新工科背景下內(nèi)燃機(jī)專業(yè)課《汽車構(gòu)造》SPOC教學(xué)研究與實(shí)踐

張亮 王靖岳 吳凈 萇轉(zhuǎn)

摘要：為響應(yīng)教育部提出的“卓越計(jì)劃”及“新工科”建設(shè)要求，本次教學(xué)改革在“中國(guó)大學(xué)MOOC”平臺(tái)上完成了《汽車構(gòu)造》SPOC平臺(tái)建設(shè)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)流程及評(píng)價(jià)方法等方面進(jìn)行了深入的研究與實(shí)踐。實(shí)踐表明這種線上、線下混合教學(xué)模式有效的激發(fā)了學(xué)生的的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力及職業(yè)素養(yǎng)，最終提高了教學(xué)質(zhì)量。此次課程改革體現(xiàn)了工程教育與現(xiàn)代信息科技的緊密融合，為“新工科”人才培養(yǎng)模式的探索提供了借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：新工科;汽車構(gòu)造 SPOC;混合教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）10-0238-03

0? 引言

隨著“工業(yè)4.0”概念的提出，我國(guó)也提出了“中國(guó)制造2025”計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要及應(yīng)對(duì)日趨緊張的國(guó)際環(huán)境，教育部在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基礎(chǔ)上，提出的要深化工程教育改革，開(kāi)展“新工科”建設(shè)。“新工科”建設(shè)要求改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專業(yè);加快培養(yǎng)新興工程領(lǐng)域技術(shù)人才;探索工程人才培養(yǎng)的新理念、新模式、新技術(shù)。“新工科”人才要求具備創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力及良好的職業(yè)素養(yǎng)。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)即將全面步入“5G”時(shí)代，我國(guó)的教育行業(yè)與信息科技技術(shù)聯(lián)系勢(shì)必更加緊密。始于2020年疫情打亂了社會(huì)生活的節(jié)奏，線上教學(xué)模式起到了關(guān)鍵性作用，線上教育規(guī)模得以迅速發(fā)展壯大。由于工程教育注重實(shí)踐的特殊性，可以預(yù)見(jiàn)線上與線下的混合教學(xué)將是高等工程教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。像《汽車構(gòu)造》這類綜合性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，已經(jīng)很難完全依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式、方法達(dá)成“新工科”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)這類專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革的關(guān)鍵在于：一方面如何調(diào)整傳統(tǒng)的教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容去適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展變化;另一方面如何建立、健全、完善這種新型混合教學(xué)模式來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量。

1? 《汽車構(gòu)造》課程特點(diǎn)及教學(xué)模式分析

1.1 《汽車構(gòu)造》的課程特點(diǎn)

《汽車構(gòu)造》是內(nèi)燃機(jī)專業(yè)、車輛工程專業(yè)的一門必修課，教學(xué)過(guò)程由理論教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)組成。其教學(xué)目標(biāo)是：使學(xué)生掌握發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車各個(gè)總成的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理;了解汽車新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù);正確拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)等總成部件（實(shí)踐環(huán)節(jié)）。課程著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及探索精神，并為后續(xù)《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》、《汽車設(shè)計(jì)》等課程奠定理論基礎(chǔ)。傳統(tǒng)《汽車構(gòu)造》課程面臨的難題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.1.1 學(xué)時(shí)問(wèn)題

工程教育越來(lái)越重視實(shí)踐教學(xué)，理論課程學(xué)時(shí)被極大壓縮，《汽車構(gòu)造》屬于認(rèn)知型的專業(yè)基礎(chǔ)課，其總學(xué)時(shí)由原來(lái)的72縮減到現(xiàn)在的56。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車及其各個(gè)總成的結(jié)構(gòu)、功能都發(fā)生了很大的變化，為了讓學(xué)生充分了解汽車的發(fā)展變化，教學(xué)內(nèi)容上也要增加汽車新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)等內(nèi)容。課程需求的增加與學(xué)時(shí)變少產(chǎn)生了矛盾，這個(gè)矛盾是傳統(tǒng)教學(xué)模式無(wú)法調(diào)節(jié)的。

1.1.2 教材內(nèi)容滯后

教材更新的速度跟不上汽車技術(shù)的進(jìn)步節(jié)奏，陳舊的內(nèi)容無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)目標(biāo)矛盾。

1.1.3 教學(xué)評(píng)價(jià)方法單一

教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生學(xué)習(xí)效果、課程評(píng)價(jià)等。教學(xué)評(píng)價(jià)的最終目的在于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題（學(xué)法與教法的缺陷）及解決問(wèn)題（改善教學(xué)方法以提高教學(xué)質(zhì)量）。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方法很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，解決問(wèn)題更難以做到。

