混合教學(xué)模式在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的實踐

張鑫宇,關(guān)麗坤,李 震

(內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機械工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

0 引言

為深入貫徹全國教育大會精神和《中國教育現(xiàn)代化2035》全面落實新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神,深化本科教育教學(xué)改革,培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》提出要全面提高課程建設(shè)質(zhì)量。新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對傳統(tǒng)的工程人才培養(yǎng)模式產(chǎn)生了巨大的影響?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”作為近機械類工科專業(yè)基礎(chǔ)課程,傳統(tǒng)的教學(xué)方法和設(shè)計方法已經(jīng)落后于時代發(fā)展的要求,急需進(jìn)行改革和調(diào)整,以滿足新工科的要求,滿足新時期工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。打造具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的線上線下混合課程,以發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”,探索智能教育新形態(tài),推動課堂教學(xué)革命。

線上線下混合式課程主要指基于慕課、專屬在線課程(SPOC)或其他在線課程,運用適當(dāng)?shù)臄?shù)字化教學(xué)工具,結(jié)合學(xué)校實際對校內(nèi)課程進(jìn)行改造,適當(dāng)安排20%~50%的教學(xué)時間實施學(xué)生線上自主學(xué)習(xí),與線下面授有機結(jié)合開展翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué),打造在線課程與學(xué)校課堂教學(xué)相融合的混合式課程,為基于國家精品在線開放課程應(yīng)用的線上線下混合式優(yōu)質(zhì)課程申報做準(zhǔn)備[1]。以在線開放資源為依托,利用在線教學(xué)平臺、智慧課堂輔助工具,在學(xué)校課程教學(xué)中運用多種教學(xué)理論、教學(xué)策略、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式有機地將網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)(線上)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)(線下)相結(jié)合起來的課程[2]。線上線下混合課程注重發(fā)揮線上和線下兩種教學(xué)的優(yōu)勢,拓展教與學(xué)的時間和空間,重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué),關(guān)注學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)與多樣化發(fā)展,強調(diào)教學(xué)改革,提高質(zhì)量。提升課程內(nèi)涵,引入校外優(yōu)質(zhì)在線開放課程資源,吸收供課方優(yōu)秀教師團隊的教學(xué)特色和教學(xué)成果,輔之以特色化加強、本地化融入,以促進(jìn)學(xué)校專屬課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)質(zhì)量的明顯提升。打造特色化教學(xué)資源,針對學(xué)校學(xué)生基礎(chǔ),選擇有條件的課程和教師團隊。通過引進(jìn)、自建等方式建設(shè)特色化教學(xué)資源,如教師授課短視頻、案例分析、測試練習(xí)題目、討論話題等多樣化數(shù)字教學(xué)資源,為實施線上線下混合式教學(xué)改革奠定良好基礎(chǔ)。

1 內(nèi)蒙古科技大學(xué)“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程現(xiàn)狀

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”是內(nèi)蒙古科技大學(xué)金屬材料工程、冶金工程等傳統(tǒng)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程(技術(shù)基礎(chǔ)課),是本科生從基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課程學(xué)習(xí)的橋梁,承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生對機器的結(jié)構(gòu)和原理分析、關(guān)鍵零件受力和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計能力的職責(zé),在機械類系列課程體系中占有十分重要的地位。該課程是以一般工況條件下的常用機構(gòu)和通用機械零部件為研究對象,以它們的工作原理、運動特性、結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計、選用和計算方法等為研究內(nèi)容。該課程支撐的畢業(yè)要求包括:一方面能夠用機械、力學(xué)等知識分析判斷所設(shè)計的零件、構(gòu)件的合理性,并能夠應(yīng)用恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行表達(dá);另一方面能夠運用工程制圖等手段,表達(dá)和解決相應(yīng)專業(yè)工程的設(shè)計問題。其主要先修課程是工程制圖、工程力學(xué)、工程材料、機械制造基礎(chǔ)、金工實習(xí)等,為對應(yīng)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。所以,本課程的體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等將直接影響上述工科專業(yè)的教學(xué)效果與培養(yǎng)質(zhì)量,也與本專業(yè)學(xué)生是否具有解決復(fù)雜工程問題的能力有著密切的關(guān)系。目前,學(xué)生培養(yǎng)過程中主要存在以下問題。

1.1 培養(yǎng)方案中理論課程學(xué)時安排減少

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程由2014年之前的72學(xué)時減少到64學(xué)時,從2014—2015學(xué)年秋季學(xué)期開始(即2012級)將實驗部分的4個實驗(8個學(xué)時)減少到3個(6個學(xué)時),課堂講授部分由64學(xué)時減少到58學(xué)時,減少了6個學(xué)時,授課內(nèi)容隨之做了刪減,如錐齒輪機構(gòu)和蝸桿機構(gòu)只講授基本概念,螺紋連接部分對于承受軸向載荷的螺栓連接部分內(nèi)容刪除等。這樣雖然覆蓋了基本知識,但不利于學(xué)生進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)與研究。另外,隨著本科教學(xué)改革的深入進(jìn)行,進(jìn)一步減少基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)的學(xué)時也成為一種可能。

