基于微課的《工程材料及機械制造基礎》在線課程建設初探

高麗　李永國　宋秋紅　鄭興偉　李慶軍

摘要：為順應“互聯網+”時代的發展趨勢，進一步推動信息技術與教育教學深度融合，全國高校都在積極組織開展在線課程建設。本文通過對《工程材料及機械制造基礎》課程性質和特點的分析，初步探討了其在線課程的建設思路。

關鍵詞：微課；工程材料及機械制造基礎；在線課程；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0114-02

一、引言

《工程材料及機械制造基礎》是上海海洋大學機械類專業的技術基礎課，該門課是從基礎課學習轉向專業課學習的橋梁。學習本課程的目的是使學生對金屬材料的化學成分、組織結構與性能之間的關系及其變化規律建立比較系統的理論基礎，從而掌握強化材料的幾種手段，掌握合理選用金屬材料、選擇熱加工工藝、安排工藝流程的基本知識和基本技能。

該課程的特點是內容繁雜、原理規律多，抽象、術語概念多，學生普遍感到枯燥無味、難以掌握。同時，課程內容與有限的授課學時形成明顯反差，給教學帶來困難。學生普遍反映課堂信息量大，課后難以及時消化，尤其對一些較復雜、有一定難度的問題更是難以理解和掌握[1-3]。

為順應“互聯網+”時代的發展趨勢，深化教育教學改革，推動信息技術與教育教學深度融合，促進優質教育資源應用與共享，創新教育教學模式，全國各省市高校積極組織開展精品在線開放課程建設。在線課程實現以教為主向以學為主轉變、以課堂教學為主向課堂教學與課外教學相結合轉變、以結果評價為主向結果評價與過程評價相結合轉變。在線課程具有便捷、靈活的“五個任何”的特點，顯著特征是：任何人、任何時間、任何地點、從任何章節開始、學習任何課程。學習模式上最直接體現了主動學習的特點，使學生從被動學習轉向主動學習[4]。

二、在線課程的設計

為了解決《工程材料及機械制造基礎》課程內容繁雜、原理規律多，抽象、術語概念多的主要問題，根據工程材料及機械制造熱加工的發展形勢和工程學院的教學特點，將課程中的理論及實驗教學，以微課為載體，采用“翻轉課堂”的教學模式，結合線上線下相結合的“混合式學習”方法，將理論和實踐相結合，將知識傳授、能力培養、素質教育于一體。具體的教學設計方案如下：

1.知識模塊化，課程內容簡潔化。本次在線課程的建設，重新梳理工程材料及機械制造基礎課程的知識難點、關鍵點。根據微課時間10—15分鐘的特點，短小精悍、信息量大，將知識點重新劃分，即知識點微型化、模塊化。單個知識點，從解決實際應用問題出發，將復雜的原理簡單化，易于學生理解。每個微課，配有內容簡介、問題的導入、知識點的講解、課程的總結及相應的習題測試。對于實驗課程，首先對驗證型實驗進行微課錄制，包括實驗原理、設備介紹、實驗方案的設計及數據分析等。

2.在線課程的前期準備。微課與正常上課完全不同，其顯著特點是時間短、信息量大，主要采用現代化信息手段，充分利用PPT、動畫、視頻等。對于問題的導入，需要精心收集大量的與知識點相關的案例并進行凝練，提出疑問，引導學生進行思考；另外，知識點的應用案例，應生活化、現代化，這都需要收集大量資料；微課的PPT課件也需要重新制作，圖表清晰、動畫形象；課程的講解思路清晰，環環相扣，語言簡潔；認真撰寫微課講義，并進行后期字幕的制作。

線上習題的搜集、整理和設計。線上課前習題，題量應適度、覆蓋整個知識面，給學生足夠的思考和學習的空間。線上課后習題量可稍大，更深入，更側重于實際應用。另外，搜集大量與知識點相關的視頻作為線上共享資源，不僅可用于知識點的講解，還可以給學生提供課外知識點的延伸。同時，開設線上討論社區，增加師生互動環節，更加及時地對學生提出的問題進行解答。每天均會專門安排一位教師對學生的問題統一答復。