1.2 SPOC教學(xué)特點(diǎn)分析

SPOC是指小規(guī)模限制性在線課程，它將課堂教學(xué)（包括實(shí)踐環(huán)節(jié)）與線上教學(xué)相融合，打造課前、課中、課后幾乎所有的教學(xué)活動(dòng)，重組了教學(xué)流程。與MOOC的差別在于：①受眾群體規(guī)模較小，主要是本校學(xué)生;②增加了MOOC不具備的線下指導(dǎo)與互動(dòng);③課程評(píng)估更加準(zhǔn)確、有效。SPOC的教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂類似，其模式都是學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)+師生課堂互動(dòng)學(xué)習(xí)（知識(shí)內(nèi)化）。區(qū)別在于翻轉(zhuǎn)課堂是教學(xué)模式，而SPOC包含了教學(xué)活動(dòng)的內(nèi)容及載體（教學(xué)平臺(tái)）。SPOC解決了理論教學(xué)時(shí)間被壓縮的難題;通過(guò)網(wǎng)上豐富的教學(xué)資源解決了教材內(nèi)容陳舊的問(wèn)題;SPOC的課程評(píng)價(jià)方法更及時(shí)、有效，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。因?yàn)閷W(xué)生同時(shí)參與線上課程考試及測(cè)驗(yàn)，因此這種模式也適用于校際合作（本科生聯(lián)合培養(yǎng)）。

2? 《汽車構(gòu)造》教學(xué)過(guò)程實(shí)施

《汽車構(gòu)造》SPOC教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容及流程主要包括：①教師課前發(fā)布教學(xué)大綱及學(xué)習(xí)計(jì)劃;定期發(fā)布教學(xué)視頻及教學(xué)材料;布置作業(yè)及測(cè)驗(yàn);學(xué)生依照學(xué)習(xí)清單完整視頻觀看、自主學(xué)習(xí)、討論。②課中教師組織線上和線下授課（含實(shí)踐）、學(xué)習(xí)交流、課堂討論、課堂答疑。③課后學(xué)生完成線上、線下測(cè)驗(yàn)及作業(yè)，由SPOC系統(tǒng)生成課程評(píng)價(jià)，教師根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)有針對(duì)性指導(dǎo)、改善教學(xué)效果，教學(xué)過(guò)程如圖1。

本次課程改革以中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)為基礎(chǔ)，完成了SPOC的課程平臺(tái)搭建。教師首先按照知識(shí)點(diǎn)對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行整理歸納，在學(xué)校的資助下依據(jù)知識(shí)點(diǎn)錄制了相關(guān)教學(xué)視頻，并由教師將其上傳到教學(xué)平臺(tái)中。經(jīng)過(guò)后期不斷的修葺完善SPOC的教學(xué)資源中不僅包括大量精心錄制的教學(xué)視頻（對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)），還針對(duì)教學(xué)視頻（知識(shí)點(diǎn)）設(shè)置了相應(yīng)的作業(yè)、測(cè)驗(yàn)習(xí)題供學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鞏固記憶及復(fù)習(xí)。

2.1 課前活動(dòng)安排

按照教學(xué)計(jì)劃要求，教師在SPOC平臺(tái)上通過(guò)發(fā)布課程動(dòng)態(tài)、課程計(jì)劃、課程配置資料、課程活動(dòng)通知、教學(xué)大綱等相關(guān)教學(xué)資源，向?qū)W生展示課程知識(shí)結(jié)構(gòu)框架，以便學(xué)生對(duì)課程形成總體認(rèn)識(shí)和概括了解。通過(guò)自主觀看教學(xué)視頻，學(xué)生初步掌握相關(guān)理論知識(shí)，在SPOC平臺(tái)上以提問(wèn)、留言等方式進(jìn)行初步的互動(dòng)交流。SPOC平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在線教學(xué)平臺(tái)和移動(dòng)課堂的融合，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方學(xué)生就可以通過(guò)移動(dòng)端（手機(jī)、筆記本等）進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。

2.2 有序開(kāi)展線上、線下教學(xué)活動(dòng)

在線實(shí)時(shí)教學(xué)則可以通過(guò)課程平臺(tái)或雨課堂等在線教育軟件實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的互動(dòng)及交流。為達(dá)到良好的線上教學(xué)效果，教師將根據(jù)《汽車構(gòu)造》的授課內(nèi)容及學(xué)生預(yù)習(xí)（自主學(xué)習(xí)）的效果，采用串講、精講、課堂討論等多種形式進(jìn)行在線輔導(dǎo)。由于是在線教學(xué)，教師無(wú)法與學(xué)生面對(duì)面交流。為了增強(qiáng)交流效果，教師需要在教學(xué)手段和教學(xué)方法上多下功夫。這一點(diǎn)要向直播界的網(wǎng)紅學(xué)習(xí)，盡可能的活躍課堂（直播間的）氣氛，帶動(dòng)課堂節(jié)奏，避免課程枯燥、無(wú)趣。例如在線教學(xué)過(guò)程中可以采用點(diǎn)名、提問(wèn)、搶答的方法緊緊抓住學(xué)生的注意力，及時(shí)把控課程節(jié)奏、掌握學(xué)生的知識(shí)的理解情況。

