《機械設計》課程教學改革探索

楊峰

摘要：《機械設計》實際教學中多采用傳統的認知型教學方法。本教學改革探索基于課程需求調研開展，采用SPOC先進教學管理模式，提出“主觀需求”和“客觀需求”雙結合的模式，通過線上、線下相結合的混合教學模式，更好地幫助學生完成課堂學習與生產實踐的有機結合。

關鍵詞：機械設計；SPOC；線上教學；線下教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）29-0116-02

《機械設計》是機械專業的一門專業課，其綜合性要求較高，課程要求預備課程比較廣泛，因開課時間悠久，一般具有相對完整的體系結構。隨著社會的進步、學生的個性化發展意識逐漸增強，傳統的教學模式越來越需要與多學科高綜合性的設計方法相結合，通過線上、線下相結合的混合教學模式，才能充分發揮學生主人翁的地位，有效提高授課效率。

一、《機械設計》課程與SPOC理論

慕課，大規模開放在線課程（Massive Open Online Courses，簡稱MOOC），是近幾年興起的新的教育模式，是在計算機網絡和人工智能技術發展的基礎上形成的在線課程形式。SPOC（簡稱Small Private Online Course），也稱為翻轉課堂，屬于小規模在線課程，最早由美國伯克利大學福克斯教授提出。SPOC營造了一個線上和線下相結合的混合教學環境，給《機械設計》等機械類專業課程教學帶來了有益的啟示，創建了一種不同于傳統傳授課程的“翻轉課堂”教學模式。

SPOC的基本流程主要包括：課前，教師通過慕課平臺，把學習資源分享給學生，并布置相關的在線自主學習任務，且教師可以監控管理學生的學習進程及作業完成情況，可開通在線互動；在課堂內，教師組織學生分組，并對疑難問題進行探討，與學生一起進行疑難點的解答、作業講解和其他任務，深化并拓展知識，如圖1。

《機械設計》是機械類專業系列技術基礎課程中的核心課，需要綜合應用工程力學、工程材料與制造基礎、機械制圖、機械原理、互換性與測量、機械制造基礎等課程知識，系統闡述機械設計基本理論和基本設計步驟、理念及方法，使學生具備一般通用零部件設計思路及方法的能力，為后繼專業課程學習和從業夯實基礎。

二、《機械設計》課程教學改革實施過程

如何應用SPOC的先進教學管理模式逐步改革多學科高綜合性的《機械設計》教學，是本課程教學改革探索的關鍵，該項目的實施符合學生個性化教育理念的需求，在較大程度上可降低學習管理的難度、增強學習學習興趣、激發學習學習動力、提高課堂效率，并能有效推動教學效果的改善。

（一）調研學習需求——“主觀需求”和“客觀需求”雙結合模式

該教學改革的第一個環節是完成《機械設計》課程的需求調研與分析。需求主要從“主觀需求”和“客觀需求”兩個方面進行。“主觀需求”主要是學習過程中學生自身的各種需求，是針對學習本門課程的學生進行的知識需求，“客觀需求”是學生畢業后確定的工作環境對他們的能力需求，是針對工作單位或社會進行的行業內能力需求分析。

（二）制定教學計劃——“線上教學”和“線下教學”雙結合模式

根據翻轉課堂的特點，現將《機械設計》課程教學分為“線上教學”和“線下教學”兩個主要環節。

“線上教學”：課前，教師定期推送學生需要在規定時間在線完成的學習任務。這就需要老師對線上學習資源（電子教材、任務單及對應的教學資源）進行知識點碎片化，并通過網絡教學平臺傳遞且分享。平臺上需要有學習統計功能，這樣可以適時統計出每個學生的學習進度、學習行為、作業分數等，更好地幫助教師檢查學生線上學習進度，監控學習結果，以方便教師課上追蹤，且教師會在課堂教學前檢查學生學習情況，根據線上具體學習情況組織線下課堂活動，并把線上學習情況反饋給學生，以督促學生自覺完成線上任務。

“線下教學”：在課堂上，教師把學生分組，針對線上學習情況系統梳理知識點，并講解難點，可適當組織學生討論。然后，組織學生完成各種協作式、進階式的任務型教學活動，可適當增加開放性題目的討論，以啟發學生自主創新能力。最后，總結、評價并及時反饋線上、線下教學活動完成情況。

（三）開發教學內容

根據對《機械設計》課程的“主觀學習需求分析”和“客觀行業需求分析”，教師將線上線下教學過程相匹配，通過知識碎片化，在保證知識系統性的基礎上，確定課程定位和課程核心內容，運用多種教學資源及教學方式貫穿于線上和線下教學中。采用諸如圖文并茂的課程知識PPT、視頻及生活實例的展示，理論知識和實際操作相結合，最大程度豐富教學內容，以增加學生自主學習的興趣和動力。

根據課程教學大綱，對教材、學習任務和作業進行整合，使線上學習資源不再是松散的章節羅列，而是形成一個系統的、有機的整體。這樣的資源組織方式，在翻轉課堂中能有效提高學生線上學習的效率，也能更好地幫助教師進行課程內容管理。

（四）執行計劃、實施教學

將《機械設計》課程的教學實施分為“任務前”、“任務中”和“任務后”三個階段。

“任務前”階段：此階段被翻轉到課前在線上進行，它是課堂知識的前期準備階段，課前在線提供的學習資源包括電子課件和自主學習教案。教案是教師設計的指導學生在線自主學習的具體方案。電子課件和自主學習教案的學習資源組合有效地利用學生的自主學習完成知識的傳授，在幫助學生回顧已學知識的基礎上，提供新知識，引導學生確立任務的目標、形成學習。

“任務中”階段：這個階段是在課堂教學中進行的，它是翻轉課堂教學的核心階段，學生從線上學習轉化為在教師的面對面指導下學習任務。

“任務后”階段：也稱教學反思階段，或教學自評階段，主要由教師完成。教師對學生線上線下學習總體情況進行評價和分析，并指導學生完成教學重難點的學習。從線上的“任務前”到線下的“任務中”和“任務后”，學生時刻有任務要完成，在完成一個個任務的同時促使知識的內化和設計思想的應用，充分體現行動導向、以學生為主體的教學過程。

三、結論

通過實施這種《機械設計》課程“線上教學”和“線下教學”雙結合的教學模式，在較大程度上可降低學習管理的難度、增強學生學習興趣、激發學習動力、提高課堂效率，并能有效推動教學效果的改善，更好地滿足了學生的個性化學習要求。

參考文獻：

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