基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理課程混合式教學(xué)改革創(chuàng)新和實(shí)踐研究

于蒙杰，張學(xué)軍，王曉暄，馬衛(wèi)彬，史增錄

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830052)

“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式是高校提升教學(xué)質(zhì)量和推進(jìn)教學(xué)改革的發(fā)展趨勢[1-2]。超星學(xué)習(xí)通是基于微服務(wù)架構(gòu)打造的課程學(xué)習(xí)、知識(shí)傳播與管理分享平臺(tái)；混合式教學(xué)是指將線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。本文以新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程為研究對象，將該課程的理論授課環(huán)節(jié)由傳統(tǒng)板書+多媒體教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上、線下混合式教學(xué)模式，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)+創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，開展基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理課程混合式教學(xué)改革探究。

1 機(jī)械原理課程現(xiàn)狀

機(jī)械原理課程是高等院校機(jī)械專業(yè)的核心課程，它以機(jī)械系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)為主線，重點(diǎn)研究機(jī)械的一般共性問題和機(jī)器中常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法，其教學(xué)目標(biāo)是對學(xué)生的機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。本課程在有效教學(xué)可為學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程起到承前啟后的作用，同時(shí)為學(xué)生將來從事機(jī)械設(shè)計(jì)和研究工作起到增強(qiáng)適應(yīng)能力、開發(fā)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的作用[3，4]。

目前，機(jī)械原理課程共有64 學(xué)時(shí)，包含58 個(gè)理論學(xué)時(shí)和6個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，大班授課，后續(xù)無課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。該課程具有教學(xué)難點(diǎn)多、知識(shí)點(diǎn)分散和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。理論授課環(huán)節(jié)主要采用傳統(tǒng)板書和多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式，施行以“教師、教材、課堂為中心”的教學(xué)思想[5]，缺乏互動(dòng)性，教學(xué)數(shù)據(jù)滯后；實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)仍局限于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，缺乏創(chuàng)新性和實(shí)踐性，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性難以發(fā)揮，理論知識(shí)與實(shí)踐訓(xùn)練難以有效結(jié)合；考核評價(jià)方式單一，不利于綜合考察學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。通過開展基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理課程混合式教學(xué)改革與實(shí)踐，將線上線下教學(xué)有機(jī)融合，既有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)勢良性互補(bǔ)，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，同時(shí)也能促進(jìn)教師教學(xué)能力的提升[6]。

2 基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理混合式教學(xué)改革舉措

2.1 建立基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的混合式教學(xué)的教學(xué)資源庫

2.1.1 確定網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

為確保在線教學(xué)效果，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)結(jié)合多年面授課程經(jīng)驗(yàn)及互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的特點(diǎn)，經(jīng)過前期對騰訊課堂、學(xué)習(xí)通、釘釘?shù)绕脚_(tái)的測試和討論，最終選用學(xué)習(xí)通作為主要的線上教學(xué)平臺(tái)。以超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)為依托的混合式教學(xué)模式是指課程線上部分均在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)展開，超星會(huì)自動(dòng)形成線上學(xué)習(xí)的課程積分；課程線下教學(xué)部分在教室內(nèi)展開，由教師講解復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)并解答課后疑難問題[7]。

2.1.2 統(tǒng)籌銜接線上線下教學(xué)內(nèi)容

團(tuán)隊(duì)教師集體備課，仔細(xì)研讀教材和教學(xué)參考書，結(jié)合機(jī)械專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，選擇和分析處理知識(shí)點(diǎn)，明確線上線下的教學(xué)內(nèi)容，制定教學(xué)大綱，開發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì)方案，制作教學(xué)課件，撰寫教案，創(chuàng)建習(xí)題庫以及錄制微課視頻[8]。

2.1.3 搭建資源庫基本架構(gòu)

針對機(jī)械專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，開發(fā)、收集、制作一批豐富的機(jī)械原理課程的微課、碎片化課程信息資源，將教學(xué)大綱、教學(xué)課件、作業(yè)庫、動(dòng)圖和圖片等教學(xué)資源上傳到學(xué)習(xí)通，搭建資源庫基本架構(gòu)。

