微課在機械制造技術基礎教學改革上的應用

何文斌，馬軍，都金光，候俊劍，明五一

（鄭州輕工業學院機電工程學院，鄭州　450002）

微課在機械制造技術基礎教學改革上的應用

何文斌，馬軍，都金光，候俊劍，明五一

（鄭州輕工業學院機電工程學院，鄭州450002）

0　引言

機械制造技術基礎是機械工程本科專業基礎課。該課程的教材所包含的教學內容繁雜，是機械制造工藝、金屬材料與熱處理、金屬切削原理及刀具、CAD/ CAM技術、機械制造裝備設計等多學科的交叉融合，具有理論與實踐、專業與綜合相結合的特點［1］，既要求學生掌握機械制造的基礎理論，又要求學生熟悉加工工藝和過程，理解企業的管理和組織方式，因而對缺乏宏觀和微觀協同思維的學生而言，要深入理解和掌握有一定的困難。

《機械制造技術基礎》教學改革的基本思想是引入國內外新成果，注重新一代信息技術對傳統教學方式的改造，以機械制造技術的綠色化、智能化、網絡化和服務化為引導，從系統工程論的視角講授機械制造技術的基礎、關鍵技術和發展趨勢等內容，并重點講授服務于本地機械制造行業的關鍵技術。隨著信息技術和通信技術的日益發展，一種以移動互聯網為載體，以教學視頻為主要表達形式，5-12分鐘或更短時長為單元的微型課程異軍突起，為學習者提供碎片化、移動化的網絡學習新體驗，其出現為機械制造技術基礎的教學改革帶來了新的機遇。

1　微課教學的形式與本質特征

從形式上看，微課教學模式以興趣激發和智慧啟迪為教學目的，將課程按照知識點或教學重、難點分成不同的教學模塊，每個教學模塊是一段5-12分鐘的視頻［2］，適合通過移動終端進行在線學習和翻轉課堂，以其短小精悍和傳播效率高等優勢受到大眾歡迎。

從本質上講，微課解決了“互聯網+”背景下傳統批量化教學模式與個性化學習需求之間的矛盾，具有自治、自組織和自適應性的特點，其表現在：①允許學生建設自己的專屬在線學習資源庫，給予學生以自主學習的空間，打破了傳統上由教師“大包大干”的課堂灌輸。②微課突破了課堂教學的時空限制，使學習可以在任何時間、任何地點進行，同時滿足了具有不同稟賦的學習者的學習需求。③在傳統的教學模式中，雖然認識和確立了學生的主體地位，但卻往往會湮沒學生的主觀能動性［3］，而通過微課這一泛在學習方式，充分發揮了學習者的主體作用，使終身學習這一目標成為可能。

2　基于微課的機械制造技術基礎教學改革

從系統工程論的思維考慮，基于微課的機械制造技術基礎翻轉課堂，其本質是在“互聯網+”思維啟發下，針對機械制造技術基礎教學過程中某個知識點或教學環節，以Internet（包括移動互聯網）為工具，以教學視頻為載體，將教師、學生、教學資源、教學內容等四個關鍵要素及其關系進行優化重組，形成模塊化、可視化、泛在化、柔性化等特點的機械制造技術基礎創新教學模式，該模式蘊含了時間-空間-結構相融合的多維特征。

（1）時間維度：機械制造技術基礎微課體系需要隨著新資源、新技術和新目標的引入而不斷的演進，在演進中得以完善和進化，就如有生命力的有機體一樣與時俱進，不斷創新和發展。

（2）空間維度：指機械制造技術基礎微課體系是互聯網技術與傳統教育手段深度融合的產物，因此其拓展需要以網絡空間為載體。如將各個教學資源網站進行互聯互通，甚至建立教育資源公共服務平臺，提供免費下載和資源共享。

（3）結構維度：指在機械制造技術基礎微課教學過程中，以啟發式的項目學習法為引導，通過需求和問題導向，激發學生的協同創新思維，以增強其發現問題、思考問題和解決問題的能力，培養其獨立思考能力和團隊協作精神。

機械制造技術基礎微課教學模式通過制作精良、觀賞性強的系列微資源來激發學生興趣，但其自身存在一個先天性不足：就是教學內容的科學系統化與微課的碎片化之間的矛盾［4］。因此，機械制造技術基礎微課的設計和實施要有系統的頂層設計思維，從系統科學角度設計具有邏輯性和整體性的微課體系，成為機械制造技術基礎微課教學改革成敗的關鍵。

機械制造技術基礎微課設計的基本思路是，以項目學習法提出機械制造技術基礎微課的教學目標，以此設計機械制造技術基礎微課群，將各個微課以項目導向或需求導向進行銜接，從而實現知識點的穿針引線，提升學習的系統性，實現碎而不亂。具體步驟如下：①將各個相關知識點進行優化重組，實現課程知識點設置的主題化、模塊化；②將各個知識點，依據教學目標或項目學習法，進行知識點邏輯銜接，形成5-12分鐘的微課；③對傳統教學模式和工具進行信息化改造，實現機械制造技術基礎微課廣泛深度的傳播，提高教學效果和質量；④引入“互聯網+”思維，通過“互聯網+機械制造技術基礎微課”，建立該課程的微課空間和微課群，培養學生的眾創意識，實現課程的教學目標。

