基于“一主播二輔助六步驟七環(huán)節(jié)”的機械原理課程線上教學

王君玲，高玉芝，段麗英，馮龍龍

（1.唐山學院/河北省智能裝備數(shù)字化設(shè)計及過程仿真重點實驗室，河北 唐山 063000；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學 工程學院，沈陽 110161）

2022 年3月，全球正在經(jīng)歷新冠肺炎疫情第四波流行高峰，我國多地多點發(fā)生本土聚集性疫情，波及28省市[1]，眾多疫情發(fā)生地高校發(fā)起了新一輪的線上教學工作。新冠肺炎疫情期間，唐山學院深入貫徹落實教育部、河北省和唐山市加強新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作要求，依據(jù)教育部《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，制定了詳細的延期開學情況下本科教學工作實施方案，要求任課教師充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展教學活動，保證疫情防控期間在線學習與線下教學質(zhì)量實質(zhì)等效。

機械原理課程是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是后續(xù)學習其他專業(yè)理論知識的前提和基礎(chǔ)。課程具有很強的工程性、實踐性和實用性，授課過程中需要視頻演示、制圖過程和理論推導等多個環(huán)節(jié)，如何將原來黑板上的板書過程形象直觀地展示在直播屏幕上，是機械原理課程在線教學的最大難點，如何將居家過程中學習意愿低、學習氛圍差的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為學生“愿學”“會學”是課程線上教學需要解決的重點問題。鑒于此，本課程組進行“一主播二輔助六步驟七環(huán)節(jié)”的機械原理課在線教學模式和教學過程，為后期的機械原理線上線下混合教學方法提供基礎(chǔ)。

一、“一主播”“二輔助”線上混合教學模式

（一）授課平臺的選擇

教學資源構(gòu)建、授課的工作準備、教學過程中師生交互與有效配合是實現(xiàn)在線教學并保證學習質(zhì)量的關(guān)鍵。教學資源構(gòu)建需要好的課程資源平臺。授課的工作準備首先是教師更新自己的課件，將原來黑板上書寫的內(nèi)容轉(zhuǎn)換到課件內(nèi)還要達到板書的效果，其次要準備在線測試與討論題；師生交互與有效配合需要好的直播平臺和便于課堂管理及在線測試、作業(yè)上傳與批閱、隨時討論的平臺；機械原理課程直播過程中需要播放很多的視頻與動畫，班級人數(shù)又很多，選擇在線平臺必須要考慮到全國大中小學生全部線上授課可能出現(xiàn)的擁堵卡頓問題。受新冠肺炎疫情影響，學生在家學習多數(shù)人手里沒有紙質(zhì)版教材，學習平臺最好是有數(shù)字化資源（帶文字的電子教材+慕課視頻+動畫資源）。經(jīng)多方的咨詢、考查和試用，最終采用騰訊會議+云班課App+QQ群三平臺相結(jié)合，實施“一主播”“二輔助”線上混合教學模式，“一主播”即以“騰訊會議直播”形式進行課堂授課和集中問題討論，“二輔助”是利用“云班課App+QQ 課程群”兩個平臺輔助教學過程管理。平臺框架如圖1 所示。

圖1 “一主播”“二輔助”線上教學平臺框架

騰訊會議具有無需插件、操作簡單、登錄方式多樣和直播過程中不易卡頓等優(yōu)點。直播過程中還可以在線文檔協(xié)作、屏幕共享和公屏答疑，同時共享屏幕和電子白板都支持互動批注，用來直播授課方便快捷。騰訊會議直播的缺點是沒有回放功能，但這同時也是督促學生進直播課堂學習的最好方式，對課堂知識消化不良的學生可以通過自行錄屏、騰訊會議錄制或云教材學習的方式進行彌補。

（二）云班課進行課程教學過程管理

云班課是一款免費課堂互動與教學管理App，可配套藍墨云教材開展教學活動，實現(xiàn)對每位學生教材學習行為跟蹤和學習成效評價，實現(xiàn)老師與學生之間的即時互動、資源推送和教學活動與任務(wù)布置。此次機械原理課程選用的就是藍墨提供的云教材——北京航空航天大學郭衛(wèi)東教授主編的《機械原理》。云教材最大特點是電子版教材文字內(nèi)嵌入每個知識點的慕課視頻及其相應(yīng)動畫資源，每個知識點后面還輔以自測練習題。云教材下載在虛擬的云端，不占用自己設(shè)備空間，學生可以隨時反復學習，使用方便。除本校教師授課之外，同時享受校外優(yōu)質(zhì)教學資源。

