以培養(yǎng)任職能力為牽引的機械基礎(chǔ)課程混合式教學模式改革研究

徐婷，何曉暉，劉斌，劉晴

(陸軍工程大學 野戰(zhàn)工程學院，江蘇 南京 210007)

0 引言

當前，全軍院校改革正在進行，全面培養(yǎng)學員的綜合素質(zhì)和能力已成為軍校人才培養(yǎng)的明確目標。落實到具體的專業(yè)課程中，聚焦指技融合、著眼于任職能力培養(yǎng)的教學模式改革勢在必行。

《機械基礎(chǔ)》課程是一門重要的機械類工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，作為專業(yè)背景類課程，該課程最重要的學習目的是使學員懂裝備、愛裝備。從教書育人的角度出發(fā)，為了切實適應新形勢下的人才培養(yǎng)目標，課程需要進行新的調(diào)整和改革。信息化時代我軍執(zhí)行多樣化軍事任務(wù)的實際和豐富的網(wǎng)絡(luò)信息資源等對初級指揮軍官的知識能力和綜合素質(zhì)提出了新要求。因此，為了進一步強化理論教學與實踐教學相結(jié)合、課堂教學與教學輔導相結(jié)合、傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代化教學手段相結(jié)合、共性教學與個性教學相結(jié)合，《機械基礎(chǔ)》課程教學采用混合式教學模式進行改革。

混合式教學模式[1]結(jié)合在線教學平臺實施多樣化教學，它將知識的記憶與理解通過網(wǎng)絡(luò)在課前完成，課堂上通過一些活動完成知識的應用、分析和評價，以培養(yǎng)學員的創(chuàng)造能力、自主學習的能力，提高學員分析、解決實際問題的能力。這種模式既可以發(fā)揮教師的主導作用，又可以發(fā)揮學員學習過程中的主體性和積極性[2]。目前，國內(nèi)外對混合式教學的研究側(cè)重點不盡相同，主要包括教學理論的混合、教學方法的混合、教學資源的混合、教學環(huán)境的混合、教學設(shè)計的混合、學習評價的混合等[3]。在同行的教學實踐中，積累了很多成功的做法和經(jīng)驗，也存在著諸如只注重形式、生搬硬套的現(xiàn)象。

開展《機械基礎(chǔ)》課程的混合式教學模式改革研究，旨在有效拓展、深化教法和學法及配套改革，從全過程、講知識、重能力[4]出發(fā)，切實提高教學效果，培養(yǎng)學員指技融合的綜合素質(zhì)和能力。本文對混合式教學模式的探索實踐主要基于校內(nèi)SPOC平臺和網(wǎng)絡(luò)課程來展開，將在線平臺作為實施信息化網(wǎng)絡(luò)教學的核心，教學形式采用面對面學習和在線學習相結(jié)合，根據(jù)實際情況采用靈活多樣的教學方法，進行教學活動選擇與設(shè)計。

1 研究的主要內(nèi)容

1.1 在線課程資源的完善建設(shè)

立體化的在線教學資源是學員完成知識構(gòu)建的“硬件設(shè)施”，是混合式教學必不可少的組成部分。完善的在線課程資源庫可以滿足學員自主學習的需要，能夠讓學員自我檢驗學習效果，并實現(xiàn)全過程學習評價[5]?！稒C械基礎(chǔ)》在線課程資源包括：完整詳盡的課程信息；豐富的微課、視頻動畫和課件資源；試題庫和試卷庫等；推送了全課程所有章節(jié)的知識點、課前預學、面授內(nèi)容、課后作業(yè)和拓展練習；開設(shè)了教學公告、教學論壇和常見疑難問題解答等欄目。

