨課堂+釘釘+QQ群的組合方式進行在線授課。課前課后通過雨課堂平臺推送學習資料，包括預習資料、課后作業(yè)、閉卷考試等，課中采用釘釘平臺進行直播互動教學，課后使用QQ群進行課件資料共享與答疑互動。該組合方式不僅保證了在線授課環(huán)節(jié)能夠順利開展，而且有利于開展豐富、有效的課前課后管理工作，為教學質量和教學效果提供了有力保障。

三、在線教學設計與實施

由課程概括可知機電一體化技術課程具有理論性、綜合性、專業(yè)性強，同時又兼具理實結合緊密的特點，且在我校為雙語教學課程。為更好地激發(fā)學員的學習積極性、主觀主動性以及創(chuàng)造性，提高教學質量，達成教學目標，疫情之前本教學團隊主要采用線上線下混合式教學模式，該模式綜合了互聯(lián)網信息量大、交互便捷且方式多樣的優(yōu)勢以及傳統(tǒng)面授課堂互動形式多樣的優(yōu)點，從課程考核、學員調查都顯示了該模式不僅能保證教學質量，而且能更好地體現(xiàn)以學員為中心的思想。但在疫情期間，不具備開展線上線下混合式教學的客觀條件，如何基于互聯(lián)網保質保量地進行知識、能力、素養(yǎng)的傳授與培養(yǎng)，是對教員教學能力素養(yǎng)以及信息化教學水平的較大考驗與挑戰(zhàn)。為此，本教學團隊在前期線上線下混合式教學經驗的基礎上積極探索與實踐線上教學，教學實施過程中依然沿用課前-課中-課后三個環(huán)節(jié)，同時結合多種先進適用的教學方法來煥發(fā)課堂活力，提高教學質量，達到教學目標，具體實施過程如圖1所示。

（一）課前自主學習

課前教員將微課視頻、學員參賽作品、網絡優(yōu)質資源以及學術文獻等通過雨課堂平臺推送給學員，讓學員了解課堂內容，為后續(xù)課堂在線授課環(huán)節(jié)奠定知識基礎，同時激發(fā)學員學習興趣，提高課中互動積極性與互動質量。通過設定問題-情境以及難度適當?shù)念A習任務，不僅可以引導學員積極思考，而且可以檢驗學員的知識儲備水平。通過問卷調查了解學員學習的興趣點、困難點等，為課堂內容設計和優(yōu)化提供依據(jù)。

（二）課中在線教與學

課中教學是教學過程中的關鍵環(huán)節(jié)，經過課前自主學習的鋪墊，學員已經了解了課堂教學的主要內容，同時教員根據(jù)雨課堂平臺中學員預習環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)也了解了學員知識儲備水平以及學習興趣等。在直播授課過程中教員主要是對預習任務以及課后作業(yè)的完成情況進行點評，而后是重點講授課中的重難點內容，主要目標是構建學員知識架構，形成完善的知識體系，同時調動學員學習積極性、主動性，提高學員知識消化吸收轉化的效率。為此，本教學團隊結合課堂具體內容及其特點研究和實踐了多種教學方法，如在緒論章節(jié)綜合采用了直觀演示法與引導啟發(fā)法，通過大量的多媒體素材展示機電一體化技術在工程和生活中的應用，引導學員思考并總結機電一體化技術的基本組成、關鍵技術以及發(fā)展方向;在計算機控制技術章節(jié)課堂中應用示范教學法演示軟件的具體使用方法、功能等，同時采用項目驅動法布置課后實踐的項目任務，鼓勵學員將課中理論知識與實踐結合起來，提高理論知識的轉化率;在伺服控制技術章節(jié)采用引導啟發(fā)法與案例分析法，引導學員思考開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點以及如何設計步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)等。除此之外，為調動學員學習積極性，提高學員課中參與度，教員在課中設置難度適中的問題引導和鼓勵學員通過彈幕、連麥等方式參與互動，如彈幕及時回答教員問題、連麥閱讀和翻譯英文文獻等，并對學員互動做出點評，同時及時關注和回答學員提出的問題，讓學員感受被關注被尊重，達到雙邊深度交流互動的效果。

（三）課后鞏固提升

課中教學時間有限，而釘釘平臺的直播回放功能保障了學員課后復習和消化課中重難點內容的需求。教員通過雨課堂平臺布置精心設計的課后作業(yè)，如軟件編寫、實物搭建、文獻閱讀、小組討論等，促使學員鞏固新授知識，形成技能技巧，培養(yǎng)良好的思維品質，同時也可以檢驗學員學習效果，雨課堂平臺提供圖片、語音、文字多樣化的答題方式，也豐富了學員信息化學習的體驗。此外，教員在QQ群中共享教學PPT等學習資源，并進行及時答疑互動，加強與學員的情感聯(lián)系，提高教員與學員雙邊互動的深度，同時了解學員的學習困難點，對困難學員進行課后輔導。