1.2 為提高教學(xué)質(zhì)量,教師批改作業(yè)等輔助教學(xué)時間有所增加,但效果不佳

在不斷提高本科教學(xué)質(zhì)量的要求下,盡管理論課程學(xué)時減少,隨之作業(yè)講解時間減少,但作業(yè)量有增無減,無形中增加了課堂點名、檢查出勤情況、作業(yè)批閱、登記平時作業(yè)成績等輔助時間,而這些時間的增加對教學(xué)質(zhì)量的提高沒有明顯效果?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”一般會布置至少10次作業(yè),包含一些設(shè)計類型的題目,很多時候?qū)W生即使完成,教師花費大量的時間認(rèn)真批改,但僅依靠為數(shù)不多的一兩次習(xí)題課,對于題目的理解仍然不夠深入和明白。

1.3 傳統(tǒng)教學(xué)方式忽略當(dāng)代大學(xué)生的性格特點

目前的大學(xué)生均在2000年以后出生,伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,人民生活水平的提高,以及計算機、手機、信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,他們具有更多新的特點,如競爭意識強烈,做事情快速高效,求新求快,個性獨立,不喜歡恪守傳統(tǒng)、因循守舊,面對十幾年不變的教材和作業(yè)很難激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱情。學(xué)校對本科課程的講授都配備了答疑環(huán)節(jié),大約為課程講授學(xué)時的?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”為22學(xué)時的答疑安排,安排教師對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行答疑,而實際執(zhí)行過程中效果不理想,平時學(xué)生不來答疑,即使有疑問也不愿意來咨詢,但是如果使用微信或QQ添加好友后,學(xué)生有疑問還是會主動咨詢。這反映出現(xiàn)代大學(xué)生更喜歡利用網(wǎng)絡(luò)、手機等現(xiàn)代信息工具進(jìn)行溝通交流的特點。

2 線上線下混合式教學(xué)模式的實踐

2.1 促進(jìn)線上線下的深度結(jié)合

開展線上線下混合課程建設(shè),適應(yīng)目前培養(yǎng)方案學(xué)時安排少、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展的需要。線上線下相結(jié)合的教學(xué)活動有助于學(xué)生之間、師生之間頻繁互動,有助于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,能夠解決教學(xué)中存在的問題且成效顯著[3]。堅持立德樹人,體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為中心,致力于開啟學(xué)生內(nèi)在潛力和學(xué)習(xí)動力,注重學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展。利用互聯(lián)網(wǎng),豐富課程內(nèi)容,課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)符合學(xué)生成長規(guī)律,依據(jù)學(xué)科前沿動態(tài)與社會發(fā)展需求動態(tài)更新知識體系,契合課程目標(biāo),教材選用符合教育部和學(xué)校教材選用規(guī)定,教學(xué)資源豐富多樣,體現(xiàn)思想性、科學(xué)性與時代性。

課前學(xué)生利用平臺資源進(jìn)行線上學(xué)習(xí),產(chǎn)生問題、發(fā)現(xiàn)疑問;課中集中學(xué)習(xí),將知識內(nèi)化,解決問題并延伸學(xué)習(xí);課后線上鞏固學(xué)習(xí)。教師及時總結(jié)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,收集學(xué)生反饋的信息,對教學(xué)方式、組織形式進(jìn)行優(yōu)化。在教學(xué)活動開展之初,建立了微信群,利用雨課堂搭建課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,收集資料,設(shè)計試題。本課程共設(shè)計了29次面授課,同時制作了29個面授課件和29個預(yù)習(xí)課件,預(yù)習(xí)課件內(nèi)容包括相關(guān)視頻和主要知識授課內(nèi)容視頻,大部分預(yù)習(xí)視頻長度不超過10 min,每次授課前24小時發(fā)布預(yù)習(xí)課件;同時設(shè)置了26個小作業(yè),多為選擇題、填空題,重點章節(jié)包含計算及分析題目等,每次授課前與預(yù)習(xí)課件同時發(fā)布,但截止時間為授課結(jié)束后的一天內(nèi);且每次授課結(jié)束后當(dāng)天發(fā)布授課課件,方便學(xué)生復(fù)習(xí)使用。

2.2 提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和活躍度

線上線下混合式課程的開展,促使學(xué)生更積極、更主動地參與網(wǎng)絡(luò)課堂和實體課堂的各類學(xué)習(xí)活動,有助于學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的養(yǎng)成。傳統(tǒng)教學(xué)課程結(jié)束后,學(xué)生無法回看課程難重點,使用雨課堂等教學(xué)平臺課前發(fā)布作業(yè),以工程項目或問題為引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生興趣,實現(xiàn)自主學(xué)習(xí),減少基礎(chǔ)知識的面授學(xué)時,為深層次研究、拓展課堂提供基礎(chǔ),教學(xué)組織與實施突出學(xué)生中心地位。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和接受特點,創(chuàng)新教與學(xué)模式,因材施教,促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動、資源共享、知識生成,教學(xué)反饋及時,教學(xué)效果顯著。

