基于學習通平臺的機械原理課程混合式教學改革創(chuàng)新和實踐研究

于蒙杰，張學軍，王曉暄，馬衛(wèi)彬，史增錄

(新疆農(nóng)業(yè)大學 機電工程學院，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830052)

“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新教學模式是高校提升教學質(zhì)量和推進教學改革的發(fā)展趨勢[1-2]。超星學習通是基于微服務架構(gòu)打造的課程學習、知識傳播與管理分享平臺；混合式教學是指將線上教學和線下教學相結(jié)合的教學方式。本文以新疆農(nóng)業(yè)大學機械原理課程為研究對象，將該課程的理論授課環(huán)節(jié)由傳統(tǒng)板書+多媒體教學模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上、線下混合式教學模式，實踐教學環(huán)節(jié)由驗證性實驗教學轉(zhuǎn)變?yōu)轵炞C性實驗教學+創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，開展基于學習通平臺的機械原理課程混合式教學改革探究。

1 機械原理課程現(xiàn)狀

機械原理課程是高等院校機械專業(yè)的核心課程，它以機械系統(tǒng)方案的設計為主線，重點研究機械的一般共性問題和機器中常用機構(gòu)的特點及其設計方法，其教學目標是對學生的機械綜合設計能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)。本課程在有效教學可為學生學習基礎(chǔ)課和專業(yè)課程起到承前啟后的作用，同時為學生將來從事機械設計和研究工作起到增強適應能力、開發(fā)創(chuàng)新能力和工程實踐能力的作用[3，4]。

目前，機械原理課程共有64 學時，包含58 個理論學時和6個實驗學時，大班授課，后續(xù)無課程設計環(huán)節(jié)。該課程具有教學難點多、知識點分散和實踐性強等特點。理論授課環(huán)節(jié)主要采用傳統(tǒng)板書和多媒體教學相結(jié)合的方式，施行以“教師、教材、課堂為中心”的教學思想[5]，缺乏互動性，教學數(shù)據(jù)滯后；實踐教學環(huán)節(jié)仍局限于驗證性實驗教學，缺乏創(chuàng)新性和實踐性，學生學習的積極性難以發(fā)揮，理論知識與實踐訓練難以有效結(jié)合；考核評價方式單一，不利于綜合考察學生對知識點的掌握情況。通過開展基于學習通平臺的機械原理課程混合式教學改革與實踐，將線上線下教學有機融合，既有利于實現(xiàn)教學優(yōu)勢良性互補，激發(fā)學生的主觀能動性，啟迪學生創(chuàng)新思維，提升學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力，同時也能促進教師教學能力的提升[6]。

2 基于學習通平臺的機械原理混合式教學改革舉措

2.1 建立基于學習通平臺的混合式教學的教學資源庫

2.1.1 確定網(wǎng)絡教學平臺

為確保在線教學效果，項目團隊結(jié)合多年面授課程經(jīng)驗及互聯(lián)網(wǎng)教學的特點，經(jīng)過前期對騰訊課堂、學習通、釘釘?shù)绕脚_的測試和討論，最終選用學習通作為主要的線上教學平臺。以超星學習通平臺為依托的混合式教學模式是指課程線上部分均在超星學習通平臺展開，超星會自動形成線上學習的課程積分；課程線下教學部分在教室內(nèi)展開，由教師講解復雜的知識點并解答課后疑難問題[7]。

2.1.2 統(tǒng)籌銜接線上線下教學內(nèi)容

團隊教師集體備課，仔細研讀教材和教學參考書，結(jié)合機械專業(yè)的培養(yǎng)目標，選擇和分析處理知識點，明確線上線下的教學內(nèi)容，制定教學大綱，開發(fā)教學設計方案，制作教學課件，撰寫教案，創(chuàng)建習題庫以及錄制微課視頻[8]。

2.1.3 搭建資源庫基本架構(gòu)

針對機械專業(yè)學生的特點，開發(fā)、收集、制作一批豐富的機械原理課程的微課、碎片化課程信息資源，將教學大綱、教學課件、作業(yè)庫、動圖和圖片等教學資源上傳到學習通，搭建資源庫基本架構(gòu)。

