疫情背景下的金工網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式探析與實(shí)踐

林森　潘旭東　劉佳男　劉路　王濱生

摘? 要：文章闡述了新冠肺炎疫情下金工網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的新模式新方法，并從教學(xué)理念、更換授課軟件、授課方式、學(xué)科交叉融合、共享資源庫(kù)等方面提出了建議和想法，為保質(zhì)保量地完成金工教學(xué)任務(wù)和人才培養(yǎng)目標(biāo)提供參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué);金工;融合;人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2021）16-0038-04

Abstract： This paper expounds the new mode and new method of metalworking network teaching under the epidemic situation of new coronary pneumonia， and puts forward some suggestions and ideas from the aspects of teaching concept， replacement of teaching software， teaching mode， interdisciplinary fusion， shared resource pool， etc.， in order to provide the reference for completing the metalworking teaching task and the goal of cultivating the talents withquality and quantity.

Keywords： network teaching; metalworking; integration; personnel training

面對(duì)2020年新型冠狀病毒肺炎疫情的突然侵襲，按照教育部整體要求和學(xué)校制定的“延遲開學(xué)不停教、不停學(xué)”的網(wǎng)上教學(xué)方案[1]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程創(chuàng)新實(shí)踐中心（以下簡(jiǎn)稱“工創(chuàng)中心”）全體教師同舟共濟(jì)、共克時(shí)艱，以疫情防控為契機(jī)，積極學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)新技能，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)金工教學(xué)的深度融合，對(duì)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、提高教學(xué)質(zhì)量都有著重要而深遠(yuǎn)的意義[2]。

一、打造新模式教學(xué)

工創(chuàng)中心本著面向一線教學(xué)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究、合理安排、統(tǒng)籌規(guī)劃、分級(jí)實(shí)施，推進(jìn)技術(shù)信息化與教學(xué)成果深度融合的原則，確保疫情防控期間中心整體教學(xué)工作高效率、高質(zhì)量的推進(jìn)。因此，哈工大工創(chuàng)中心基于原有金工課程教學(xué)體系和MOOC教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，整合教學(xué)資源，重新組建了由工創(chuàng)中心教學(xué)辦公室、金工教研室、一線授課教師和在線教育平臺(tái)聯(lián)手組成的線上、線下整體聯(lián)動(dòng)體系，旨在高效有序地推進(jìn)各學(xué)科、各工種的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)任務(wù)的順利展開。

（一）創(chuàng)新教學(xué)理念

工創(chuàng)中心始終秉承以“教學(xué)”為中心，著重培養(yǎng)學(xué)生的思考、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、實(shí)踐能力，在此過(guò)程中教師僅作為載體，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)方面起到引領(lǐng)者、督導(dǎo)者、監(jiān)控者和評(píng)價(jià)者的作用;在疫情期間，工創(chuàng)中心教師堅(jiān)持在不利因素中育新機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域中求創(chuàng)新，結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)方法、利用信息資源、運(yùn)用技術(shù)平臺(tái)來(lái)不斷探索新的教學(xué)方法與手段，進(jìn)一步完善金工網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系建設(shè)。

教學(xué)中，堅(jiān)持以“能力培養(yǎng)”“問(wèn)題解決”“創(chuàng)新思維”作為理論基礎(chǔ)和實(shí)踐操作的主線，注重“創(chuàng)新、融合、協(xié)作”，在相關(guān)的有具體意義的情境中確定和教授學(xué)習(xí)方法與技能;這種教學(xué)理念不僅存在于教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間，更應(yīng)深入貫徹于教師與教師之間，形成具備跨學(xué)科、跨工種、跨專業(yè)的綜合體系，強(qiáng)調(diào)針對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)資源的評(píng)價(jià);強(qiáng)調(diào)基于主題或者單元開展教學(xué)設(shè)計(jì)[3]，讓金工專業(yè)理論以更加規(guī)范化、條理化、系統(tǒng)化的形式傳遞給學(xué)生。

（二）在線開放課程整體架構(gòu)