在云班課App 可進行限時簽到、一鍵簽到和手勢簽到，課堂直播過程中還可以利用如圖2 所示的課堂表現(xiàn)模塊中手動選人、隨機選人、搶答和小組評價等活動功能調(diào)動學生課堂參與的積極性，同時也有利于監(jiān)督學生在線學習狀況，參與活動的同學還可以在平臺上進行積分。

圖2 云班課課堂表現(xiàn)模塊功能

平臺里發(fā)布的投票問卷、頭腦風暴、直播討論、在線測試、作業(yè)和云教材學習等活動每項活動都可以設(shè)置分值。對發(fā)布的每一項任務(wù)和活動，都可對學生完成情況進行詳細統(tǒng)計，并可按照得到的分項分值和總分值對學生進行排序，圖3 為某一學生的活動積分匯總。對學生參與活動的情況可以一目了然，學生也能根據(jù)實時匯總情況完善自己的活動內(nèi)容以獲得較高積分。所有活動經(jīng)驗積分最后都作為平時成績加入課程最后的總評成績。

圖3 云班課某學生參與活動情況統(tǒng)計

（三）QQ 群輔助完成重點工作的發(fā)布與討論

充分發(fā)揮QQ 群強大的即時通信能力和最廣泛的溝通交流平臺的特點，在群里發(fā)布重要的通知、知識點和問題討論等內(nèi)容，學生可以第一時間接收、查看及發(fā)布，同時其群直播功能也可以作為課堂直播的一個備用。課下，師生之間、生生之間可以在群里隨時進行問題探討。

針對聽課效果受網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響大的問題，在QQ 群與云班課多點同時發(fā)布知識點小視頻和拓展材料，便于學生根據(jù)自己情況即時下載使用。

針對學習環(huán)境松散，缺乏上課氛圍的問題。利用群管家功能，課前10～15 分鐘在QQ 群內(nèi)發(fā)布上課提示信息，播放一段有趣的機械視頻或動畫，為學生營造出時間節(jié)點清晰明確、稍顯緊張但不失活躍的課前氛圍，引導學生做好聽課準備。

QQ 群與云班課形成有效互補，能夠可靠地實現(xiàn)在線教學、精準互動、準確溝通和即時答疑等教學過程。

二、“六步驟”“七環(huán)節(jié)”課程教學實施過程

為保證“一主播”“二輔助”線上混合教學模式的教學效果，采取了“六步驟”“七環(huán)節(jié)”課程教學實施過程。

（一）課程教學實施“六步驟”

1.布置學生課前預習

云班課App 里有北京航空航天大學郭衛(wèi)東教授主編的《機械原理》數(shù)字化教材和其主講的慕課。在開課前三天通過QQ 群和課堂直播發(fā)布預習內(nèi)容通知，提前布置學生進行機械原理云教材與慕課視頻的預習，完成數(shù)字化教材相應(yīng)知識點的小練習；將預習過程中存在的疑難問題向課代表反饋，課代表將問題匯總反饋給授課教師。

2.課前云班課App 簽到

每次直播課前在云班課App 進行限時簽到或手勢簽到，并將未簽到學生名單通過屏幕共享或截圖發(fā)布到QQ群，再次提醒學生簽到。結(jié)課后導出系統(tǒng)記錄的簽到統(tǒng)計數(shù)據(jù)，作為平時成績計入期末總評成績。

3.直播授課

直播課堂按照學校安排的課表時間進行，以騰訊會議屏幕分享方式進行直播。授課教師對學生反饋的難點和重點知識進行直播講解和討論、練習，直播過程中不定時進行點名提問或舉手搶答等活動。有時也在云班課發(fā)布關(guān)于本課程知識創(chuàng)新應(yīng)用的輕直播討論或頭腦風暴問題，鍛煉學生知識靈活應(yīng)用能力、工程思維和創(chuàng)新意識。