2.3 形成多樣化、特色化的學(xué)生學(xué)習(xí)成果評價方法

線上線下混合式教學(xué)過程中形成的過程化與個性化相結(jié)合、形成性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合的學(xué)習(xí)成果評價方法有特色、有創(chuàng)新。如線上不同學(xué)習(xí)方式的學(xué)習(xí)成果評價方法,傳統(tǒng)課堂不同學(xué)習(xí)方式的學(xué)習(xí)成果評價方法,形成性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合的學(xué)習(xí)成果評價。課程目標(biāo)符合學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),注重知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)。圍繞目標(biāo)達(dá)成、教學(xué)內(nèi)容、組織實施和多元評價需求進(jìn)行整體規(guī)劃,教學(xué)策略、教學(xué)方法、教學(xué)過程、教學(xué)評價等設(shè)計合理。

課后對授課班級進(jìn)行了課程滿意度調(diào)查,70人參加課程學(xué)習(xí),40人填寫了調(diào)查問卷,對課程難易程度、授課方法、學(xué)習(xí)效果等方面開展調(diào)查,95%的學(xué)生對課程滿意。在教學(xué)方式調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生更希望交互式教與學(xué)、項目教學(xué)和信息化教學(xué),這為后續(xù)課程的改革指明了方向(見圖1)。同時,學(xué)生根據(jù)教學(xué)視頻完成觀后感。對于課程重難點,為加深理解,課堂面授環(huán)節(jié)請部分學(xué)生進(jìn)行題目講解。學(xué)生的考核除了常規(guī)的出勤、作業(yè)、實驗、結(jié)課考試,增加了一些新的評價方式,如互動情況、活躍度、觀后感、預(yù)習(xí)情況等。學(xué)生26次作業(yè)平均得分率情況如圖2所示,學(xué)生平時成績?nèi)鐖D3所示,據(jù)此得出學(xué)生知識掌握情況并進(jìn)一步指導(dǎo)教學(xué)重難點。本次課程教學(xué)取得了較好的結(jié)課成績,但教學(xué)效果不能僅從課程成績上體現(xiàn)。學(xué)生總成績與作業(yè)和平時成績情況如圖4所示,作業(yè)與平時成績的相關(guān)度非常高,同時在總成績65分以上的學(xué)生中,作業(yè)與總成績相關(guān)度較高。

圖1 課程滿意度調(diào)查

圖2 學(xué)生26次作業(yè)平均得分率情況

圖3 學(xué)生平時成績

圖4 學(xué)生作業(yè)、平時成績與總成績情況

通過課后數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),在主動學(xué)習(xí)方面,70人參加課程學(xué)習(xí):在第3次課時,60人觀看了預(yù)習(xí),45人完成了預(yù)習(xí);在最后一次課時,共49人觀看了預(yù)習(xí),其中37人完成了預(yù)習(xí)?？梢钥闯?隨著課程的深入學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的主動性和積極性有所降低,但完整完成預(yù)習(xí)的人數(shù)仍然在53%左右,收到了比較好的效果。

2.4 線上線下混合式教學(xué)有效解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)的典型問題

混合式教學(xué)可以解決如優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源有限、場地有限、學(xué)時有限等問題,并具有一定的可推廣性。課程管理與評價科學(xué)且可測量。教師備課要求明確,學(xué)生學(xué)習(xí)管理嚴(yán)格。針對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織等采用多元化考核評價,過程可回溯,診斷改進(jìn)積極有效。教學(xué)過程材料完整,可借鑒可監(jiān)督。利用現(xiàn)代教育手段和平臺(如雨課堂)發(fā)布作業(yè),盡管作業(yè)題庫創(chuàng)建需要較長時間,但減少批閱每份作業(yè)的時間,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣,教師可及時收到學(xué)生反饋,起到監(jiān)督教學(xué)的效果,亦可對試題不斷充實、完善和提升。

3 總結(jié)

從傳統(tǒng)教學(xué)模式向線上線下混合教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的實踐,使學(xué)生由知識的接受者轉(zhuǎn)向知識的探索者,學(xué)習(xí)的主體轉(zhuǎn)變,改變被動接受的狀況。但從目前的實踐中發(fā)現(xiàn)一些需要進(jìn)一步改進(jìn)的具體措施。一方面混合教學(xué)占用了學(xué)生比較多的課外時間,需要在布置預(yù)習(xí)、作業(yè)時要盡量做到高效和便捷,提高效率;另一方面學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)需要精細(xì)備課,精心挑選視頻材料,設(shè)計主題,適當(dāng)安排課程思政,加強學(xué)生的德育教育、價值塑造。另外,課程學(xué)習(xí)中可以探索開發(fā)部分能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié),鼓勵學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造。