激光加工實訓(xùn)線上線下混合式教學(xué)改革和實踐

周俊波 董建明

基金項目：2022年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目+“新冠疫情常態(tài)化背景下激光加工線上/線下混合教學(xué)模式的改革和實踐”（220704988235440）；成都理工大學(xué)2022-2024 年體美勞素質(zhì)教育專項人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目+基于產(chǎn)教融合的金工實習(xí)勞動教育實踐與培養(yǎng)模式探索（JG221014）；成都理工大學(xué)2021-2023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目+“疫情常態(tài)化背景下金工實訓(xùn)教學(xué)體系改革與實踐”（JG2130218）

摘? 要：金工實訓(xùn)教學(xué)過程中，存在實訓(xùn)課時少、實訓(xùn)設(shè)備不足、學(xué)生對理論知識理解不深刻等問題。針對此現(xiàn)狀，文章構(gòu)建了融入工程教育專業(yè)認(rèn)證和質(zhì)量管理體系理論的線上線下混合式教學(xué)新模式，優(yōu)化了成績評價體系并融入課堂思政，同時在激光加工實訓(xùn)中開展了實踐教學(xué)。實踐教學(xué)結(jié)果表明，這種新型混合教學(xué)模式深受學(xué)生和老師的歡迎，得到了師生一致好評，該教學(xué)模式不僅增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動手能力，培養(yǎng)了主動交流能力和團(tuán)隊意識，而且豐富了教師的教學(xué)手段，提升了信息化處理能力，大幅度提升了實訓(xùn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：線上線下混合教學(xué)模式；激光加工實訓(xùn)；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1002-4107（2024）04-00? -0

一、引 言

金工實訓(xùn)屬于重親歷、重體驗的實踐課程，是工科類高校教學(xué)規(guī)模最大、學(xué)生受眾人數(shù)最多的工程實踐教學(xué)平臺之一[1]，參訓(xùn)人員多，動手操作實訓(xùn)具有不可替代性[2]。因金工實訓(xùn)與實訓(xùn)設(shè)備不足存在矛盾、實訓(xùn)環(huán)節(jié)重實踐與講授理論知識存在矛盾，導(dǎo)致了學(xué)生對理論知識理解不深刻等問題的出現(xiàn)。在新時代背景下，基于翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC等線上線下混合教學(xué)模式成為了“教-學(xué)”的主流方式[3-5]。不少學(xué)者在機(jī)械制造基礎(chǔ)實驗教學(xué)[3]、機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)[4]、自動控制原理[5]等課程中進(jìn)行了混合教學(xué)模式的教學(xué)改革與實踐，并提供了豐富的教改經(jīng)驗，但在金工實訓(xùn)中開展混合模式實踐教學(xué)的文獻(xiàn)報道尚不多見，因而相關(guān)研究具有重要意義和實踐指導(dǎo)價值。

文章介紹了新型混合教學(xué)模式的總體思路，在激光加工實訓(xùn)中開展了實踐教學(xué)并調(diào)查了教學(xué)成效。經(jīng)過1學(xué)年的實踐反思，指出了在實施混合教學(xué)模式過程中尚需注意的問題，并相應(yīng)給出了整改措施，為各高校金工實訓(xùn)課程開展線上線下混合教學(xué)提供了具有參考價值的實踐案例。