四、在線教學質量分析與評估

教學手段服務教學方法，教學方法支撐教學目標。而教學目標完成情況需要通過合理的教學評價體系來評估，鑒于機電一體化課程的特點，學員成績由平時表現(xiàn)、實驗表現(xiàn)、閉卷考試三部分組成，具體占比為10%平時表現(xiàn)，30%實驗表現(xiàn)，60%閉卷考試。學員的平時表現(xiàn)主要通過課堂表現(xiàn)以及課前課后作業(yè)完成質量進行考核，通過實驗進一步理解和鞏固課中理論知識，同時提高學員將理論知識應用于實踐的能力，同時也可檢驗學員課中的學習效果，通過閉卷考試檢驗學員知識的掌握程度。本次線上教學過程中的作業(yè)和閉卷測試均通過雨課堂平臺進行實施，因其數(shù)據(jù)化、智能化的特點可以輔助教員方便快捷的了解學員學習情況，從而能夠更加客觀公正得對學員進行過程性考核和形成性評價，從雨課堂平臺課前課后作業(yè)完成情況分析數(shù)據(jù)可知，學員積極參與課前課后作業(yè)，且作業(yè)完成質量較高。為評估本次在線教學質量，將17本機械專業(yè)學員考試成績與16本機械專業(yè)學員的考試成績進行對比（圖2），從圖2（a）可看出17本機械學員考試平均分（75.36分）高于16本機械學員考試平均分（71.43分），而從圖2（b）可看出17本機械70分以上學員占比相較16本機械學員占比有很大提升，特別是90分以上學員占比顯示17本機械是16本機械學員的4倍，而60分-70分學員占比顯示17本機械約為16本機械的1/5，且17本機械專業(yè)無不及格學員。由此可見，本次線上教學效果良好，教學方法有效，基本達到預期教學目標。

五、基于互聯(lián)網的在線教學存在的現(xiàn)實困難

雖然線上授課有其不受時間、空間、對象限制的優(yōu)勢，但對于軍隊院校、對于機電一體化技術這門課程也有其不可忽視的局限性，具體如下。

（一）涉密內容不能線上講授，理論知識與裝備實際結合少

因教學對象為軍校學員，這些學員的職業(yè)發(fā)展是與武器裝備密切相關的，而作為專業(yè)基礎課的機電一體化技術在教學過程中也應緊密聯(lián)系武器裝備，為后續(xù)任職課程以及任職崗位打下堅實的理論與實踐基礎。然而武器裝備相關內容涉密等級較高，考慮到國家安全等因素該部分知識不允許線上講授，這也造成學員無法及時有效地將所學理論知識與現(xiàn)代武器裝備有機地結合起來。

（二）實物教具互動困難，實驗課程無法開展

機電一體化技術是理實結合非常緊密的課程，面授課程時會結合豐富的實物教具進行理論知識的講解，同時設置學員近距離觀察、動手實踐等互動環(huán)節(jié)，不僅可以激活課堂學習氛圍，而且可以提高學員理論知識的吸收轉化效率。此外，為加深學員對課中理論知識的認識和理解，提高學員將理論結合實踐的能力，每個章節(jié)都安排有配套的實驗課程。而疫情期間純線上教學模式不具備有效開展這些環(huán)節(jié)的客觀條件。

（三）師生、生生互動有限，因材施教實施困難

因線上授課的客觀原因，教員與學員、學員與學員無法進行實時的語言、目光、表情、動作等互動。其中部分學習興趣較濃、主動性較好、知識儲備較足以及性格外向的學員愿意通過彈幕、連麥等方式與教員積極互動，然而部分基礎欠缺、性格內向的學員則與教員互動很少，這對教員了解學員的實際學習情況、學習困難點等方面是個較大挑戰(zhàn)。此外，課中小組討論環(huán)節(jié)在線上教學過程中也很難有效開展，教員不能及時了解學員的思考方式、知識水平技能的真實水平，這也給因材施教帶來了巨大挑戰(zhàn)。

六、結束語

本文重點闡述了在新冠疫情大爆發(fā)的特殊背景下，本教學團隊積極探索與實踐《機電一體化技術（雙語）》課程線上教學的過程、教學評估以及面臨的問題等?！盎ヂ?lián)網+教育”有其獨天地厚的不受時間、空間、對象的限制，使得在不具備面授課程的疫情期間依然可以實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學”，但互聯(lián)網在線教學也有不宜涉密、理實結合不足、互動有限等局限性。如何讓互聯(lián)網更有效地為軍隊院校的教育教學服務，真正地提高教學質量和教學效果，還需要我們腳踏實地并堅持不懈地去積極探索和實踐。

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基金項目：中央軍委訓練管理部軍事職業(yè)教育在線虛擬訓練課程建設項目“某型導彈裝填運輸在線虛擬訓練課程”（編號：2019101）

作者簡介：文桃（1991-），女，漢族，四川射洪人，碩士，助教，研究方向：機械電子工程;楊潔（1982-），女，漢族，陜西西安人，碩士，副教授，研究方向：機械電子工程，信息化教育理論與實踐;王崴（1974-），男，漢族，陜西西安人，博士，教授，研究方向：機械電子工程，軍事院校學科規(guī)劃。