工創(chuàng)中心從實(shí)際出發(fā)，明確教學(xué)任務(wù)，建立合理的科學(xué)的教學(xué)大綱，將工訓(xùn)網(wǎng)上教學(xué)課程規(guī)劃為“1+2+X”的模式，即1個(gè)共享優(yōu)質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、2套線上教學(xué)措施（課前錄播+線上直播）如圖1、多種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)選擇[4]，這樣一來(lái)，不僅節(jié)約了課程教學(xué)資源建設(shè)費(fèi)用，使得學(xué)生可以反復(fù)對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，也能擇優(yōu)而用，從而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，工創(chuàng)中心還不斷探索對(duì)外推廣與引進(jìn)，充分利用國(guó)家精品資源并創(chuàng)新制作符合自身的在線開放課程，如MOOC、金工精品課程、微課、短視頻等，旨在給學(xué)生提供更多樣、更全面、更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而對(duì)工程訓(xùn)練產(chǎn)生濃厚興趣。

圖1 授課形式

（三）以高標(biāo)準(zhǔn)重塑網(wǎng)絡(luò)課程

網(wǎng)絡(luò)授課規(guī)劃的合理性形成“主干”，課程知識(shí)點(diǎn)分布形成“枝葉”，通過(guò)將兩者合理、充分的交叉融合，才能形成一套完整的網(wǎng)課教學(xué)體系。金工訓(xùn)練作為機(jī)械類及近機(jī)械類的實(shí)踐必修課，由于涉及的工種多，知識(shí)點(diǎn)繁雜，合理安排課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)重點(diǎn)、理論與實(shí)踐融合就顯得極為重要，這對(duì)各授課教師也提出了新的要求，工創(chuàng)中心充分發(fā)揮青年教師的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合老教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，全面梳理課程體系，在編寫的新版網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)大綱中，依據(jù)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃及課程的支撐，要求每位一線授課教師都要為自己講授的課程設(shè)定預(yù)期教學(xué)目標(biāo)和成果[5]。

工創(chuàng)中心根據(jù)教學(xué)任務(wù)要求，充分考慮到網(wǎng)絡(luò)授課對(duì)實(shí)踐操作的局限性、學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)重、學(xué)生的個(gè)體差異等問(wèn)題，合理規(guī)劃，布局，分配，共計(jì)開設(shè)4大類（數(shù)字制造、先進(jìn)制造、基礎(chǔ)加工、電工電子），20個(gè)相關(guān)工種，每工種安排2節(jié)課（理論教學(xué)+仿真實(shí)踐）共100分鐘內(nèi)容，如圖2，采用分專業(yè)劃分小組，集中授課的方式，每天8節(jié)課，每批次每周一次課程，共5周完成金工教學(xué)任務(wù)。

（四）建設(shè)共享資源庫(kù)

工創(chuàng)中心根據(jù)教學(xué)要求，建立金工教學(xué)數(shù)據(jù)資源庫(kù)，以開放、共享為宗旨，普及優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為目的，體現(xiàn)出現(xiàn)代教育思想和教學(xué)規(guī)律，展示教師先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法，彌補(bǔ)教學(xué)領(lǐng)域的不足，服務(wù)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)[6]。資源庫(kù)包括有各工種的基礎(chǔ)概念理論，操作章程，規(guī)范，注意事項(xiàng)，操作視頻，更將現(xiàn)有的先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)工藝、先進(jìn)方法進(jìn)行整理，歸類劃分。各工種授課教師課件PPT、MOOC、微課、各工種課堂實(shí)時(shí)錄屏視頻材料等（如圖3），通過(guò)編輯對(duì)工種重點(diǎn)、難點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行著重劃分，以工種名稱建立文件夾，上傳共享資源庫(kù)，學(xué)生可以憑借學(xué)號(hào)認(rèn)證，隨時(shí)登陸查找資料及課程講解，讓學(xué)生隨時(shí)隨地的享受在線學(xué)習(xí)的便捷與高效，使得知識(shí)獲取渠道變得更具靈活性與多樣化，更可以使學(xué)生在課前充分的預(yù)習(xí)，課后對(duì)不理解的、沒聽懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，加深印象。

圖3 整合課堂視頻

（五）構(gòu)建虛擬+實(shí)操訓(xùn)練平臺(tái)