二、混合式教學(xué)模式的總體思路

線上線下混合教學(xué)模式是指借助于各種智能化工具或移動設(shè)備，結(jié)合線上高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)課堂與線下傳統(tǒng)教學(xué)形式的一種新型教學(xué)模式[6]?；旌辖虒W(xué)模式不是憑空而起，而是基于“課前、課內(nèi)、課外”教學(xué)模式的繼承和創(chuàng)新，從而形成的“課前自學(xué)、課中答疑解惑、課后拓展”新型混合教學(xué)模式，其總體思路包含4個環(huán)節(jié)（如圖1所示）。一是前期分析環(huán)節(jié)。前期重點分析學(xué)習(xí)對象和評估學(xué)習(xí)環(huán)境，便于后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)的開展。二是課程設(shè)計環(huán)節(jié)。課程設(shè)計環(huán)節(jié)中融入工程教育專業(yè)認(rèn)證理論，從為什么學(xué)、學(xué)什么、怎么學(xué)和學(xué)得怎么樣4個方面，結(jié)合各專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點篩選教學(xué)內(nèi)容，并準(zhǔn)備相應(yīng)教學(xué)資源，如視頻、動畫、教學(xué)課件、線上測試題目等。三是教學(xué)實施環(huán)節(jié)。教學(xué)實施環(huán)節(jié)是以學(xué)生為主體，包含“課前自學(xué)、課中答疑解惑、課后拓展”三層次教學(xué)活動。四是課程評價環(huán)節(jié)。課程評價環(huán)節(jié)貫穿整個教學(xué)過程，一方面評定學(xué)生成績，另一方面融入質(zhì)量管理體系理論，由學(xué)校和學(xué)院兩級教學(xué)督導(dǎo)組監(jiān)控教學(xué)過程，并依托教務(wù)處評教系統(tǒng)獲取學(xué)生滿意度以及采用問卷調(diào)查等方式調(diào)研教學(xué)效果，便于持續(xù)改進(jìn)。

三、混合式教學(xué)模式的實踐教學(xué)

下面詳細(xì)介紹線上線下混合教學(xué)模式在激光加工實訓(xùn)中的教學(xué)活動。

（一）前期分析

教學(xué)設(shè)計前，調(diào)查學(xué)生基本情況以及進(jìn)行線上線下混合教學(xué)模式的主客觀條件分析很有必要。作者采用問卷調(diào)查方式調(diào)查了學(xué)生情況、學(xué)習(xí)習(xí)慣以及對混合教學(xué)模式的態(tài)度等基本信息，旨在調(diào)研學(xué)生是否具備開展線上教學(xué)的主客觀條件（表1）。

調(diào)查結(jié)果顯示，100%的學(xué)生具備開展混合教學(xué)模式的客觀條件。從學(xué)習(xí)習(xí)慣和對混合教學(xué)模式的態(tài)度可以看出，接近80%的學(xué)生具備開展混合教學(xué)模式的主觀條件，如接近80%的學(xué)生愿意嘗試新型混合教學(xué)模式，有課前預(yù)習(xí)以及觀看視頻的習(xí)慣等。不過，也有接近20%的學(xué)生不具備開展混合教學(xué)模式的主觀條件，如16%的學(xué)生對學(xué)習(xí)中遇到的困難不管，20%的學(xué)生沒有觀看視頻的習(xí)慣等，這部分學(xué)生在教學(xué)實施環(huán)節(jié)中需要重點給予關(guān)注。

（二） 課程設(shè)計

課程設(shè)計重點是根據(jù)激光加工實訓(xùn)的特點和教學(xué)要求，重新梳理知識點，合理規(guī)劃線上線下教學(xué)內(nèi)容等（表2）。對于線上教學(xué)內(nèi)容，要錄制或選擇質(zhì)量高、短而精的Flash動畫或視頻等教學(xué)資源，并設(shè)計提問環(huán)節(jié)、討論交流話題及隨堂測試題目等內(nèi)容；對于線下教學(xué)內(nèi)容，重點講解重難點問題和學(xué)生的疑惑點，確保其與線上教學(xué)內(nèi)容有效銜接。

混合教學(xué)模式需要學(xué)生自主學(xué)習(xí)線上教學(xué)資源，因此，優(yōu)化線上教學(xué)資源的數(shù)量和質(zhì)量具有重要意義。研究表明，5 min 以內(nèi)的短視頻能夠有效降低學(xué)生在線學(xué)習(xí)時注意力不集中的現(xiàn)象，有助于提高學(xué)習(xí)效果。因此，老師需精心準(zhǔn)備，確保每一個教學(xué)視頻在5min以內(nèi)且僅講解一個知識點，從而降低學(xué)生抵觸心理和提高學(xué)習(xí)興趣。激光加工實訓(xùn)教學(xué)視頻內(nèi)容及教學(xué)目的如表3。

（三）教學(xué)實施過程

教學(xué)實施過程是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要階段，主要包括課前預(yù)習(xí)、課中教學(xué)、課后分析和拓展訓(xùn)練等（圖2）。