1.2 理論教學的混合式教學改革

混合式教學模式中，理論教學是解決疑難問題、知識內(nèi)化提升的重要環(huán)節(jié)。充分發(fā)揮在線平臺優(yōu)勢，以知識點為核心，采用線上在線學習與線下傳統(tǒng)面授教學優(yōu)勢互補的教學策略，靈活采用分組合作的教學組織形式，合理運用翻轉(zhuǎn)課堂[6]進行教學實踐。將教材內(nèi)容、教學目標與典型裝備有機結(jié)合，主要以軍事裝備為實例開展教學，為體現(xiàn)“學為主體、能力為本”的思想，合理選用“問題驅(qū)動式”、“案例式”、“貫穿裝備實例的探究式”等多樣化的教學方法進行教改授課[7]。

1.3 實踐教學的混合式教學改革

與線上教學相結(jié)合，利用在線平臺資源來進行實踐教學，提升實踐教學的質(zhì)量。通過機械創(chuàng)新設(shè)計，綜合運用所學知識，培養(yǎng)學員實踐操作能力和創(chuàng)新精神。將機械裝備案例庫、教學內(nèi)容和裝備實踐認知三者有機結(jié)合，實現(xiàn)學習過程中知識和能力并舉，使學員既在“坐中學”，也在“做中學”，真正實現(xiàn)指技融合，提升創(chuàng)新的實踐教學目標。

1.4 考核模式的配套改革

混合式教學模式下，推行了考核模式改革。將傳統(tǒng)的考試方式，分散到學習過程節(jié)點的質(zhì)量控制，將考核貫穿到日常教學全過程之中，全面、客觀、真實反映學生課前、課中和課后學習效果[8]。主要從以下方面進行評價(圖1)：通過課前的在線自學和預習進行課前自學效果評價；通過課堂講授進行課內(nèi)表現(xiàn)評價；通過在線課后作業(yè)、階段性測試、試題庫等進行課后作業(yè)質(zhì)量和課后任務(wù)能力評價；通過創(chuàng)新實踐進行操作能力和創(chuàng)新能力評價；通過自主探索進行研究能力評價；通過結(jié)課閉卷考試進行理論知識水平評價。

圖1 全過程考核改革評價體系

2 具體實施

2.1 研究的過程設(shè)計和主要工作

研究的過程設(shè)計如圖2所示，包括五個方面。在線教學資源設(shè)計的主要工作是進一步更新和完善在線平臺課程資源，建設(shè)和管理新的課程資源，尤其要完善實踐創(chuàng)新設(shè)計部分的在線資源。在線教學模式設(shè)計的主要工作是針對課程特點和規(guī)律，設(shè)計合理的學員課前自主預學內(nèi)容，包括預學知識點、預學練習、提出問題、根據(jù)學員反饋問題調(diào)整課堂教學內(nèi)容等。課堂教學方式設(shè)計的主要工作是合理設(shè)計并組織課堂活動，基于學員預學反饋及教學內(nèi)容合理地選擇教學方式。將教材內(nèi)容、教學目標與典型裝備有機結(jié)合。實踐教學環(huán)節(jié)設(shè)計的主要工作是將在線預學和實踐操作相結(jié)合，以小組協(xié)作的方式實現(xiàn)實踐環(huán)節(jié)的自主完成，并在此基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新設(shè)計和拓展延伸。考核評價模式設(shè)計的主要工作是將課前考核、課堂考核、在線考核、課后考核、實踐考核等有機結(jié)合，有效實現(xiàn)課程全過程評價。

圖2 《機械基礎(chǔ)》混合式教學模式設(shè)計示意圖

2.2 研究過程的主要活動

本文結(jié)合教學實踐進行了一些探索，選取了部分教學內(nèi)容開展了混合式教學模式改革研究。下面以《機械基礎(chǔ)》課程中的重要章節(jié)“平面機構(gòu)自由度”為例，詳細闡述研究過程的主要活動，如圖3所示。教學進程分為在線自主學習、課堂教學、實驗實踐、綜合應用和拓展提高五部分。緊密圍繞教學內(nèi)容設(shè)計教學進程，合理組織學員和教員活動，確保以學員為中心，達到提升教學效果和學員能力素質(zhì)的教學目標。

