以學(xué)生為中心的機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

鄭華林　孟興　李本杰　李炳林　韓傳軍

［摘 要］教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了以學(xué)生為中心、基于問題驅(qū)動(dòng)、融入項(xiàng)目教學(xué)法的線上線下混合教學(xué)模式。該模式以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為目標(biāo)，以結(jié)合工程實(shí)際的課程項(xiàng)目為載體，通過動(dòng)態(tài)學(xué)情分析與合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了線上線下教學(xué)有機(jī)融合；注重教學(xué)過程，建立了基于教學(xué)全過程的課程成績考核體系。實(shí)踐表明，該教學(xué)模式能有效推進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)意識大大增強(qiáng)，促進(jìn)了教學(xué)目標(biāo)的全面達(dá)成。

［關(guān)鍵詞］線上線下；混合教學(xué)；項(xiàng)目教學(xué)；以學(xué)生為中心；機(jī)械制造基礎(chǔ)

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0032-03

“新工科”建設(shè)理念的提出和實(shí)施，使我國工程教育進(jìn)入了一個(gè)新的階段，對高校的課程教學(xué)改革也提出了新的要求[1-2]。OBE教育理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為目標(biāo)。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求將以學(xué)生為中心理念貫穿人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，必須把學(xué)生最終獲得的能力作為教學(xué)目標(biāo)，把理論知識在工程中的應(yīng)用作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，把以學(xué)生為中心作為人才培養(yǎng)的核心。

機(jī)械制造基礎(chǔ)課程在機(jī)械類專業(yè)課程體系中具有重要地位，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、工程能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力具有非常重要的作用。但由于該類課程具有知識點(diǎn)繁多，理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)以教為主的“填鴨式”教學(xué)模式不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，理論與實(shí)踐不能有效結(jié)合阻礙了學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)[3]。

針對上述問題，本課程構(gòu)建了以學(xué)生為中心、基于問題驅(qū)動(dòng)、融入項(xiàng)目教學(xué)法的線上線下混合教學(xué)模式。該模式以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出（學(xué)生的培養(yǎng)效果）為目標(biāo)，以結(jié)合工程實(shí)際的課程項(xiàng)目為載體，通過動(dòng)態(tài)學(xué)情分析與合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了線上線下教學(xué)的有機(jī)融合。此外，本課程還建立了與教學(xué)模式相適應(yīng)的基于教學(xué)全過程的課程成績考核體系。

一、以學(xué)生為中心、基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下混合教學(xué)模式

西南石油大學(xué)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程于2004年獲批四川省精品課程，2013年獲批四川省精品資源共享課，2017年被認(rèn)定為四川省精品在線開放課程。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)以建設(shè)四川省精品課程及四川省精品在線開放課程為契機(jī)，圍繞西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)，建設(shè)了具有石油天然氣裝備特色的機(jī)械制造基礎(chǔ)在線教學(xué)資源，包括教學(xué)課件庫、自制微課視頻庫、課程實(shí)驗(yàn)庫、測試題庫、在線討論庫、項(xiàng)目教學(xué)庫、優(yōu)秀學(xué)生作品庫、工程案例庫等。機(jī)械制造基礎(chǔ)在線教學(xué)資源已經(jīng)上線中國大學(xué)MOOC網(wǎng)，為本課程開展線上線下混合教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)、提供了有力的保障。

在建好線上資源的同時(shí)，如何用好資源，解決線上教學(xué)與線下教學(xué)有機(jī)融合問題，實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，是本課程必須解決的核心問題。為此，本課程建立了以學(xué)生為中心、基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下混合教學(xué)模式，各階段教學(xué)活動(dòng)如表1所示。