1. 課前：線上教學(xué)

教師提前將教學(xué)視頻（動畫）、課件、實訓(xùn)任務(wù)等教學(xué)資源上傳到MOOC教學(xué)平臺；學(xué)生自主學(xué)習(xí)教學(xué)資源，掌握軟件的使用方法以及設(shè)備的操作流程等相關(guān)知識點，并且完成線上測試。學(xué)生遇到問題可通過網(wǎng)絡(luò)與教師或同學(xué)交流討論，教師通過平臺掌握學(xué)生自學(xué)情況以及重難點，便于在線答疑或線下教學(xué)中重點講解。

2.課中：線下教學(xué)

激光加工實訓(xùn)線下教學(xué)包含3個步驟：（1）實訓(xùn)開始前，教師提出若干問題，旨在考察學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果，并結(jié)合MOOC教學(xué)中收集到的相關(guān)信息，重點講解實訓(xùn)中的重點或疑難點問題。（2）實訓(xùn)環(huán)節(jié)，采用項目教學(xué)法開展實訓(xùn)教學(xué)，旨在激發(fā)學(xué)生積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊精神。學(xué)生自行討論并編制程序和制定操作方案等，經(jīng)教師指導(dǎo)、完善后實操。教師主要教學(xué)活動是規(guī)范學(xué)生操作和解答學(xué)生在實訓(xùn)操作中遇到的問題，旨在保障實訓(xùn)環(huán)節(jié)的有效實施。（3）實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生對實訓(xùn)的作品進(jìn)行自評和互評，教師隨后點評并對存在的問題進(jìn)行分析和講解。

3.課后分析和拓展訓(xùn)練

工程教育專業(yè)認(rèn)證和質(zhì)量管理體系核心理念注重教學(xué)環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)，這需要學(xué)生和教師開展課后分析。實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生完成實訓(xùn)報告并對教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行評價和反饋，便于教師改進(jìn)。教師也需要及時進(jìn)行課后反思，對實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)再認(rèn)識、再思考，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)和完善教學(xué)過程，從而提高自身教學(xué)水平。

受課時限制，傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)沒有開展后續(xù)的拓展訓(xùn)練，因而在教學(xué)過程中常常遇到這樣的情況，學(xué)生參加競賽或創(chuàng)新項目時需要利用激光加工零部件，他們往往會單獨找教師進(jìn)行指導(dǎo)和加工。這不僅加重了教師負(fù)擔(dān)，而且僅有少數(shù)學(xué)生受益。在混合教學(xué)模式中，可將這部分的指導(dǎo)教學(xué)上傳到教學(xué)平臺，讓更多感興趣的學(xué)生在線學(xué)習(xí)。這一改革措施不僅擴(kuò)大了實訓(xùn)的受益面，而且有益于下一屆參賽學(xué)生去學(xué)習(xí)和借鑒。

（四） 優(yōu)化學(xué)生成績評價體系

基于認(rèn)證專家反饋意見，結(jié)合學(xué)生反饋建議，優(yōu)化學(xué)生成績評價體系。學(xué)生成績評價體系重視學(xué)生實訓(xùn)過程控制，增添了學(xué)生答辯和自評互評環(huán)節(jié)，并且隱形融入課堂思政，達(dá)到“育人無聲”的教學(xué)效果[7]。另外，評價體系中增添了“一票否決權(quán)”，即當(dāng)學(xué)生在實訓(xùn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)嚴(yán)重的違規(guī)或違紀(jì)行為時，其實訓(xùn)成績不合格，從而約束學(xué)生的實訓(xùn)行為，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。激光加工課程的成績評價體系及其對應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)指標(biāo)點如圖3所示。

2.“畢業(yè)指標(biāo)要求”中的數(shù)字為：基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械工程專業(yè)的畢業(yè)指標(biāo)要求的指標(biāo)點）

