機(jī)械設(shè)計(jì)課程線上線下教學(xué)方法與效果探討

曾娣平，鄒利華，郭文敏，吳海江

機(jī)械設(shè)計(jì)課程線上線下教學(xué)方法與效果探討

曾娣平，鄒利華，郭文敏，吳海江

(邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院，湖南 邵陽(yáng) 422000)

以2020年和2021年兩個(gè)春季學(xué)期的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果為研究對(duì)象，通過(guò)比較基于線上教育平臺(tái)和基于“線上線下”的兩種教學(xué)模式的教學(xué)效果，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討。

教學(xué)效果；線上教育平臺(tái)；“線上線下”教學(xué)模式

2020年春季學(xué)期，受新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，各級(jí)教育教學(xué)活動(dòng)陷入停擺狀態(tài)。在教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的要求和指導(dǎo)下，各級(jí)教育教學(xué)部門(mén)積極開(kāi)展線上教學(xué)，保證疫情期間的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量[1]。早在2019年秋季學(xué)期，邵陽(yáng)學(xué)院就組織各級(jí)院系的任課教師進(jìn)行了“超星學(xué)習(xí)通”教學(xué)平臺(tái)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，教師已經(jīng)在該平臺(tái)發(fā)布了課程任務(wù)、授課課件、授課視頻以及作業(yè)等相關(guān)學(xué)習(xí)資料，具備了線上教學(xué)的基礎(chǔ)。疫情期間，為保障線上教學(xué)質(zhì)量與線下課堂教學(xué)等效，引入中國(guó)大學(xué)MOOC在線課程資源進(jìn)行理論教學(xué)；引入國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)、高等學(xué)校機(jī)械工程學(xué)科虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)等開(kāi)發(fā)線上實(shí)踐教學(xué)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程組的教師依托中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)，利用優(yōu)質(zhì)在線課程資源——“西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)MOOC”建設(shè)了“邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)異步SPOC”網(wǎng)絡(luò)課程資源庫(kù)，通過(guò)騰訊視頻會(huì)議、微信慕課堂小程序，QQ交流群等方式聯(lián)合開(kāi)展線上教學(xué)。

2021年春季學(xué)期，全國(guó)恢復(fù)了正常的教育教學(xué)工作，各大高校的教學(xué)模式由線上教學(xué)轉(zhuǎn)移到了線下教學(xué)。通過(guò)一個(gè)學(xué)期線上教學(xué)模式的實(shí)踐，其優(yōu)缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)。課程組結(jié)合線上教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，在2021年春季學(xué)期的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中采用了“線上線下”結(jié)合的方式。

1 　機(jī)械設(shè)計(jì)課程特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是面向機(jī)械類本科所有專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程，也是學(xué)習(xí)專業(yè)課程和從事機(jī)械類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必備基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容包括各種經(jīng)典的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、通用零件的設(shè)計(jì)和選用、結(jié)構(gòu)計(jì)算以及優(yōu)化處理等設(shè)計(jì)知識(shí)。學(xué)習(xí)該課程需要綜合應(yīng)用到機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、機(jī)械工程制圖、機(jī)械工程材料、公差及互換性等課程的知識(shí)。通過(guò)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論和基本設(shè)計(jì)方法，有效培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、構(gòu)思和創(chuàng)新能力。

2 　線上教學(xué)

2.1 　線上課程的開(kāi)設(shè)過(guò)程

機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)由60學(xué)時(shí)的理論課，8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課以及3周的課程設(shè)計(jì)組成。理論課的具體教學(xué)過(guò)程如下：

第一步，建設(shè)“機(jī)械設(shè)計(jì)異步SPOC”。課程組按照課程的教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，在大學(xué)生MOOC網(wǎng)上構(gòu)建了“機(jī)械設(shè)計(jì)異步SPOC”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)。學(xué)生通過(guò)認(rèn)證后，可在線觀看課程的教學(xué)視頻、多媒體課件等異步SPOC學(xué)習(xí)資源。為方便教師管理，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，避免學(xué)生出現(xiàn)刷課現(xiàn)象，教師按課時(shí)發(fā)布網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源后，要求學(xué)生通過(guò)掃描教師發(fā)布的課堂碼進(jìn)入慕課堂班級(jí)。學(xué)生按照學(xué)校已經(jīng)制定好的課表進(jìn)行微信慕課小程序簽到學(xué)習(xí)。MOOC網(wǎng)更新學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)后，教師可通過(guò)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，掌握線上學(xué)習(xí)的完成情況。

第二步，建立學(xué)習(xí)交流QQ群。課前，教師在群內(nèi)發(fā)布學(xué)習(xí)通知、授課計(jì)劃、學(xué)習(xí)要求等內(nèi)容；課后，通過(guò)線上交流討論，讓學(xué)生反饋學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)答疑，在群里發(fā)布重點(diǎn)和難點(diǎn)微課視頻等。

第三步，要求學(xué)生在微信慕課小程序和騰訊會(huì)議視頻中聯(lián)合簽到。在每節(jié)課開(kāi)始時(shí)，先讓學(xué)生在微信慕課小程序中簽到，再以班級(jí)為單位進(jìn)行騰訊視頻會(huì)議。進(jìn)入騰訊會(huì)議室后，學(xué)生簽到，教師課中隨機(jī)點(diǎn)名。被點(diǎn)名的學(xué)生在騰訊會(huì)議室共享學(xué)習(xí)屏幕或者在QQ群發(fā)學(xué)習(xí)截圖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督，保證學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果。

第四步，教師課后在慕課堂中發(fā)布作業(yè)和測(cè)驗(yàn)，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。在QQ學(xué)習(xí)交流區(qū)進(jìn)行課程討論、學(xué)習(xí)難點(diǎn)交流。