線上線下混合教學(xué)的基本過程是：（1）課前，教師構(gòu)建網(wǎng)上教學(xué)資源，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)定若干問題，將教學(xué)目標(biāo)具體化，發(fā)放導(dǎo)學(xué)文檔，讓學(xué)生帶著問題看視頻，參加線上測試，進(jìn)行線上討論、答疑等，以期取得較好的線上教學(xué)效果；教師根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)進(jìn)度、線上測試結(jié)果以及學(xué)生反饋的學(xué)習(xí)疑點(diǎn)、難點(diǎn)，掌握學(xué)生對新知識點(diǎn)的初步學(xué)習(xí)狀況，有針對性地進(jìn)行“二次備課”。（2）課中，教師引導(dǎo)學(xué)生研討，進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下通過討論交流、合作探究、歸納總結(jié)等過程，加強(qiáng)對知識的理解與應(yīng)用；教師參與學(xué)生小組研討，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題，通過引導(dǎo)、歸納和總結(jié)，推進(jìn)問題的解決，提高學(xué)生對知識的歸納總結(jié)與運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化。教師在進(jìn)行課堂組織時(shí)，需要針對不同教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，分別采用能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的不同教學(xué)方法，將慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、主題研討法、案例分析法、項(xiàng)目教學(xué)法與教師講授法等多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合。（3）課后，教師將團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、測試題、作業(yè)以及知識鞏固視頻等發(fā)布至線上平臺(tái)，并利用線上平臺(tái)數(shù)據(jù)掌握學(xué)生理解程度，總結(jié)知識難點(diǎn)，為下一屆學(xué)生的教案修正做準(zhǔn)備；學(xué)生則完成相關(guān)課后任務(wù)，按要求利用思維導(dǎo)圖，圍繞課程目標(biāo)對所學(xué)知識進(jìn)行梳理，總結(jié)歸納出解決問題的思路及注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)知識的鞏固提升與思維拓展，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化。

線上線下混合教學(xué)模式下，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出問題、教師準(zhǔn)確把握學(xué)生提出的問題是實(shí)現(xiàn)線上線下教學(xué)有機(jī)融合的關(guān)鍵。因此，教師必須詳細(xì)分析動(dòng)態(tài)學(xué)情。學(xué)情分析是指對影響教學(xué)活動(dòng)的主要因素（如學(xué)生的專業(yè)特色、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣以及學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)等）進(jìn)行了解與分析。學(xué)情分析是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)的、貫穿整個(gè)教學(xué)過程的活動(dòng)。例如，教師課前通過線上測試、線上討論、線上提問等環(huán)節(jié)推測學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，并據(jù)此靈活調(diào)整課堂教學(xué)側(cè)重點(diǎn)；課中通過課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)方法；課后通過課后作業(yè)與延伸任務(wù)了解學(xué)生的知識掌握與知識應(yīng)用情況，并據(jù)此指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)[4]。

線上線下混合教學(xué)模式下，教師在課前基于導(dǎo)學(xué)文檔引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并發(fā)現(xiàn)問題，課中以學(xué)生為中心，協(xié)助學(xué)生解決問題與實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化，課后引導(dǎo)學(xué)生完成課后任務(wù)與總結(jié)提煉，實(shí)現(xiàn)鞏固提升與思維拓展。

二、以學(xué)生為中心、融入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的線上線下混合教學(xué)模式

項(xiàng)目教學(xué)法是一種培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程能力及團(tuán)隊(duì)合作能力的重要教學(xué)方法，課程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的一環(huán)，要圍繞課程的教學(xué)目標(biāo)來進(jìn)行[5-6]。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過深入分析機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的核心目標(biāo)與核心能力，結(jié)合工程實(shí)際，以石油天然氣典型產(chǎn)品——泥漿泵零件工藝過程設(shè)計(jì)為主線，設(shè)計(jì)了與該核心能力目標(biāo)緊密聯(lián)系的基于團(tuán)隊(duì)的課程項(xiàng)目。課程核心目標(biāo)與核心能力對應(yīng)的課程項(xiàng)目如表2所示。

表2中每個(gè)項(xiàng)目都給出了明確的能力目標(biāo)及完成項(xiàng)目后學(xué)生提交的項(xiàng)目成果。學(xué)生按照課程教學(xué)進(jìn)度，在進(jìn)行理論課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，利用一定的課內(nèi)時(shí)間和大量課外時(shí)間自主實(shí)施項(xiàng)目，在“學(xué)中做”“做中學(xué)”，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