四、教學(xué)效果分析

（一） 混合式教學(xué)模式的教學(xué)成效

實訓(xùn)結(jié)束后，隨機(jī)抽取3個班級（96名學(xué)生），采用問卷調(diào)查及個體訪談等方式調(diào)查了學(xué)生對線上線下混合教學(xué)模式的評價和意見。調(diào)查結(jié)果表明，線上線下混合教學(xué)模式受到了多數(shù)學(xué)生的歡迎和好評，75%學(xué)生認(rèn)為這種混合教學(xué)模式很好。學(xué)生普遍認(rèn)為線上教學(xué)資源豐富，拓展了視野，激發(fā)了實訓(xùn)興趣。不過，接近15%的同學(xué)認(rèn)為線上教學(xué)資源少，在交流過程中還有學(xué)生表示教學(xué)資源的質(zhì)量有待改進(jìn)，如部分視頻存在明顯裁剪痕跡等。在自學(xué)和交流方面，接近75%的學(xué)生認(rèn)為線上學(xué)習(xí)氣氛熱烈，可以無約束地交談。不過，接近10%的學(xué)生存在厭學(xué)現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為對實訓(xùn)缺乏興趣、學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中不參與互動交流、自學(xué)能力差等，這些群體在混合教學(xué)模式中應(yīng)予以重點關(guān)注。

此外，線上線下混合教學(xué)模式也受到了實訓(xùn)教師的歡迎和好評。實訓(xùn)老師普遍認(rèn)為，線上互動環(huán)節(jié)有助于增強(qiáng)師生間的交流和了解，教師不需要重復(fù)講解簡單的知識點，如激光案例、軟件介紹等，從而有更多時間和精力進(jìn)行有針對性的講解。其次，制作視頻或動畫的過程有利于提升信息化處理能力。

（二）提升混合教學(xué)效果的整改措施

1. 多措施提升線上教學(xué)資源的數(shù)量和質(zhì)量

提升線上教學(xué)資源的數(shù)量和質(zhì)量是混合教學(xué)模式的關(guān)鍵。首先，教師對教學(xué)內(nèi)容細(xì)分成若干知識點，并對每一個知識點反復(fù)推敲，有針對性的在海量網(wǎng)絡(luò)資源中尋找或錄制學(xué)生們喜聞樂見的教學(xué)視頻、動畫和案例等教學(xué)資源，并加以二次加工處理，如裁剪、添加字幕等，以確保教學(xué)資源的精講性和準(zhǔn)確性。其次，教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生收集和整理相關(guān)教學(xué)視頻或案例，這不僅鍛煉學(xué)生自學(xué)能力，而且有利于增加網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源數(shù)量。此外，可以找專業(yè)人員制作視頻或動畫，這不僅確保教學(xué)資源質(zhì)量，而且進(jìn)一步提升教師的信息化處理能力。

2. 多關(guān)注少數(shù)厭學(xué)群體

受學(xué)生個體和環(huán)境等因素影響，部分學(xué)生存在厭學(xué)現(xiàn)象，調(diào)查結(jié)果表明，接近10%的學(xué)生存在厭學(xué)現(xiàn)象。若在混合式教學(xué)中缺乏有效的制約和幫助，這類厭學(xué)群體將更加容易掉隊。因此，混合教學(xué)模式下，教師需要重點關(guān)注這群厭學(xué)群體，以確保在教學(xué)環(huán)節(jié)中不放棄每一名學(xué)生。教師需要在平時注重積累合適的“段子”并加以靈活運用，打造幽默課堂，增強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)的趣味性，從而提升厭學(xué)群體的學(xué)習(xí)興趣。線上教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以有針對性的為他們推送教學(xué)資源和提問；線下實訓(xùn)環(huán)節(jié)中，教師可以多鼓勵、多關(guān)心，重點督促和指導(dǎo)他們實訓(xùn)加工，從而最大限度地提高厭學(xué)群體的學(xué)習(xí)積極性和動手實操能力。

五、結(jié)論

文章基于工程教育專業(yè)認(rèn)證和質(zhì)量管理體系理論，構(gòu)建了線上線下混合實訓(xùn)教學(xué)模式，并在激光加工實訓(xùn)中開展實踐教學(xué)。教學(xué)實踐結(jié)果證明，該混合實訓(xùn)教學(xué)模式受到了學(xué)生和老師的好評和認(rèn)可，大幅度提升了實訓(xùn)教學(xué)效果。此外，基于課堂反思，文章還指出了在實施混合教學(xué)模式中尚需注意的問題，并給出了整改措施。

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