建設(shè)適用于金工虛擬仿真實(shí)踐課程體系，為學(xué)生工訓(xùn)實(shí)踐課程的實(shí)習(xí)提供“先導(dǎo)式”教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生利用虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，對(duì)金工各工種實(shí)踐操作流程進(jìn)行模擬操作，完成金工實(shí)踐課程操作部分的模擬教學(xué)任務(wù)[7]。工創(chuàng)中心針對(duì)金工實(shí)訓(xùn)操作及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，充分運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)及數(shù)控CNC模擬操作體系，重新構(gòu)建適合工創(chuàng)中心的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)操仿真平臺(tái)，將數(shù)字化的信息整合到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，如H2-VR（如圖4）、數(shù)控加工模擬、虛擬焊接訓(xùn)練、AR準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)裝配等，將線下的技術(shù)運(yùn)用到線上，使用虛擬仿真的技術(shù)模擬各種類機(jī)床加工過(guò)程，在系統(tǒng)平臺(tái)中立體地展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，程序編程，虛擬加工，虛擬裝配等實(shí)踐操作，在線完成各工種的訓(xùn)練要求的同時(shí)，提高對(duì)金工的認(rèn)知度，增強(qiáng)課堂趣味性，使網(wǎng)絡(luò)授課不拘泥于純理論知識(shí)教學(xué)，這樣一來(lái)有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和對(duì)金工訓(xùn)練的透徹認(rèn)識(shí)，更能夠有效地解決學(xué)生不能現(xiàn)場(chǎng)操作的問(wèn)題[8]。

二、建立科學(xué)合理的考核機(jī)制

金工實(shí)訓(xùn)不同于其他課程，多注重于實(shí)踐動(dòng)手能力，理論基礎(chǔ)做輔助，而全部采用網(wǎng)絡(luò)授課，學(xué)生無(wú)法對(duì)各工種特點(diǎn)、設(shè)備實(shí)用、操作流程形成立體直觀的概念，容易造成走馬觀花的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生對(duì)金工實(shí)訓(xùn)達(dá)不到深層次的了解，因此如何建立全新的適合金工實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的體系，工創(chuàng)中心率先做出了大膽的嘗試。

（一）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用

網(wǎng)上教學(xué)主要采用混合式的教學(xué)模式，如視頻課件播放、在線互動(dòng)學(xué)習(xí)和問(wèn)題實(shí)時(shí)答疑等多種形式結(jié)合而成，較為常用的平臺(tái)和工具包括：騰訊會(huì)議、bilibili、騰訊群課堂、學(xué)習(xí)通平臺(tái)和長(zhǎng)江雨課堂平臺(tái)等[9]，同時(shí)，考慮到上課的人數(shù)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量等因素影響，授課教師做兩套方案準(zhǔn)備，當(dāng)一個(gè)平臺(tái)出現(xiàn)延遲、卡頓等問(wèn)題，及時(shí)通知上課學(xué)生更換其他網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以保證課堂教學(xué)的連貫性。課后，在組建的QQ群及微信群里，工創(chuàng)中心合理安排時(shí)間段，學(xué)生可以與授課教師進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、在線答疑、問(wèn)題討論等（如圖5），及時(shí)解決學(xué)生遇到的困難，提高學(xué)習(xí)效率。

（二）課堂簽到方式

網(wǎng)絡(luò)授課不同于傳統(tǒng)課堂授課，通過(guò)名單點(diǎn)名或點(diǎn)人數(shù)就可以掌握學(xué)生上課情況，工創(chuàng)中心服務(wù)機(jī)械類及近機(jī)械類相關(guān)專業(yè)，工種多，上課人數(shù)多，點(diǎn)名會(huì)浪費(fèi)更多的時(shí)間。

工創(chuàng)中心課程監(jiān)控采用三種方法：一是授課時(shí)間段隨機(jī)抽取學(xué)生進(jìn)行視頻通話，進(jìn)行課堂互動(dòng)，利用平臺(tái)發(fā)布課堂“提問(wèn)”“小測(cè)驗(yàn)”等活動(dòng)[10]，要求規(guī)定時(shí)間內(nèi)回答，正確可獲得工創(chuàng)中心自制的小獎(jiǎng)品，以此提升學(xué)生課堂積極性;二是采用QQ群接龍形式，在學(xué)習(xí)群內(nèi)由管理教師在課間休息時(shí)間發(fā)出邀請(qǐng)并設(shè)定時(shí)間，學(xué)生在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行簽到接龍，根據(jù)簽到姓名及人數(shù)對(duì)缺席的學(xué)生一目了然，實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生是否在線學(xué)習(xí);三是學(xué)生課前通過(guò)掃描發(fā)布在微信群中二維碼或網(wǎng)址鏈接的形式，在平臺(tái)實(shí)名進(jìn)行統(tǒng)一簽到，并提交，管理員在后臺(tái)即可獲得課堂信息，同時(shí)學(xué)生還可以在平臺(tái)隨時(shí)就課堂知識(shí)點(diǎn)的難易度，課程進(jìn)度快慢等，填寫意見，管理員會(huì)及時(shí)反映給授課教師，做出調(diào)整。