理論教學(xué)在10周內(nèi)全部完成。通過(guò)采用這種教學(xué)模式，確保學(xué)生按時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立組織實(shí)驗(yàn)和自己動(dòng)手操作的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、分析解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力。疫情期間，國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)面向高校在校學(xué)生提供在線實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)資源，向有在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的高校免費(fèi)提供一個(gè)學(xué)期的在線智能實(shí)驗(yàn)室服務(wù)?？臻g目前有2000余個(gè)項(xiàng)目開(kāi)放線上實(shí)驗(yàn)。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，課程組在國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)開(kāi)設(shè)“典型軸系部件設(shè)計(jì)拆裝測(cè)繪綜合實(shí)驗(yàn)”和“大型齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，通過(guò)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)管理功能查看學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況，要求學(xué)生在2周內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。

2.2　線上教學(xué)效果

線上教學(xué)打破了時(shí)間和空間的限制，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)及交流平臺(tái)完成理論課的學(xué)習(xí)，保證了理論學(xué)習(xí)效果[2]。通過(guò)總結(jié)2020年春季學(xué)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“異步SPOC+”的課堂教學(xué)模式存在的不足主要有兩個(gè)方面：實(shí)施理論課的線上教學(xué)，以課前教師引導(dǎo)、課后教師發(fā)布難點(diǎn)微視頻等方式答疑的“教師為輔、學(xué)生為主”模式進(jìn)行，使得學(xué)習(xí)自覺(jué)的學(xué)生能收獲很好的學(xué)習(xí)效果，而部分不自覺(jué)的學(xué)生則存在刷視頻、粘貼復(fù)制作業(yè)等情況；實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)量不足，且由于線上的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求、學(xué)生的電腦配置等要求較高，往往會(huì)導(dǎo)致一些學(xué)生無(wú)法按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，甚至有的學(xué)生無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課的目的主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立組織實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、分析解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力。線上實(shí)驗(yàn)只能作為一個(gè)輔助手段來(lái)擴(kuò)展學(xué)生的能力。另外，由于課程設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)點(diǎn)多，要查的公式、圖表、參數(shù)眾多，因此無(wú)法在線上完成。

3　“線上線下”同步教學(xué)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，是以學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師課堂講解、課后作業(yè)鞏固的方式開(kāi)展教學(xué)工作。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和參與學(xué)習(xí)的自主性很難得到提高。通過(guò)線上學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主體開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和自主學(xué)習(xí)能力都得到了提高，但是從教學(xué)效果來(lái)看，也存在著部分學(xué)生學(xué)習(xí)不自覺(jué)、實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)等現(xiàn)象。

2021年春季學(xué)期，課程組采取了“線上線下”同步教學(xué)模式進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)。讓學(xué)生通過(guò)線上學(xué)習(xí)完成課程預(yù)習(xí)，課堂上針對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)式教學(xué)，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。在課堂教學(xué)時(shí)注重講解學(xué)生線上學(xué)習(xí)過(guò)程中反饋的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的交流。采用基于問(wèn)題教學(xué)的模式，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體意識(shí)。課后布置線上復(fù)習(xí)任務(wù)，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行鞏固。

實(shí)踐教學(xué)以線下實(shí)驗(yàn)為主，開(kāi)展了“螺栓組受力分析實(shí)驗(yàn)”、“帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)”、“液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)”以及“軸系組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)。同時(shí)，在多媒體教室向?qū)W生演示了線上的“典型軸系部件設(shè)計(jì)拆裝測(cè)繪綜合實(shí)驗(yàn)” 和“大型齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，彌補(bǔ)線下實(shí)驗(yàn)的不足。在課程結(jié)束后，迅速展開(kāi)課程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)兩個(gè)學(xué)期不同模式的教學(xué)實(shí)踐，為探討機(jī)械設(shè)計(jì)課程新的“線上線下混合教學(xué)”模式積累了經(jīng)驗(yàn)并打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)施線上教學(xué)，雖然能打破傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)時(shí)間與空間的限制，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，但是對(duì)于實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的課程，存在理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象，無(wú)法達(dá)到課程預(yù)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo)，因此應(yīng)進(jìn)一步改革機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法，注重“線上線下”教學(xué)同時(shí)進(jìn)行。通過(guò)改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，合理制定“線上線下”教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)體制，可進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和有效性。

[1] 教育部應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn). [2020-02-04]. www. moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202002/t20200205_418138.html.

[2] 孔群,趙西梅,卜運(yùn)祥,等.以 MOOC 為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教改研究[J].才智,2018(28):127.

[3] 朱永梅,唐文獻(xiàn),管小燕.基于線上線下智慧教學(xué)的機(jī)械類課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育,2020(3).

Discussion on the online and offline teaching methods and effects of “Mechanical Design”

ZENG Diping, ZOU Lihua, GUO Wenmin, WU Haijiang

(Department of Mechanical and Energy Engineering, Shaoyang University, Shaoyang, Hunan 422000, China)

This article takes the teaching effects of “Mechanical Design” in the spring semesters of 2020 and 2021 as the research object. The teaching effects of two teaching modes based on online education platforms and based on “online and offline” are compared. The teaching methods of “Mechanical Design” are discussed.

teaching effect; online education platform; "online and offline" teaching mode

G642

A

2096–8736(2021)03–0064–03

湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(湘教通〔2019〕291號(hào)-764)

曾娣平(1982—)，女，湖南邵陽(yáng)人，講師，主要研究方向?yàn)榻饘賹W(xué)。

責(zé)任編輯：陽(yáng)湘暉

英文編輯：唐琦軍