4.課堂展示與討論

每章內(nèi)容結(jié)束后，教師發(fā)布一個綜合開放性的項目任務(wù)（如實現(xiàn)直線軌跡的機構(gòu)設(shè)計），學生分小組課后完成，直播課堂上講解作品設(shè)計過程并展示設(shè)計成果，其他組成員進行質(zhì)疑，設(shè)計者進行答辯。通過團隊協(xié)作與項目匯報提高溝通和表達能力，通過教師引導式教學提高創(chuàng)新思維與邏輯思維，實現(xiàn)專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

5.在線測試與答疑

重要知識點安排課中或課后在線測試。云班課App可以進行測試題發(fā)布與客觀題自動評閱，每次測試成績作為平時成績的一部分計入期末總成績。學習過程中同學們存在的任何疑難問題都可以在QQ 群進行討論，老師在線解答或糾錯。每個測試題都有答案解析，測試活動結(jié)束時，學生可以查看答案解析，分析自己錯誤原因。

6.課后作業(yè)

在云班課平臺設(shè)置作業(yè)發(fā)布與結(jié)束時間，并對紙質(zhì)版作業(yè)書寫要求進行規(guī)范化，格式進行統(tǒng)一規(guī)劃，要求在規(guī)定時間內(nèi)將紙質(zhì)版作業(yè)拍照在線提交至云班課App，根據(jù)作業(yè)難易程度進行老師評閱或?qū)W生匿名在線互評。

（二）課程教學分為“七環(huán)節(jié)”

整個課程教學分為查、析、育、引、做、展、評七個環(huán)節(jié)。

（1）“查”是指教師采用利用平臺的學習行為跟蹤與統(tǒng)計分析功能查看學生在線學習與任務(wù)完成情況，及時掌握學生學習動態(tài)，對進度慢或完成質(zhì)量不高的同學及時QQ 或電話聯(lián)系溝通，督促其認真參與課上課下活動，完成學習任務(wù)。學生則通過查看、對照同學間的學習狀況，反思自己的學習情況。

（2）“析”包含分析和解析兩方面內(nèi)容。首先是分析，教師通過平臺提供的學習行為數(shù)據(jù)進行學情分析。本課程的特點是理論知識與工程實際緊密結(jié)合，重點培養(yǎng)學生能夠?qū)⒈菊n程知識靈活應(yīng)用于工程實際的能力，所以在分析學生對知識點掌握程度的同時，著重分析學生將知識應(yīng)用于工程實際的能力，進而適時調(diào)整例題、作業(yè)和項目的難易程度。還要分析學生學習過程中存在的疑問，及時給予充分的解答。

其次是解析，對作業(yè)、測驗和項目研究存在的問題進行充分的解析。這需要學生與教師之間建立良好的溝通機制、渠道并相互信任。本課程實施過程中師生可以將自己的觀點在QQ 群和課堂上進行發(fā)布，大家一起進行質(zhì)疑，以“百家爭鳴”方式在討論中尋找真理和答案，教師在把握課程主線和學生主體前提下，主要引導學生表達出自己的想法和思想，充分發(fā)揮學生的能動性和創(chuàng)新思維，提升知識靈活應(yīng)用能力。

（3）“育”是指教師在直播授課過程中，注重立德樹人，課程思政。在導入教學案例時引進思政育人元素，通過師生共講國之重器、錢學森等偉大科學家、吳玉祿等農(nóng)民發(fā)明家、機械之美和抗擊疫情等事例來體會國之強盛，培養(yǎng)師生的家國情懷、職業(yè)素養(yǎng)和報效祖國之志。

例如講授連桿機構(gòu)應(yīng)用時，針對車輛工程專業(yè)學生，著重于連桿機構(gòu)在車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、玻璃升降系統(tǒng)、雨刷器和車廂舉升等方面的應(yīng)用，擴展到航空航天的應(yīng)用，同時播放我們的載人航天工程相關(guān)視頻，激發(fā)引導學生愛國之心，為報效祖國立志學好本專業(yè)。

