工科院校機械專業基礎課程的微課設計與應用研究

邢莉+馮偉+郁倩+袁健+周海

摘 要：隨著當前移動通訊技術的飛速發展，學習方式也發生了變化，微課教學的出現成為一種必然，并能克服傳統教學中的一些不足之處。針對當前機械專業課程教學的現狀，以《曲柄存在的條件》這節課程為例，探討了微課教學的設計方法以及微課視頻的制作方法，提高了學生的學習興趣，達到了滿意的教學效果。

關鍵詞：微課教學；曲柄；機構；視頻

一、 前言

目前，隨著時代的進步和經濟條件的飛速發展，移動通信設備也得到了大面積的普及，在當代大學生中，幾乎每人都有智能手機、筆記本電腦或者平板電腦等。硬件設備已經人手一部，同時網絡設施也逐漸遍布各公共場所，校園、商場、車站等幾乎都裝有公用WiFi，便于學生在任何場所利用碎片化的時間使用移動設備進行學習、交流。在這種情況下，微課——這種新型的教學模式應運而生，它是具有數字化資源的一種學習方式。

什么是微課呢？從字面上看，微課與當今社會比較流行的“微博”“微信”“微電影”等新技術一脈相承，只不過它主要應用于學校教育領域。微課的主要特點是主題突出、短小精悍，形式新穎、應用簡單、便于學習等，逐漸被廣大學生和家長所接受，慢慢地開始流行起來。

微課教學主要體現在微型教學上，一般圍繞教學中某一個知識點進行設計，是基于微型教學而設計和制作的電子課件。它可以改變日常教學的方式，使教師講課的方式可以有更多的選擇。微課教學以錄制的視頻為主體，通常控制在十五分鐘以內。雖然這種教學視頻時間不長，但是對教學目標進行了優化，濃縮了教學內容的精華。運用網絡多媒體技術進行整理，把教學過程中的重點難點都集中到教學視頻上，可以解決學生在學習時候遇到的難題。同時方便學生及時進行查看，把握教師講解的重點內容，復習鞏固課堂知識。

二、 微課選題、教學設計與視頻制作

1. 微課選題

機械設計基礎是進機械專業必修的一門技術基礎課程，具有知識點多、實踐性強等特點，主要介紹常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、設計理論與計算方法等。制作該課程的微課視頻時，充分結合了課程特點以及學生的先修課程，學生通過智能手機、平板電腦等移動設備，可以利用碎片化的時間在網絡上進行學習。根據多年的教學實踐經驗，這里選擇以“曲柄存在的條件”為例，來探索微課的設計、制作與應用實踐。

2. 教學設計

“曲柄存在的條件”是機械設計基礎課程教學中的重點內容。在教學過程中，開頭回顧上節課的內容，即鉸鏈四桿機構的三種類型，并以動畫的方式顯示三種學生比較熟悉的機構應用實例。如圖1所示，分別是鶴式起重機、雷達天線、慣性篩機構，要求學生來分析機構的運動過程，分析兩個連架桿運動范圍的不同，判斷它們分別屬于哪一種鉸鏈四桿機構。

通過動畫可以清楚地看出，在圖（a）鶴式起重機機構中，兩個連架桿都是左右往復擺動，為雙搖桿機構；在圖（b）雷達天線機構中，一個連架桿左右往復擺動，另一個連架桿整周轉動，為曲柄搖桿機構；在圖（c）慣性篩機構中，兩個連架桿都能夠整周轉動，為雙曲柄機構。由此可以發現，有的連架桿能夠整周轉動，有的只能往復擺動，那么什么情況下，可以整周轉動呢？非常自然地引出本節課的學習內容，即曲柄存在的條件是什么，也吸引學生去考慮這個問題的答案。

接下來，以曲柄搖桿機構為例，分析推導曲柄存在的條件。連架桿AB要想成為曲柄而整周轉動，就必須能夠順利通過最左和最右的兩個極限位置，即到達AB′和AB″的位置。在這兩個極限位置，連架桿AB和機架AD就會出現兩次共線，一次是最左極限位置時候的二者拉直共線，一次是最右極限位置時候的二者重疊共線。在這兩個特殊位置，四桿機構就組成了三角形B′C′D和三角形B″C″D，如圖2所示。在三角形中，必然滿足邊長關系，即任意兩邊之和大于第三邊，任意兩邊之差小于第三邊，還有一種比較特殊的情況，就是當四桿共線的時候，不等式兩邊可以取等號。由此可以得出三個不等式，通過總結分析這三個不等式的關系，就可以得到存在曲柄時候應該滿足的條件，一是桿長之和條件，即最長桿與最短桿的長度之和應小于或者等于其他兩桿長度之和；二是最短桿條件，即連架桿或機架之一為最短桿。

然后，分析曲柄存在的兩個條件，還可以得出兩個推論，即如何得到三種不同類型的鉸鏈四桿機構，要求學生熟練掌握的重要知識點。另外取不同的構件作為機架時，也可以得到不同類型的四桿機構。再通過一些例題，檢查學生的理解情況和掌握情況，并且再次總結強調本次課的重點內容。

由于這些內容，從前到后有一定的邏輯順序，每一步都是經過分析經過推導得出的結果，所以學生容易理解，方便記憶，這樣的結論也具有說服力，學生完全可以自己推導出來。

3. 視頻制作

本微課視頻的制作過程主要包括課件模板的選擇、PPT動畫的選擇、內容的設計、屏幕的錄制和語音的輸入以及視頻后期的剪輯等，制作工具包括計算機、麥克風、WPS演示文檔，錄屏軟件Camatasia Studio 9.0等。課件的模板選自WPS并進行了適當的修改與調整，使顏色搭配和頁面布置更符合課程主題內容。最終保存成擴展名為MP4的視頻播放文件，再通過網絡上傳到課程教學網站，方便學生及時觀看。

本次微課的制作是直接打開已經事先編輯完成的PPT電子課件，在播放PPT的過程中，教師進行必要的講解，通過麥克風輸入語音，進行屏幕錄制。“曲柄存在的條件”這個知識點的微課視頻錄制界面截屏如下圖3所示，總時長為14分15秒，其中前12秒介紹本次課所屬的章節內容；接下來的1分48秒為內容回顧，引出這節課的主要內容；隨后的9分30秒，分析推導曲柄存在的條件，并得出了兩個重要的推論；然后又用了1分30秒的時間講解了兩道例題，鞏固本次課程的主要內容；最后利用1分15秒的時間做了總結，強調學生需要掌握的內容，并布置了課后作業。

三、 總結

在課堂教學中，微課作為一種新興的教學模式，可以幫助學生更好地理解課堂內容，能夠提高廣大學生的學習興趣，同時也能夠培養他們的自學能力和獨立思考能力。學生可以利用微課視頻進行課前預習和課后復習，提升他們掌握知識的熟練程度。微課既是對傳統教學方式的一種補充，也可以使學生對知識進行及時的復習鞏固，從而更好地吸收消化，大大提高課堂教學效果。

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作者簡介：邢莉，馮偉，郁倩，袁健，周海，江蘇省鹽城市，鹽城工學院機械工程學院。endprint