2.2 進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下混合式教學(xué)模式的探索

在混合式教學(xué)過程中，利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)開展課前導(dǎo)學(xué)探究、課中協(xié)作研討和課后拓展鞏固。巧用學(xué)習(xí)通的統(tǒng)計(jì)分析功能進(jìn)行課前、課中和課后學(xué)情診斷，滾動(dòng)優(yōu)化教學(xué)方案，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，助力精準(zhǔn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。通過“引導(dǎo)自學(xué)、積極討論、及時(shí)反饋”實(shí)現(xiàn)閉環(huán)式線上線下教學(xué)。機(jī)械原理課程混合式教學(xué)模式流程見圖1。

圖1 機(jī)械原理課程混合式教學(xué)模式流程圖Tab.1 The characteristics and types of gear mechanism mixed teaching design

2.3 基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)方案

采用線上線下混合式教學(xué)，教師課前對機(jī)械原理課程的線上、線下授課內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌銜接線上、線下內(nèi)容；課中以ppt 課件演示、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、嵌入式課程思政以及學(xué)習(xí)通平臺(tái)等多元化的教學(xué)手段組織實(shí)施；課后強(qiáng)化教學(xué)，拓展學(xué)習(xí)深度[9]。以齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及類型這一節(jié)內(nèi)容為例，簡要介紹混合式教學(xué)設(shè)計(jì)。具體的教學(xué)設(shè)計(jì)見表1。

表1 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及類型混合式教學(xué)設(shè)計(jì)Tab.1 Hybrid teaching design for the characteristics and types of gear mechanism

2.4 改革考核評價(jià)體系

結(jié)合課程特點(diǎn)，注重在學(xué)習(xí)過程和實(shí)踐中考核學(xué)生。改革前考核包括考勤（20%）、實(shí)驗(yàn)（10%）、期末考試（70%），改革后考核包括考勤（10%）、實(shí)驗(yàn)（10%）、期末考試（60%）、線上線下參與研討表現(xiàn)（10%）、創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)作業(yè)（10%）。改革后的考核加入更多的衡量標(biāo)準(zhǔn)，采用多元化的考核方式，綜合評價(jià)學(xué)生的課程成績，促進(jìn)學(xué)生自主、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

3 混合式教學(xué)改革成效

構(gòu)建以學(xué)生為中心的課堂新生態(tài)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性有很大提升。在混合式教學(xué)過程中教師主動(dòng)創(chuàng)造學(xué)生與教學(xué)資源、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的連接，通過組織線上線下的教學(xué)活動(dòng)來加強(qiáng)師生的互動(dòng)交流，構(gòu)建以學(xué)生為中心的課堂新生態(tài)。本學(xué)期學(xué)生共完成線上章節(jié)任務(wù)點(diǎn)15個(gè)、參與課堂活動(dòng)66 個(gè)，觀看視頻17 個(gè)，完成作業(yè)7 次，章節(jié)測試9次，參與討論區(qū)話題8個(gè)。

改革后的教學(xué)增加了創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)，提升了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。從第8 章平面連桿機(jī)構(gòu)開始，每章學(xué)習(xí)結(jié)束后布置1次設(shè)計(jì)性大作業(yè)。要求學(xué)生通過觀察實(shí)際生活中機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合本課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)、查閱文獻(xiàn)資料（專利、論文）等構(gòu)思某種機(jī)構(gòu)或機(jī)械系統(tǒng)方案，以小組為單位畫出機(jī)構(gòu)或機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖，利用UG、Solidworks 等三維軟件繪制機(jī)構(gòu)模型或者制作實(shí)體機(jī)構(gòu)，并制作包含機(jī)構(gòu)名稱、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合等內(nèi)容的機(jī)構(gòu)解說微視頻上傳到學(xué)習(xí)通。通過實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，不僅提高學(xué)生的自學(xué)能力、視頻制作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力，還豐富了課程教學(xué)資源庫，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)深度[10-12]。創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)部分學(xué)生作品見圖2、圖3。

圖2 機(jī)械虹膜機(jī)構(gòu)Fig.2 Mechanical iris mechanism

圖3 多足連桿步行機(jī)構(gòu)Fig.3 Multi-link walking mechanism

4 結(jié)語

在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下，教育模式需要不斷改進(jìn)和豐富，開展課堂教學(xué)改革是大勢所趨。開展基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的機(jī)械原理課程混合式教學(xué)改革，將線上線下教學(xué)有機(jī)融合，有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)勢良性互補(bǔ)，高效發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的引導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，促進(jìn)教師教學(xué)能力提升。同時(shí)，對于后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)研究和改革頁有積極的推動(dòng)和指導(dǎo)作用。