2.2 進行“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下混合式教學模式的探索

在混合式教學過程中，利用學習通平臺開展課前導學探究、課中協(xié)作研討和課后拓展鞏固。巧用學習通的統(tǒng)計分析功能進行課前、課中和課后學情診斷，滾動優(yōu)化教學方案，實時調(diào)整教學進度，助力精準教學，提高教學質(zhì)量。通過“引導自學、積極討論、及時反饋”實現(xiàn)閉環(huán)式線上線下教學。機械原理課程混合式教學模式流程見圖1。

圖1 機械原理課程混合式教學模式流程圖Tab.1 The characteristics and types of gear mechanism mixed teaching design

2.3 基于學習通平臺的機械原理課程混合式教學設計方案

采用線上線下混合式教學，教師課前對機械原理課程的線上、線下授課內(nèi)容進行精心設計，統(tǒng)籌銜接線上、線下內(nèi)容；課中以ppt 課件演示、任務驅(qū)動、嵌入式課程思政以及學習通平臺等多元化的教學手段組織實施；課后強化教學，拓展學習深度[9]。以齒輪機構(gòu)的特點及類型這一節(jié)內(nèi)容為例，簡要介紹混合式教學設計。具體的教學設計見表1。

表1 齒輪機構(gòu)的特點及類型混合式教學設計Tab.1 Hybrid teaching design for the characteristics and types of gear mechanism

2.4 改革考核評價體系

結(jié)合課程特點，注重在學習過程和實踐中考核學生。改革前考核包括考勤（20%）、實驗（10%）、期末考試（70%），改革后考核包括考勤（10%）、實驗（10%）、期末考試（60%）、線上線下參與研討表現(xiàn)（10%）、創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)作業(yè)（10%）。改革后的考核加入更多的衡量標準，采用多元化的考核方式，綜合評價學生的課程成績，促進學生自主、主動地學習。

3 混合式教學改革成效

構(gòu)建以學生為中心的課堂新生態(tài)，學生學習主動性和積極性有很大提升。在混合式教學過程中教師主動創(chuàng)造學生與教學資源、教師與學生、學生與學生之間的連接，通過組織線上線下的教學活動來加強師生的互動交流，構(gòu)建以學生為中心的課堂新生態(tài)。本學期學生共完成線上章節(jié)任務點15個、參與課堂活動66 個，觀看視頻17 個，完成作業(yè)7 次，章節(jié)測試9次，參與討論區(qū)話題8個。

改革后的教學增加了創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，提升了學生的實踐創(chuàng)新能力。從第8 章平面連桿機構(gòu)開始，每章學習結(jié)束后布置1次設計性大作業(yè)。要求學生通過觀察實際生活中機構(gòu)的應用實例，結(jié)合本課程的基礎(chǔ)理論知識、查閱文獻資料（專利、論文）等構(gòu)思某種機構(gòu)或機械系統(tǒng)方案，以小組為單位畫出機構(gòu)或機械系統(tǒng)運動簡圖，利用UG、Solidworks 等三維軟件繪制機構(gòu)模型或者制作實體機構(gòu)，并制作包含機構(gòu)名稱、工作原理、優(yōu)缺點和應用場合等內(nèi)容的機構(gòu)解說微視頻上傳到學習通。通過實踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，不僅提高學生的自學能力、視頻制作能力、團隊協(xié)作意識和實踐創(chuàng)新能力，還豐富了課程教學資源庫，拓展了學生的學習深度[10-12]。創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)部分學生作品見圖2、圖3。

圖2 機械虹膜機構(gòu)Fig.2 Mechanical iris mechanism

圖3 多足連桿步行機構(gòu)Fig.3 Multi-link walking mechanism

4 結(jié)語

在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下，教育模式需要不斷改進和豐富，開展課堂教學改革是大勢所趨。開展基于學習通平臺的機械原理課程混合式教學改革，將線上線下教學有機融合，有利于實現(xiàn)教學優(yōu)勢良性互補，高效發(fā)揮教師在教學過程中的引導作用，激發(fā)學生的主觀能動性，提升學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力，促進教師教學能力提升。同時，對于后續(xù)專業(yè)課程的教學研究和改革頁有積極的推動和指導作用。