基于混合教學模式“汽車發動機支架數據采集”教學探索

卞青青

（廣東科學技術職業學院，廣東 珠海 519090）

混合式教學，即將網絡化學習優勢和傳統教學的優勢結合起來的一種“線上”+“線下”的教學，既能夠發揮教師引導、啟發、監控作用，又能充分激發學生學習主動性、創造性和積極性。通過兩種教學組織形式的有機結合，可以將知識學習以微課、動畫、PPT 等形式放到線上即網絡平臺上，讓學生分組學習，而把知識的內化與實踐這一最難的部分放到線下，通過討論和實踐完成，這一教學模式促進學習者深度學習。

1 運用混合教學模式改革的必要性

傳統的《逆向工程技術及應用》課堂以教師講授為主，教師“滿堂灌”現象普遍存在，從而忽視了以學生為主體的自主學習模式。這種以“教師為主導”的教學模式使學生在短時間內很難掌握所學的逆向設計知識，更難將學到的理論應用到具體的逆向設計各環實踐中。

本課選取了數據采集這一教學內容，運用線上線下混合式教學模式，重新設計了“發動機支架數據采集”這一教學任務，進行了課前引導、課中探究和課后拓展三個階段的具體混合線上線下混合教學設計。

2 基于混合教學模式的“汽車發動機支架數據采集”教學設計

2.1 技術平臺選擇

技術支持需求：學習任務發布、微課視頻及PPT 等學習資料的呈現、在線討論和測試以及課后任務布置以及貫穿于全過程的個性化指導等。

為了讓學習者不再被限制于電腦桌前，而是根據學習者學習需求隨時隨地進行不同方式和不同目的的學習，采用移動學習方式。為了能夠實現移動學習，可選學習通、智慧職教、雨課堂等平臺，學生可通過手機APP 在線訪問課程。

移動學習與混合式教學模式的結合，使學生能夠使用手機，利用零碎的課余時間隨時隨地學習，更有利于教學目標的實現。

2.2 教學目標的確定

為了更有效地實施翻轉課堂，筆者調研了三年制、二年制的機械設計與制造專業的學生的學習情況，調研結果顯示：從具備的基礎知識來看，學生具備尺規測量基礎；在能力基礎方面，學生了解手機拍攝全景照片；在學習特點方面，信息化手段接受程度高，但是學習被動，動手實踐能力、創新能力有待加強。為了提高學生學習主動性，增強實踐能力，激發學生創新精神，提升學習效果，確定了“汽車發動機支架數據采集”的教學目標。

知識目標：了解光柵式掃描儀工作原理；掌握光柵式掃描儀操作界面命令的使用。

能力目標：學會光柵式掃描儀的調節；能夠進行系統標定，并對模型進行粘貼標記點；能夠操作掃描儀軟件，完成汽車發動機支架的數據采集。

素質目標：培養學生分析、解決實際問題的能力，提高學生的職業技能和專業素質；養成學生的自主學習習慣，培養精益求精的工匠精神。

2.3 汽車發動機支架數據采集教學任務“三階五步”模型設計

結合線上線下混合教學模式，筆者設計出“三階五步”混合教學模型，三階是指課前、課中、課后三個階段，五步是指在課中學習新知、制定方案、篩選方案、具體實施、評估檢查。在整個教學過程中，教師起到監督、引導、組織、講解關鍵問題點的作用。

第一階段：課前引導，學習方式為線上學習。課前，教師制定課前“導學案”，教師需要根據學情和教學內容，借助信息化教學平臺，以動畫、微視頻、ppt、圖片等形式設計課前導學案，視頻以2 ～3 個為宜，課前在線學習和測驗一般不超過20 分鐘。導學案中包含本次任務描述、學習目標、學習方式、考核方式以及課前學習包和在線測試。本次任務課前學習包：零件形體尺寸測量的方法及應用微課1 個、基于OKIO-3M 光柵掃描儀掃描零件底座的視頻1 個、在線客觀測試題1 份；在線任務：（1）討論使用哪一種測量設備能夠獲得精度為0.02mm 汽車發動機支架測量數據。（2）客觀測試題2 ～3 個題目。導學案設計完成后，教師在平臺上設置完成截止時間后發布，一旦發布，學生手機端立即收到通知及學習資料。學生自主制定學習計劃，使用手機上的APP，結合自身實際情況，觀看導學案學習資料，對學習資料中的收獲和疑問發布到移動學習端，然后進入在線測試。系統后臺自動記錄學生自測情況。通過自測結果和學生在線提問可知：學生對于是否粘貼標志點及怎么粘貼標志點失分比例很高。參照學生自測結果，確定了制定掃描策略及標志點粘貼方法為教學難點。