新冠肺炎疫情期間，每兩周安排一次課，利用上課前五分鐘播放自己制作的抗疫安全教育短視頻或讓學生講述身邊抗疫實例，在宣傳抗疫安全知識和先進事例的同時，幫助學生樹立樂觀、積極的生活學習態(tài)度，激發(fā)學習動力、消除消極情緒、營造積極向上的氛圍。

（4）“引”是指教師在授課和布置討論任務(wù)過程中要善于先提出問題，逐步引導學生帶著興趣走進課程并掌握知識點，還要盡可能發(fā)揮學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。例如講齒輪傳動機構(gòu)一章，先播放一個常用齒輪傳動的動畫，讓學生回答齒輪的應(yīng)用場合，齒輪的形狀有哪些，齒輪是如何加工出來的，未來的齒輪會是什么樣。從讓齒輪產(chǎn)生預期運動的角度分析，哪些是影響其運動的重要因素？從學生的回答中歸納總結(jié)出本章的主要知識點，然后進行理論知識詳細講解。

（5）“做”是指學生和教師都要完成自己相應(yīng)的任務(wù)。教師要提前進行課程任務(wù)設(shè)計和布置，學生要及時完成發(fā)布的教材預習、討論、作業(yè)、小組項目和資源查看學習等任務(wù)，教師要指導學生進行任務(wù)實施并及時進行檢查、督促和指導，小組答辯過程中給予及時客觀的點評。

（6）“展”是指學生充分展示自己的成果。本課程共布置4 個創(chuàng)新設(shè)計類項目，每個項目任務(wù)都需要將前面的知識點融入其中，學生自由組合成4～5 人項目小組，成員間分工協(xié)作，在直播課堂或云班課平臺的頭腦風暴、輕直播討論區(qū)進行任務(wù)成果展示，并進行答辯。此環(huán)節(jié)在促進學生對知識掌握與融會貫通之時，也培養(yǎng)其團隊精神和協(xié)作能力及快速反應(yīng)能力。

（7）“評”包括教師評價和學生評價兩種方式。相對來說內(nèi)容簡單、過程不復雜的作業(yè)采用學生互評的方式進行評價打分。為保證公平性，每份作業(yè)有三個學生進行評價，最后取三者的平均分。對得分異常的成績，教師要進行復核，分析原因，發(fā)現(xiàn)惡評同學將被扣除其積分分值，認真完成互評的同學可以得到獎勵分值。答辯型任務(wù)要采用學生評價和教師評價相結(jié)合形式，分別賦予權(quán)重后為最終評價成績。

三、結(jié)束語

在遵循線上遠程教育的理論和方法，堅持以學生為中心的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于“騰訊會議+云班課+QQ 群”教學平臺，實施“一主播二輔助六步驟七環(huán)節(jié)”機械原理課程線上混合教學，教學效果獲得學生認可。

采用匿名制，針對本課程在線學習效果、教學效果和對學習最有幫助的教學活動進行問卷調(diào)查，共收到有效問卷77份，調(diào)研結(jié)果如圖4—圖6 所示。其中，96.4%的學生對老師目前開展的線上教學總體滿意，57.2%的學生感到非常滿意，說明對本線上混合教學認可度比較高；線上學習期間，相較在校學習課堂學習，50%的學生認為對學習效果沒有影響；45%的學生認為效果一般，受自我管理能力不足影響較大；72.3%學生認為直播授課是更有利于學習的教學活動，其次是課后及時完成課程作業(yè)。

圖4 對于老師目前開展的線上教學總體滿意度

圖5 相較在校課堂學習，自己的學習成果

圖6 線上教學對學習最有幫助的教學活動

教師良好的課堂組織能力，豐富的教學資源及加強溝通、增加互動交流是上好一門課的必備基礎(chǔ)。在提供線上數(shù)字化教學資源的同時，根據(jù)系統(tǒng)后臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對學生的學習情況進行監(jiān)測反饋，及時督促學生學習。充分利用騰訊會議、QQ 群或私聊等多種方式積極與學生溝通，對學生提出的問題第一時間回復解決，更重要的是充分利用群功能開展討論，讓更多學生手腦動起來，開拓思維，掃清學習障礙。

創(chuàng)新的教學方法融合現(xiàn)代信息技術(shù)是現(xiàn)代教學的發(fā)展趨勢，在線教學勢必向更加科學、有效和常態(tài)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。