（三）分?jǐn)?shù)設(shè)定及成績(jī)考核方式

1. 成績(jī)構(gòu)成

工創(chuàng)中心經(jīng)過(guò)研究分析，各工種成績(jī)采用“課堂網(wǎng)絡(luò)簽到+工種基礎(chǔ)作業(yè)（在線仿真加工）+深度思維拓展”三部分組成。

因?qū)W生網(wǎng)課大多在家里上課，受網(wǎng)絡(luò)局限性、穩(wěn)定性等諸多因素影響，簽到分?jǐn)?shù)不宜過(guò)重，起到一定的督促作用即可，分?jǐn)?shù)比例設(shè)定為40%較為合理;學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解，可以對(duì)該工種有大致地了解，在仿真平臺(tái)進(jìn)行模擬加工操作，對(duì)知識(shí)點(diǎn)、操作流程進(jìn)一步加深，基本上完成該工種的學(xué)習(xí)任務(wù)，分?jǐn)?shù)比例設(shè)定為35%;安排創(chuàng)新分?jǐn)?shù)占25%，旨在工種學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)興趣，開闊視野，發(fā)散思維。鼓勵(lì)學(xué)生文獻(xiàn)查閱，多知識(shí)點(diǎn)融合，提高學(xué)生創(chuàng)新思維，鍛煉發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的綜合能力。

2. 作業(yè)內(nèi)容

一是基礎(chǔ)作業(yè)驅(qū)動(dòng)：根據(jù)每個(gè)實(shí)習(xí)工種知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)，工種特點(diǎn)等布置相應(yīng)的作業(yè)，布置的內(nèi)容應(yīng)包含該工種基本構(gòu)成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工特點(diǎn)及線模擬樣件等，要求在五天內(nèi)完成并交給班長(zhǎng)，統(tǒng)一整理后發(fā)送到指定郵箱，如果有學(xué)生在課堂不用心或沒有上課的現(xiàn)象，老師通過(guò)作業(yè)的批改，很容易發(fā)現(xiàn)并扣除相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

二是在線虛擬仿真：根據(jù)所實(shí)習(xí)的工種特點(diǎn)，系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)分配課后作業(yè)，學(xué)生利用虛擬仿真平臺(tái)，自主編輯程序，編輯所需刀具、工件及加工路徑，完成作業(yè)上傳到系統(tǒng)平臺(tái)，授課教師在后臺(tái)就可以根據(jù)完成度、尺寸大小、參數(shù)選擇等數(shù)據(jù)，給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

三是思維拓展：要求學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料，結(jié)合已有的思路，創(chuàng)新思維拓展。根據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)理論結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的加工技術(shù)、加工設(shè)備、加工方法，舉一反三對(duì)所學(xué)工種進(jìn)行深層次了解，結(jié)合其他工種長(zhǎng)處規(guī)避該工種弊端及加工短板，綜合思考出新想法、新思路，提出自己的觀點(diǎn)。教師則根據(jù)可行性、創(chuàng)新性、獨(dú)特性，給出綜合分?jǐn)?shù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

受新冠肺炎疫情防控的影響，給傳統(tǒng)形式的課堂教育教學(xué)模式提出了新的思考和問(wèn)題，與此同時(shí)，全國(guó)各高校紛紛開展“空中課堂”“在線課堂”“云課堂”等全新教學(xué)模式，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)儼然為各學(xué)校的教學(xué)提供了新出路。信息化技術(shù)成為教學(xué)方式改革的強(qiáng)大助推力，運(yùn)用信息技術(shù)創(chuàng)新德育工作，使教師的信息技術(shù)素養(yǎng)普遍加強(qiáng)、學(xué)校的教育信息化水平進(jìn)一步提升，全新的模式改變了教育教學(xué)理念和思維，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)一定會(huì)成為今后工訓(xùn)教學(xué)體系中不可或缺的教學(xué)手段，也一定能讓我們的教育朝著更好的方向發(fā)展。

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