線上教學模式在留學生“機械設計”課程中的探索與實踐

鄧顯玲 呂中亮

摘要：疫情發生以來，針對留學生開展了網絡教學，如何讓線上課堂堪比實體課堂，在教學準備階段實施教學資源的整合，對課程本身內容上進行調整，完善線上課堂，利用平臺的管理手段設置量化考核指標，實現形成性評價，完成線上實體課堂的再現。

Abstract： Since the outbreak of the novel corona-virus， online teaching has been carried out for foreign students. How to make online classroom comparable to physical classroom， the integration of teaching resources in the teaching preparation stage， the adjustment of the course content， the improvement of online classroom， the use of platform management means to set quantitative assessment indicators， achieve formative evaluation， and complete the reappearance of online physical classroom.

關鍵詞：線上教學;留學生;機械設計

Key words： online teaching;international students;mechanical design

中圖分類號：G712;TH122-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）21-0248-02

0? 引言

隨著國家領導人提出的“一帶一路”重大戰略構想全面實施，高等教育的國際化成為一個新的發展趨勢，各國大學尤其是發達國家的重點大學紛紛將拓寬國際化辦學途徑作為自己新的目標[1]。隨著高等教育國際化漸成趨勢和我國國際地位日益凸顯，來華留學生人數不斷增長，辦學規模不斷擴大，來華留學生教育管理工作已經成為我國高等教育事業的重要組成部分。

近年來，重慶科技學院也先后招收了一些短期或長期學習的留學生，怎樣為這些留學生做好培訓或授課工作，這是我們給留學生上課的教師需要深入分析、思考和探討的問題[2]。作為高等院校理工科的一門重要專業技術基礎課，學生開始真正接觸機械類的專業知識是從機械設計這門課程開始的。機械設計是一門以一般尺寸通用機械零件的設計為核心的設計性課程，課程主要講授機械中常用的各種機構以及通用零件的結構組成、工作原理、設計理論和計算方法，為先修基礎課與后續專業課之間搭建橋梁。學生應樹立正確的設計思想并勇于探索創新，能針對機械傳動裝置中的機械零件的設計進行分析、提出問題、經過思考和討論提出解決問題的方案。

由于2020年新冠疫情的影響，全國實施網絡教學，我校留學生的機械設計課程也推行了線上教學模式，實現了“停課不停教，停課不停學”的教學要求。

1? 留學生機械設計線上教學目標

掌握通用機械零件設計的基礎理論知識、設計的原理和方法以及機械設計的一般規律等專業基礎知識;具有運用標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料的能力;具有綜合運用所學的通用機械零件設計的專業基礎知識，對機械傳動裝置及其零部件進行分析和設計;能根據實驗方案搭建與機械裝置及其零部件相關的實驗系統，能分析和解釋實驗結果，得到合理有效的結論。

2? 線上教學方案

探索案例與課堂作業驅動的機械設計線上教學方案[3]，包括課前準備、線上教學和課后輔導三大塊。其中課前準備環節完成組班、組群等開課的各項準備工作，線上教學環節進行直播授課、案例分析、隨堂作業、小節測驗等任務，線下輔導主要通過微信、QQ等社交工具組建課程群進行答疑和討論。其實施過程的步驟和內容如圖1所示。

3? 課前準備

本課程已不少有電子版的基本教學資源，包括教學大綱、教案、PPT課件、練習題，還有了相關高清視頻、動畫資料。這些信息都能夠通過課程群分享給學生。由于留學生沒有合適的辦法獲得紙制版教材，所以引入了二維碼技術，針對一些重難點，提供學生掃碼看動畫，掃碼看解析過程。例如，在學習牛頭刨床的機構運動簡圖時，學生可以通過掃碼看到模擬的機構運動動畫和該機構自由度的計算過程。

建立班級課程群，確保所有留學生加入群，并測試網絡訪問情況。通過課程群發布教學要求、電子教材、教學大綱等信息。學生下載、查閱相關資料，完成開課前的準備。

4? 線上教學實施

結合案例與作業驅動，開展線上直播課堂，課程群所在系統能記錄教學過程中學生的學習痕跡、參與情況、作業完成情況、出勤情況等。但留學生的知識基礎差異較大，加上網絡因素的影響，老師并不能準確評估學生的學習效果和質量。主要存在以下幾個問題：①學生雖然參與了直播課堂，但不一定全程、認真地學習;②學生可能沒有跟上教師講授的進度，沒有認真翻頁學習課件的每一頁;③小節測驗結果可能來自搜索引擎或其他學生提供的答案。

線上教學仍然要提倡采取“以學生為主體，教師為主導”的方式。在授課中要注重學生對知識內化，也就是掌握知識的應用。針對一些重點內容，定期開展分組討論、任務實施、交流等各項活動;分組討論時，教師主要進行線上教學組織，如線上平臺簽到、選人分組等，討論中解答學生的疑惑和共性問題，最后評價與總結，引導學生完成案例或作業任務的分析。例如，在給留學生講齒輪傳動的內容時，教師可以先讓學生思考：在日常生活中我們能見到哪些齒輪傳動實例？這些機構是怎樣工作？學生分組討論后，教師給出齒輪傳動的動畫、視頻等，讓學生在教師的啟發下積極思維，始終處于教學的主體地位。教師導入齒輪傳動案例，講解設計齒輪時要計算的參數，學生按作業任務的要求進行齒輪基本參數的計算。最后，教師對學生完成的結果進行展示與評價，并對其中存在的問題進行分析與指導。