圖3 “平面機構(gòu)自由度”混合式教學模式改革的邏輯框圖

1) 在線自主學習：課前教員于在線平臺推送精品資源，包括知識點、微課、課件、自測題等，充分調(diào)動學員學習積極性，引導學員在線自主學習和建立知識體系，完成運動副和自由度等基本概念的學習。

2) 課堂講授：基于裝備案例，教員引導學員主動參與探究式教學，揭示知識發(fā)生過程。通過討論分析歸納總結(jié)，內(nèi)化知識。通過在課堂提問思考、專題討論、小組實踐、分組學習等，實施以分工負責為基礎(chǔ)的聯(lián)合學習，實現(xiàn)資源共享、思想交鋒、啟發(fā)共鳴。在教學過程中重視典型裝備舉例和難點內(nèi)容的解決，進一步掌握和鞏固重點、難點，即平面機構(gòu)自由度計算的特例情況，從而培養(yǎng)和強化學員科學思維、邏輯思維能力和機械工程意識。

3) 實驗實踐：充分運用在線資源、實物教具等教學手段開展平面連桿機構(gòu)認知的實驗教學。通過實驗自主設(shè)計、制作和完成、機械創(chuàng)新設(shè)計等，綜合運用所學的機械基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學員解決問題的實踐操作能力和創(chuàng)新精神。

4) 綜合應用：與《機械制造基礎(chǔ)》《機械工程材料》等課程相結(jié)合，選擇緊貼基本概念、基本理論，緊貼軍事工程實踐和科研實踐，體現(xiàn)工程裝備結(jié)構(gòu)中的典型案例，積極展開討論和示范講解，完成平面機構(gòu)自由度計算的綜合應用，訓練、培養(yǎng)學員正確發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的意識和能力。

5) 拓展提高：通過對學員因材施教，在線平臺資源共享學習與提升，通過課堂精心設(shè)疑、設(shè)情、設(shè)需，依托校“卓越杯”、江蘇省和全國機械創(chuàng)新設(shè)計實踐平臺，引領(lǐng)學員開展課外拓展課題研究，激勵創(chuàng)新設(shè)計具有特例情況的機構(gòu)，促進其個性化發(fā)展并進行全過程的系統(tǒng)評價。

3 研究成果的創(chuàng)新點

本研究在以往教學實踐的基礎(chǔ)上，進一步將綜合素質(zhì)和任職能力培養(yǎng)落實到具體的教學實施過程中。創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1) 在線教學資源建設(shè)創(chuàng)新

將豐富的圖片、圖形、視頻、文本等資料有機揉合在一起，建構(gòu)運行課程SPOC教學平臺，為課程學習提供豐富便捷的信息化教學資源和硬件保障，也為基層部隊解決執(zhí)行多樣化軍事任務(wù)所遇到的“機械問題”提供有力的信息和技術(shù)支持。

2) 課堂教學方法創(chuàng)新

強化教員與學員的互動互學，深入開展基于裝備案例庫的啟發(fā)式、探究式、討論式教學。利用在線學習平臺，實現(xiàn)教學資源的公開共享，實現(xiàn)學習狀態(tài)的及時跟蹤，難點和重點的及時解答，建立不受時間和空間約束的教學聯(lián)系。

3) 實踐教學創(chuàng)新

依托校園網(wǎng)的SPOC在線學習平臺和“機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”平臺，開展基于在線預學的學員完全自主化實踐創(chuàng)新設(shè)計，鼓勵學員開展創(chuàng)新課題研究，充分發(fā)揮學員自主創(chuàng)新的積極性，力促實踐教學改革的深化。

4) 考核評價方法創(chuàng)新

從混合式教學模式的教學特點出發(fā)，采取了在線考核+課堂考核+卷面考核+能力考核+實踐考核的全過程一體化考核方式。強化過程性考核，突出知識的系統(tǒng)內(nèi)化和能力的生成外化，由知識性考核向綜合能力型考核轉(zhuǎn)變。