由于微課的教學內容是包含單一知識點的視頻，僅靠此視頻難以滿足機械制造技術基礎的教學需求，必須通過整合多個微視屏及相關輔助教學資源共同構成一個完整的教學環境，以便完成機械制造技術基礎的教學任務。如“機械加工工藝”主要內容之一就是以典型零件的加工工藝過程為主線，帶動金屬切削原理、刀具、機床、工藝及夾具等內容的視頻串講，在此過程中，適時切入機械加工工藝原理的動畫，為學生詮釋其基本原理。因此，“機械加工工藝”微課教學環境架構見圖1所示。

圖1　“機械加工工藝”微課教學環境

3　機械制造技術基礎微課云服務平臺

為使機械制造技術基礎微課教學體系良性化發展，賦予其更多大眾化和服務化屬性是必然的選擇。為實現該目的，本文基于云計算技術，將所有機械制造技術基礎優質“微課”資源進行了整合，構建了一個機械制造技術基礎微課云服務平臺，學習者通過統一的接口接入“云”中，既節約了成本，也滿足了學生自主學習、業余學習和互動學習需求。如圖2所示，機械制造技術基礎微課云服務平臺架構分為五層：用戶層、業務層、組件層、工具層和基礎層：①基礎層：提供基礎設施即服務IaaS。包括應用服務器及相關存儲和網絡設備，提供計算、存儲、帶寬等按需的硬件服務。②平臺層：提供平臺即服務PaaS，支持微課注冊、發布、搜索匹配和學習平均及綜合管理等平臺工具。③服務層：提供軟件即服務SaaS，如系統接口和運行環境，存儲并管理各種服務構件。④業務層：根據各種不同的學習需求，調用服務構件組合成不同的服務。主要包括互動教學、創新實踐、校企協作、在線作業、考試管理等服務；⑤用戶層：給學習者提供各種移動終端接入《機械制造技術基礎》微課云服務平臺的接口進行訪問。

4　結語

基于微課的《機械制造技術基礎》教學模式作為目前“互聯網+”背景下的一種嶄新的教學改革方向，充分利用了新一代信息技術，促進了課堂內外、線上自學與線下教學的互動互補，對于培養學生的創新意識和協同合作精神，提升學生理論聯系實際的能力，都具有重要意義。

圖2　《機械制造技術基礎》微課云服務平臺

［1］馬軍，何文斌.基于項目學習法的《機械制造基礎》教學與實踐［J］.河南科技，2014，23（12）：253-254.

［2］廖國建，謝建平.哈佛大學醫學院研究生微課程項目及其啟示［J］.學位與研究生教育，2014，1：70-73.

［3］蔣詠華.高校微課建設問題及其對策研究［J］.中國現代教育裝備，2014，23：73-76.

［4］曹殿波，薛蘇秦.“微課”實踐中亟待厘清的四個基本問題［J］.價值工程，2013，27（5）：495-497.

Micro Course；Mechanical Manufacturing；Cloud Service；Higher Education

Application of Micro Course on the Teaching Reformation of Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology

HE Wen-bin，MA Jun，DU Jin-guang，HOU Jun-jian，MING Wu-yi
（Department of Electromechanical Science and Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002）

1007-1423（2015）22-0031-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.22.007

何文斌（1970-），男，河南鄭州人，博士研究生，副教授，研究方向為數字化設計與制造

馬軍（1977-），男，湖北石首人，博士研究生，副教授，研究方向為數字化設計

都金光（1984-），男，山東安丘人，博士研究生，講師，研究方向為切削加工

侯俊劍（1982-），男，河南鄭州人，博士研究生，講師，研究方向為車輛工程

明五一（1981-），男，湖北浠水人，博士研究生，講師，研究方向為精密電加工

2015-07-03

2015-08-03

微課是目前高等教育模式互聯網化的熱點，也是機械制造專業教學改革的新機遇。通過對微課形式與本質的分析，闡釋了機械制造技術基礎微課教學模式的多維度特征，并對其微課教學體系進行頂層設計和實踐，給出機械制造技術基礎微課云服務平臺架構。

微課；機械制造；云服務；高等教育

鄭州輕工業學院第十批教學改革與研究項目

Micro course is the hotspot of Internet higher education mode nowadays，and it is also a new opportunity for mechanical manufacturing professional teaching reformation.Through the analysis of the form and essence of micro course，illustrates the multi-dimensional characteristics of the micro course teaching mode of“Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”，and the top-level design is performed for the micro course teaching system.Finally provides the basic architecture of the cloud service platform for the micro course of “Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”.