課前“導學案”是教師為學生設計的有學習目標、學習內容、學習流程的學習活動方案，是激發學生學習興趣，培養學生自主學習和建構知識能力的一種重要媒介，它的著眼點與側重點在于如何充分調動學生的學習積極性，如何引導學生獲取知識、培養能力。這一塊的設計初衷是激發學生學習興趣，幫助學生將已具備的知識和新知識建立連接，并試圖找出自己的疑惑點，為課堂內的探究學習做好準備。

第二階段：課中探究，線上學習和線下探究相結合的學習方式。在課中，教師導入任務，客戶為改進發動機支架的設計，委托我司采用合適的測量方法，獲取汽車發動機支架點云數據，精度要求0.02mm。分析任務，結合學生課前自學內容，引導學生使用工業級光學掃描儀來逆向掃描支架。以學生為主體，通過學習新知、制定方案、篩選方案、具體實施、評估檢查五環完成任務。結合課前自測結果和學生留言，在課堂上教師針對教學難點，按照由淺入深、由易到難，循序漸進的原則，設計為貼點原因、貼點方法、貼點找錯、實際應用、討論改進，將其分布到前三環中，通過小組互學、助學以及教師的指導、引導學生將知識的內化。

第一環中：線上推送學習資料：“光學掃描儀工作原理PPT”“OKIO-3M 掃描儀的標定微課”；小組助學后完成（1）掃描儀的標定；（2）討論影響掃描精度的原因和常用的解決方法；

第二環中教師線上推送“OKIO 掃描儀掃描模式（單片掃描、拼接掃描）PPT”和“標志點的使用PPT”，這部分是學生關注的難點，在此部分教師給出典型錯誤實例，讓學生分組討論分析。在學生掌握基本貼點技巧后制定掃描策略；

第三環中：學生分組匯報掃描策略，教師和學生共同點評掃描策略，找出問題，讓學生分組完善，這一部分加深貼點技巧的應用；

第四環中：教師線上推送“噴涂顯像劑微課”“掃描儀操作步驟微課”，學生觀看視頻記錄操作要點后領取顯像劑、手套、鑷子等工具對待掃描物體進行掃描前的噴涂處理，檢查噴涂效果達到要求后開始掃描操作。

第五環：評估檢查。線上線下混合教學的評價機制與傳統課堂的評價完全不同。評價指標包含：過程評價、結果評價、態度評價、5S 評價四個維度，每個維度評價內容涉及線上自主學習過程、測試結果和線下討論和實踐結果評價。評價主體不止有教師評價，還包含自我評價、生生評價。

這個階段，課程結束前教師在課堂上對本次任務進行回顧與總結，對知識點再進一步進行梳理，讓學生能徹底理清知識脈絡。需要注意的是，在整個過程中，每組有一位同學記錄階段討論結果，并拍照上傳，便于教師全程監控指導，為提供組內個性輔導或者對組間共性問題的講解。

第三階段：課后鞏固延伸-課后測驗、深度分析，以學生線上交流和討論為主。

在這個階段，教師或企業工程師在平臺上推送階梯難度任務，與課中任務難度相近的帶底座人頭像，較難的玉白菜模型、更難的長鈑金件。企業工程師和師生通過移動平臺進行互動和交流。這部分內容的設計，教師應考慮學生個性差異，設計不同層次的訓練項目，學生可以視情況自由選擇。通過合理的拓展對學生進行綜合性訓練才能提高學生舉一反三、綜合運用知識的能力。同時也可以通過平臺上課后拓展的交流，繼續改進教學設計，為下一屆授課做好準備。

3 教學效果評價

線上線下混合式教學模式在學習內容、學習方式、學習環境發生了變化，它將課堂從枯燥的理論傳授中解放出來，使得師生、生生之間能夠在線下開展深度學習和互動，使課堂變成知識內化的主陣地。通過教學模式的改變，學生自主學習和解決問題的能力得到提升，實踐能力有了進步。