項(xiàng)目實(shí)施貫穿于整個(gè)課程的線上線下混合教學(xué)過程，教師將課程知識點(diǎn)與項(xiàng)目實(shí)施緊密相連。例如結(jié)構(gòu)工藝性、典型表面加工、工藝順序安排、加工階段劃分、刀具選擇、切削用量選擇、工藝裝備選擇、工序尺寸計(jì)算、定位原理、精度設(shè)計(jì)等課程知識點(diǎn)與項(xiàng)目實(shí)施直接相關(guān)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對理論知識的理解，使學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性更明確，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分挖掘?qū)W生的潛力，全面提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。

課程項(xiàng)目的實(shí)施過程包括項(xiàng)目導(dǎo)入、項(xiàng)目計(jì)劃制訂、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目答辯、項(xiàng)目評價(jià)等5個(gè)階段，項(xiàng)目實(shí)施各階段任務(wù)與成果如表3所示。

三、基于教學(xué)全過程的課程成績考核體系

課程考核對保證教學(xué)效果、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)具有重要作用。教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合機(jī)械制造基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，在推行“非標(biāo)準(zhǔn)化考試”基礎(chǔ)上，建立了課程成績?nèi)^程評價(jià)體系，將項(xiàng)目成績、線上學(xué)習(xí)情況、課堂討論情況、平時(shí)作業(yè)成績均計(jì)入總成績，非標(biāo)準(zhǔn)答案試題占期末試卷成績的5%～10%。改革后的考核評價(jià)體系如圖1所示。

全過程評價(jià)體系強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化考核與非標(biāo)準(zhǔn)化考核相結(jié)合、線上考核與線下考核相結(jié)合、個(gè)人考核與團(tuán)隊(duì)考核相結(jié)合、期末考核與平時(shí)考核相結(jié)合，從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極參與課程的各項(xiàng)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的全面評價(jià)，保證了課前、課中、課后、檢驗(yàn)以及后續(xù)各環(huán)節(jié)的閉環(huán)實(shí)施，從而解決了傳統(tǒng)課程成績評價(jià)“期末一考定成績”、學(xué)生死記硬背、不能真實(shí)反映學(xué)生能力和水平、無法驅(qū)動(dòng)有效教與學(xué)的問題。

四、實(shí)施效果分析

2020年秋季學(xué)期，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在機(jī)械工程專業(yè)2018級實(shí)施了基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下混合教學(xué)改革。在此基礎(chǔ)上，2019級采用了項(xiàng)目教學(xué)法，教改前后期末考試卷面成績對比如圖2所示。

從圖2可以看出，項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施后期末考試卷面成績優(yōu)秀率由8.3%提升到16.9%，不及格率由20.1%下降到9.1%。實(shí)際計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，期末平均成績由67.58分提升到實(shí)施后的75.96分。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施取得了較好的效果，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

五、結(jié)語

教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了以學(xué)生為中心、基于問題驅(qū)動(dòng)、融入項(xiàng)目教學(xué)法的線上線下混合教學(xué)模式，該模式以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出（學(xué)生的培養(yǎng)效果）為目標(biāo)，以教學(xué)改革為突破口，以結(jié)合工程實(shí)際的課程項(xiàng)目為載體，多手段、深層次地推進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)意識大大增強(qiáng)，工程能力與創(chuàng)新能力明顯提高，促進(jìn)了人才培養(yǎng)的高質(zhì)量、高效率、可持續(xù)發(fā)展。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 李培根.工科何以而新[J].高等工程教育研究，2017（4）：1-4.

[2] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動(dòng)[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3] 羅杰，黨波.基于CDIO的機(jī)械制造工藝課程改革與實(shí)踐[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（5）：175-177.

[4] 張海紅.“以學(xué)為中心”建設(shè)高階教學(xué)目標(biāo)下的“金課”[J].大學(xué)教育，2021（1）：79-80.

[5] 鄭華林，胡騰，董亮亮.基于項(xiàng)目教學(xué)法的《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技風(fēng)，2021（6）：52-53.

[6] 張榮.《機(jī)械制造技術(shù)》項(xiàng)目教學(xué)改革與實(shí)施[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，26（2）：90-94.

［責(zé)任編輯：鐘 嵐］