為了準確評估、跟進和深化學習效果，課程增加了限時課堂作業，限時作業需要學生對所學知識進行總結，并要求手寫、拍照、上傳答案。如平面機構運動情況判定，設置的限時作業為計算給定機構的自由度（需要設定成是機構無法正常運動的情況），要求學生進行分析和改進，畫出新的機構運動簡圖，然后拍照上傳作業。這樣每個人都應該有不同的見解，反映每個學生的真實情況。

課后，設置定期答疑時段，發起主題討論，進行線上答疑和學習指導，幫助學生進行課程知識點的總結梳理。學生進行個性化的學習，尤其針對基礎差的學生查缺補漏、完成課后作業等活動。輔導過程中，注重師生互動，深度了解學生的學習不足，便于進行教學反思，以便調整后續教學環節。

評分環節在教學中有舉足輕重的地位[4]，留學生們也非常重視他們的成績。教師在開課前清楚地告知學生評分標準，并詳細解釋每個評分標準。學生將根據評分要求完成各部分任務，教師嚴格按照評分標準進行評分。本線上課程對各個教學環節分別打分，最后加權得出學生的最終成績。學生最終成績（滿分100分）包括：課前課程資源的學習（占總成績的20%）、在線課堂活動的參與（占總成績的20%）、限時課堂作業的完成（占總成績的40%）、小節測驗情況（占總成績的10%）、到課情況（占總成績的10%）。

5? 線上實驗環節

實驗是機械設計課程的重要環節，機械設計實驗目標是要培養留學生設計能力、操作能力、創新能力等。結合理論學習內容，留學生機械設計線上實驗包括四大部分：典型機械零部件認識實驗、齒輪機構設計實驗、軸系部件設計實驗、減速器拆裝實驗。由于是線上實驗，教師需要提前搭建線上實驗平臺，利用SolidWorks軟件構建相關零部件的三維模型，邀請三維建模熟悉的同學參與該項準備工作。例如減速器拆裝實驗，課上把爆炸好的減速器零部件打亂順序后共享給學生，學生根據要求進行軸、齒輪、軸承、端蓋等的裝配，錄制裝配過程，作為實驗成績考核的重要依據。實驗教學過程中，教師引領同學糾正錯誤的順序，強調裝配順序與繪圖順序保持一致，強化學生對“機械設計—加工—裝配—繪圖”順序的認識;引領學生集體討論，通過觀看各位學生的裝配錄像，集思廣益找出問題，調動了留學生的上課積極性。

虛擬仿真手段為線上實驗環節的有效開展提供了幫助。目前針對機械設計這門課程，本教學團隊正致力于開發完整系統的虛擬仿真實驗室。構建從零部件認知實驗-齒輪設計—軸系部件設計—典型產品拆裝等系列虛擬仿真實驗項目，形成從設計—制造—應用的鏈條式虛擬實驗教學平臺，以更好地再現實體課堂。

6? 教學分析

線上教學比起實體課堂，有一些難掌控的因素，比如學生的專注度、參與度等等。線上學習需要留學生有主動學習的意識，也是需要教師設法調動學生的積極性。針對課程教學目標，適當要求學生記住機械零件的主要基礎理論知識，并通過日常機械中的有關常識加深學生的記憶;對螺紋連接強度計算分析講解時，在采用電子板書形式寫出實例和課后作業的具體分析求解過程，對滾動軸承壽命計算分析講解時，著重強調計算，并可適當降低螺栓強度計算的難度。加強對鍵長度選擇、帶輪基準直徑選擇、齒輪傳動設計的標準、圖冊和參數選擇等知識實例的分析講解。在分析講解機械零部件的設計時，對一些重要的和選取易錯的參數著重強調指出，并要求學生做好記錄，多去看看直播課堂的回放。

7? 結束語

針對留學生這群體進行機械設計課程教學，尚沒有成熟的經驗。考慮當下環境，探討了線上教學模式。在課后問卷調查中，發現89%的學生認為知識能夠接受，92%的學生認為對學習有興趣，87%的學生認為能夠學到相關的知識與技能。因此，可以看出將線上混學模式應用于“機械設計”課程中，由于課前充分準備、課上豐富的課程資源、個性化的課后輔導、多元的學習評價方式，完全能達到課程教學的目標。

參考文獻：

[1]方寶，武毅英.高等教育來華留學生的變化趨勢研究[J].高等教育研究，2016，39（2）：19-30.

[2]胡琴.留學生機械設計基礎課程教學思考[J].教書育人高教論壇，2015，10：65-67.

[3]靖娟，熊玲鴻.線上線下混合教學模式在“機械設計基礎”課程中的研究與應用[J].科教文匯，2019，6：82-83.

[4]何百力.本科留學生高校教學質量管理體系研究[D].南京工業大學，2015.