線下教學(xué)則在教室或?qū)嶒?yàn)室中進(jìn)行。通過(guò)線上的自主學(xué)習(xí)及在線教育，學(xué)生已經(jīng)基本掌握課程的內(nèi)容，教師可以進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)及答疑解惑，從而釋放了線下課堂的教學(xué)時(shí)間壓力。SPOC支持教師將時(shí)間和精力轉(zhuǎn)向更高價(jià)值的活動(dòng)中，如互動(dòng)交流、任務(wù)實(shí)踐、討論等，完成知識(shí)的延伸及內(nèi)化。而像《汽車構(gòu)造》之類的專業(yè)課更注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀摩、動(dòng)手拆裝等形式更有利于學(xué)生實(shí)踐能力、工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.3 課后教學(xué)評(píng)價(jià)

當(dāng)結(jié)束一個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要及時(shí)完成并提交線上測(cè)驗(yàn)及作業(yè)，SPCO線上平臺(tái)可以自動(dòng)完成測(cè)驗(yàn)及作業(yè)評(píng)分（根據(jù)教師上傳的答案文件及評(píng)分規(guī)則），生成課程統(tǒng)計(jì)報(bào)告：包括課程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、測(cè)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)估、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等，如圖2。教師可以籍此直觀掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間、知識(shí)掌握情況。及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)有助于教師進(jìn)一步制定、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以提高教學(xué)質(zhì)量。

3? 教學(xué)思考

本次課程教學(xué)改革采用了SPOC線上、線下混合教學(xué)模式，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式諸多問(wèn)題，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

①更加自由的教學(xué)模式。SPOC教學(xué)統(tǒng)支持多種教學(xué)理論及教學(xué)方式及教學(xué)設(shè)計(jì);支持不同學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)過(guò)程，有效地提高了教學(xué)效率，改善了教學(xué)質(zhì)量。

②具有更高的教學(xué)效率。學(xué)生課前預(yù)習(xí)及自主學(xué)習(xí)使得教師線上、線下授課更具有針對(duì)性，節(jié)約了課堂時(shí)間，提高了教學(xué)效率。

③全面掌握教學(xué)過(guò)程。通過(guò)SPOC統(tǒng)計(jì)工具，教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況;通過(guò)線上、線下的答疑、反饋、交流令教師全面介入學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，改善了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

④良好的出勤保證。借助SPOC學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)，有效掌握學(xué)生的日程出勤情況;學(xué)生也需在指定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)作業(yè)及測(cè)驗(yàn)，保證了出勤率。

⑤因材施教。根據(jù)課程統(tǒng)計(jì)工具，教師全面洞悉學(xué)生各方面信息，更有利于因材施教。例如在教學(xué)中的某些知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生不同的情況提出不同的要求或問(wèn)題。

與其他教學(xué)方案相比較（傳統(tǒng)教學(xué)、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂），SPOC更適合《汽車構(gòu)造》這類的工程教育教學(xué)，其特點(diǎn)比較如圖3。當(dāng)然，不管是SPOC還是MOOC都是剛剛興起，面對(duì)這一新興事物，學(xué)校、教師、學(xué)生都需要一個(gè)認(rèn)知和適應(yīng)過(guò)程，任重而道遠(yuǎn)。教師更要以積極樂(lè)觀的心態(tài)去面對(duì)，不斷改善教學(xué)手段、豐富教學(xué)內(nèi)容以達(dá)到更好地教學(xué)效果。

4? 總結(jié)

為了達(dá)成《汽車構(gòu)造》的課程教學(xué)目標(biāo)，滿足“新工科”的高素質(zhì)人才培養(yǎng)方案要求，本課程進(jìn)行了“線上課程”與“線下課程”相結(jié)合的SPOC教學(xué)改革。本次教學(xué)實(shí)踐改革為其他工科課程線上教學(xué)提供了借鑒與幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳慧，陳敏.關(guān)于綜合性大學(xué)培養(yǎng)新工科人才的思考與探索[J].高等工程教育研究，2017（2）：19-23，47.

[2]李明華.MOOC革命：獨(dú)立課程市場(chǎng)形成和高等教育世界市場(chǎng)新格局[J].開(kāi)放教育研究，2013（3）：11-29.

[3]張利輝，李靜.基于慕課教學(xué)模式的課程建設(shè)應(yīng)用研究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（24）：138-140.

[4]王俊飛，唐克巖，朱里紅，等.“以學(xué)生為中心”的液壓傳動(dòng)與控制教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].液壓氣動(dòng)與密封，2019，39（6）：46-50.

[5]薛山，江文輝，李變花.新工科浪潮下四段式混合教學(xué)金課建設(shè)探索與實(shí)踐——以《食品安全與衛(wèi)生學(xué)》為例[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（10）：303-308.

[6]郝丹.國(guó)內(nèi)MOOC研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)分析[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2013（11）：42-50.

[7]鐘琦，杜春濤，嚴(yán)深海，等.新工科驅(qū)動(dòng)下新型教學(xué)模式的探索與實(shí)踐——以大學(xué)信息技術(shù)課程為例[J].贛南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，41（3）：123-127.

[8]金貴朝.MOOC支撐下的混合式教學(xué)模式研究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（2）：8-10.