4 研究成果的應用情況

對《機械基礎(chǔ)》課程進行混合式教學模式改革，提升了教研隊伍的業(yè)務(wù)能力，構(gòu)建了模塊化、多層次的教學內(nèi)容新體系，形成了多元化的教考模式方法，開發(fā)了立體化的教學資源環(huán)境，教學質(zhì)量明顯提升。

1) 教研隊伍業(yè)務(wù)水平高

教學團隊的教員參加了校內(nèi)外各類教學競賽，其中獲全國圖學與機械基礎(chǔ)課程教學競賽一等獎2人，江蘇省微課競賽二等獎1人、三等獎2人，大學“名師杯”教學競賽一等獎1人、二等獎1人、三等獎1人，學院教學競賽一等獎(或金獎)5人。徐婷教員受邀參加第三屆全軍院校圖學與機械基礎(chǔ)青年教員教學法觀摩活動，進行示范授課，并為全院教員進行公開示范授課，為提升全院教員的教學質(zhì)量發(fā)揮積極作用。

2) 教學內(nèi)容體系完善

基于以在線平臺為基礎(chǔ)的混合式教學模式改革的需要，重新構(gòu)建了教學內(nèi)容體系，全面梳理了課程知識點，編寫了《機械基礎(chǔ)課程導學手冊》和自編教材，在線平臺上系統(tǒng)性地介紹了課程知識單元的學習要點、學習方法、疑難問題求證，典型例題解答等，導學效果明顯。

3) 教學資源豐富

在線平臺上傳了配套開發(fā)的多媒體動畫700余幅、工程案例20余個，建成了《機械基礎(chǔ)》網(wǎng)絡(luò)課程，獲大學信息化教學資源評比二等獎?；诖髮WSPOC教學平臺建設(shè)了《機械基礎(chǔ)》在線課程，擁有較為完善的在線課程資源庫，開發(fā)的機械基礎(chǔ)系列微課獲江蘇省微課大賽二、三等獎3項。

4) 教育教學改革研究成果豐碩

課程組教員完成校級教育教學研究課題5項，2項為優(yōu)秀；院級教研課題6項，3項為優(yōu)秀。徐婷教員探索實踐的《在線教學及翻轉(zhuǎn)課程教學法》被評為大學優(yōu)秀教改課程。課程組教員近兩年來在《教育學》《機械研究與應用》《理工大學智慧課堂》等重要期刊上發(fā)表教研論文10余篇。研究成果在“第三屆軍隊院校圖學與機械基礎(chǔ)綜合學術(shù)會議”上進行了交流，擴大了教研成果的影響面。

5) 學員自主學習意識和能力提高，教學質(zhì)量明顯提升

學員通過在線自主學習, 總點擊量超過1萬次以上，SPOC課目前網(wǎng)上教學累計達1 260多人次，課程教學質(zhì)量明顯提升。近三年的教學實踐分析，課程考試平均成績逐年提高，平均成績依次為80.5分、82.03分、84.34分。近年來，課程教學中，學員提出了近百項機械創(chuàng)新課題，作品共獲“全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”及“全國機器人大賽”一等獎15項、二等獎16項；江蘇省大賽一等獎27項，二、三等獎28項；大學“卓越杯”科技創(chuàng)新競賽一等獎4項；大學優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計成果6項。

5 結(jié)語

探索實踐證明，在專業(yè)課教學中采取基于在線平臺的混合式教學模式，雖然存在一定的難度和問題，但只要加以重視，積極應對，就是一種很好的創(chuàng)新性教學實踐方法。它有助于促使教員轉(zhuǎn)變教育觀念，有助于學生整體素質(zhì)的提高和教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升。課程組將繼續(xù)踐行教學改革，探索提出更加適應新形勢下人才培養(yǎng)目標的混合式教學模式，以促進信息技術(shù)與軍校專業(yè)課程教學的全面、深度融合。