3.教學視頻的錄制。緊密貼合培養方案所提出的新思路、新要求，找準《工程材料及機械制造基礎》課程在機制專業培養體系中的位置，針對各章節教學關鍵點、難點進行梳理，錄制一批10—15分鐘短視頻，提升學生所學內容的體系性。微課視頻的錄制主要采用兩種方法。一是隨堂錄像，這種方式老師可隨時觀察學生的學習效果，調節講課進度，有的放矢，具有師生互動環節，教師講解更生動。但是課下需對視頻進行分割和格式轉換，然后上傳到EOL中，幫助學生及時復習、查漏補缺。另外一種方法是單獨錄制，需在學校專用的微課錄制教室進行，沒有學生的互動。但視頻長度在15分鐘左右，不用后期制作。對于該課程的理論課程擬采用隨堂錄制和單獨錄制相結合的方法，實驗課程擬采用單獨錄制，可以使實驗設備的介紹、設備的操作、實驗流程的講解更加清晰。

計劃首批錄制六個教學內容的視頻：鐵碳合金相圖的介紹、鐵碳合金相圖的應用、鋼C曲線的介紹、鋼的退火和正火、鋼的回火和金屬的塑性變形；實驗課的錄制內容為金相試樣的制備和金相顯微鏡的使用，均在學校專用的錄課教室進行錄制，時長控制在15分鐘左右。

4.理論/實驗環節的教學設計。通過教師巧妙的理論/實驗環節的教學設計，使學生在課程學習任務的引導下，有機結合線上視頻、線下課堂講解及交流系統地完成知識點的學習，形成線上及線下教學環節的無縫連接、充分互動的學習系統。①課前預習。課前教師根據課程內容，發布學習內容介紹，包括主要內容、難點詳解以及相應的測試題。學生借助視頻自主學習，并完成測試題。對于難以理解的知識點，學生可以在線上提出疑問，教師進行線上答疑。另外，課程任務書的最后一項，就是典型案例的分析，需要學生進行課前準備。②課堂學習。首先采用提問的方式對學生線上學習情況進行了解，并結合學生視頻下載率、試題正確率綜合考量。其次，重點講解學生的難點和疑點，同時進行典型例題的講解，加深學生對所學知識的理解。線下課堂學習的主要任務是聚焦并解決問題，對核心知識及其問題進行多維度探討。最后，檢驗學生典型案例的設計情況，并進行點評。對于驗證型實驗課堂上實行翻轉教學，教師不再進行實驗講解，只針對線上的學生提問，進行點撥。學生根據之前的線上視頻學習直接進行實驗操作，對于有疑惑的地方，可以通過移動設備反復觀看視頻，或者找老師指導討論。③課后復習。每節課后，都配有相應的復習題，學生根據自身掌握情況，可反復觀看視頻，可隨時隨地觀看視頻，通過測試題來檢驗學習情況。如有疑問可進行線上答疑，或與老師進行面對面答疑。線上和線下答疑的有機結合，更有利于學生對知識點的理解和掌握。

5.課程測試與評價。本課程采用微課為載體、翻轉課堂為方法，進行在線課程建設，課程建設還處于初期探索階段。在線課程測試主要包括線上成績、線下課堂成績與期末總成績。線上成績主要包括視頻點擊率、課件下載率、習題完成率與正確率，三個成績的總和來整體測評在線課程學習的有效性。課程的評價主要包括學生評價，督導評價和同行評價。學期末對學生進行匿名的“學生意見反饋”調查問卷，主要包括在線課程的有效性，在線視頻的使用率及線上問題的回答度，知識點的掌握度等，同時結合學校及學院督導的意見，同行評價進行整體測評。

三、結語

在線課程是一種全新的教育課程模式，在線教育提供了一種全新的知識傳播模式和學習方式，會帶來教育觀念、教育體制、教學方式、人才培養過程等方面的深刻變化。工程材料及機械制造基礎課程的在線課程建設正處于初期探索階段，將會面臨很多挑戰，如何低成本高質量的制作微視頻，如何將線上課程與線下教學有機結合，如何更好的通過在線課程建設激發學生的學習興趣等問題，有待今后深入的教學實踐與評價反饋，以期能真正地提高學生的學習能力、更好地掌握所學知識。

參考文獻：

[1]張有強，羅樹麗，周嶺.機械工程材料課程教學探討[J].中國現代教育裝備.2013，（3），56-58.

[2]鄧想.《機械工程材料及熱處理》教學改革的探索與實踐[J].內江科技.2012，（3），199.

[3]胡禮廣，謝海燕，張棉好.基于特色的《機械制造基礎》課程考試評價研究[J].淮北職業技術學院學報.2013，（12）：86-87.

[4]鄭巧玲，李燁飛，孫巧艷，高義民.基于MOOCs的工程材料基礎課程建設初探[J].中國現代教育裝備.2016，（235）：108-110.