機械設計課程混合式教學模式研究與實踐

王引衛　姚良　張宏偉　王丙錚　吳平平

摘 要：本文圍繞混合式教學模式在機械設計課程中應用的各個環節，對該課程的教學內容選擇與線上資源建設、教學組織實施、課程成績評定方式等進行相應的研究與改革實踐，并通過具體的教學設計示例說明混合式教學的具體實施過程，經過對兩期學生的教學實踐證明，教學效果良好，課程目標達成度提升。

關鍵詞：OBE 機械設計 混合式教學

Research and Practice on Mixed Teaching Mode of Mechanical Design Course

Wang Yinwei Yao Liang Zhang Hongwei Wang Bingzheng Wu Pingping

Abstract：This article focuses on the various aspects of the application of the hybrid teaching model in the mechanical design course， and conducts corresponding research and reform practices on the selection of teaching content and online resource construction， teaching organization implementation， and course performance evaluation methods for the course. And the specific teaching design examples are used to illustrate the specific implementation process of blended teaching. The teaching practice of the two phases of students has proved that the teaching effect is good and the degree of achievement of the course goal is improved.

Key words：OBE， mechanical design， blended teaching

混合式教學利用互聯網和數字媒體技術，將線上的學習資源與線下的師生面授教學相結合，可以融合網絡教學與面授教學雙方的優點，受到很多高校的關注?！稒C械設計》是機械類專業的專業基礎課，承擔了培養學生常用機構和零部件設計能力的任務，為今后學生從事工藝編制、數控編程、設備改造與維護以及CAD/CAM技術等方面的工作提供一定的知識和能力基礎。西京學院機械工程學院機械設計課程組在該課程中研究探索應用線上、線下混合式教學，有效調動了學生的學習熱情、激發了學生的學習興趣、提高了學生的自我學習能力，培養了學生應用機械設計的知識和技能解決復雜機械工程問題的能力。在當前大力推動“產出導向”的工程教育專業認證背景下，根據課程對畢業要求的支撐，反向設計教學目標并重構教學內容，研究并探索課程教學組織方式，無疑具有重要的理論與實踐意義。

1 課程目標凝練

課程目標由畢業要求、課程體系和課程特點確定，目標要細化，分條列出，能考核、可衡量，目標必須完全覆蓋對應的畢業要求，課程內容可適當擴展。1個課程目標對應一個指標點，2個或者2個以上的課程目標可以對應相同的指標點。

機械設計課程目標可以根據熟悉結構特點、會選型、能設計，懂分析，可改進開發等層次遞進分條列出。具體文字描述可以依據專業畢業要求分解情況及專業特色來闡述。

關于專業特色的融合可以表達為：如“能夠根據工程實際的特定要求，運用標準、規范、手冊、圖冊和有關技術資料，分析或改進某機械領域中的機械裝置”。這里的某機械可根據專業特色描述為建筑機械，也可以是通用機械、礦冶機械等。

2 課程內容選擇與線上資源建設

依據課程目標，精心設計選擇具有先進性、科學性，反映本學科領域的最新科技成果的教學內容。注重行業和企業對人才工程能力的要求，根據應用型人才培養目標，以工程實例序化教學內容，重視教學做合一性。對教學內容進行大膽調整，注重基本知識和技能，不注重冗長的數學計算，精簡理論知識，以實踐應用為主。刪減了機械設計總論和機械零件的強度等理論章節，將相關知識點融入到相關項目任務中做講解;在現有課程框架（連接、傳動機構、軸系零部件）的基礎上，增加基于新工科的新知識、新技術應用的教學內容，特別是增加最新的科技成果在工程實際中應用的案例分析。如機械零件設計軟件應用、優化設計等。

線上教學資源主要是機械設計網絡SPOC，包括電子版課程大綱、授課計劃、多媒體課件、教學動畫與視頻、微課、對標試題庫，綜合設計案例等。

3 混合式教學組織實施

本課程總學時48，其中課堂38學時，線上10學時，已在西京學院機械設計制造及其自動化專業2015級和2016級學生中實施。線下教學班（40-50人），在多媒體教室或智慧教室進行，可移動式桌椅，學生分組就座，借助智能手機進行互動。

學生課前在線上進行知識點自學，為課堂討論做準備，課后在線上進行重難點的鞏固復習及自測，課堂上參與以工程項目實例為牽引，任務驅動或問題驅動的討論。課堂教學通過SKIPS教學法來實施：第一步Story，引入工程項目實例激發學生興趣;第二步Knowledge，測試相關知識點，檢查線上學習效果，和（或）針對重難點講解相關知識點;第三步Idea/Ideology，由以上內容闡發令人思考的觀念和理念，實現課堂對價值觀的塑造或引領作用;第四步Problem，針對工程項目實例，提出問題或任務;第五步Solve，通過小組討論、匯報、交流，教師總結，最終解決問題，布置課后作業。

4 課程成績評定方式改革

改變以往一卷定成績的考核方式，采用累加式的評定方式，總成績為100分，分配到每個課程目標，如表1所示。以4個課程目標為例。課程成績評定由形成性評價和終結性評價組成。形成性評價一般占30%至50%，由線上學習、課堂表現、課后作業組成，表1以占比40%為例。終結性評價以期末卷面考試進行。實驗成績占比由實驗學時占總學時比例確定，對應一個課程目標。

線上學習評價方式如表2所示。由學習時長10%、單元測試40%、期末測試40%及論壇討論10%組成。

5 教學設計示例

通過混合式教學設計，使教學內容從課內到課外形成互補，使教學環節從線上到線下形成閉環。推進OBE教學理念，學生通過課程平臺進行線上學習，線下參與以工程項目實例為牽引，任務驅動或問題驅動的課堂討論。形成在線學習+項目教學、在線學習+案例教學、在線學習+基于問題教學的“互聯網+”翻轉課堂模式，逐步提升解決復雜工程問題的能力。

如表3所示，以機械設計中齒輪機構受力分析為例，形成了課前、課中、課后三個階段，以及針對目標知識點的教師、學生活動，教學資源、評估方式等環節的整體教學設計體系。

6 結語

通過重構課程結構，合理分配在線學習和課堂面授內容，實現線上線下混合式教學，真正體現以學生的學為中心，充分發揮學生的主體地位，采用工程實例為牽引的項目化教學將枯燥零散的知識系統化，激發學生的學習興趣，培養了學生的工程實踐能力。課程教學改革后，學生學習自主性明顯提升，超過500名學生線上注冊，在線學習時長平均達1200分鐘/生，論壇發帖數共4290條，平均8條/學生。課堂上有效學習行為增多，學生聽課率、抬頭率、參與率提高，98%以上的學生能積極參加小組討論。近兩屆學生課程目標達成度平均為0.75以上，學生工程實踐能力提高。學生在全國大學生機械創新設計大賽中，榮獲國家級一等獎2項，陜西省一等獎5項、二等獎17項。課程被認定為省級線上線下混合式“一流課程”，在今后的建設過程中將補充完善線上資源，使線上資源更具有互動性、趣味性，構建實踐教學環節的混合式教學模式，建設完善的持續改進機制。

研究課題：本文得到西京學院教改項目“基于“學習產出”（OBE）教學模式的機械設計課程群教學改革與實踐”（JGYB1904）的資助。

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