基于智慧課堂的機械設計基礎(chǔ)課程教學模式改革探究

陳 云

(安徽國防科技職業(yè)學院，安徽 六安 237011)

機械設計基礎(chǔ)是高職院校機械類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程具有知識點多、理論性強等特點，通過該課程的學習，培養(yǎng)學生的基本設計能力與創(chuàng)造性思維；使學生了解機械的工作原理，掌握有關(guān)機械原理與零件的基本理論知識，具備設計簡單機械及傳動裝置的基本技能；培養(yǎng)學生運用標準、規(guī)范及互聯(lián)網(wǎng)信息等資料的能力；具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的職業(yè)道德，為以后學習及工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

1 機械設計基礎(chǔ)課程改革思路

1.1 建設課程數(shù)字化學習資源

數(shù)字化學習資源是教育信息化的基礎(chǔ)，針對機械設計基礎(chǔ)課程特點，其數(shù)字化學習資源的建設應著重從素材庫(文本、動畫、視頻)、微課程、AR教材、VR虛擬仿真平臺等方面建設。其中微課程是一種與“以實體課堂組織的課程”相對應的“以網(wǎng)絡課堂組織的課程”，來自于不同時間、不同地點的學習者可以聚集在網(wǎng)絡課堂上學習這門課程，課程教學短視頻(5-10min)是微課程的主要學習資源，短視頻的制作要遵循“看得懂、看得下去、看得好看”這樣一個原則；三維動畫可以展示機械機構(gòu)的內(nèi)部組成，可以清晰呈現(xiàn)傳動的原理、運動效果等，對于提高課程的講授效果具有不可替代的作用；VR與AR技術(shù)可以實時在屏幕上獲得仿真立體的模型，360°全角度去觀察學習，這樣就能將課程中抽象、晦澀、難懂的平面知識以更生動、更直觀的3D方式來呈現(xiàn)，達到超越現(xiàn)實的奇妙體驗。數(shù)字化學習資源可以激發(fā)學生的學習興趣，可以大幅度節(jié)約辦學成本，同時還可以解決教學資源短缺的難題，在我們的教育教學工作中發(fā)揮了重要的作用。

1.2 創(chuàng)新教學內(nèi)容

機械設計基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)的教學內(nèi)容是按照章節(jié)來設計的，老師先順序講授各章節(jié)知識點，然后進行課程設計，實際教學效果往往不好，大部分學生覺得課程內(nèi)容抽象難懂，什么也沒學會，“會應用”就更談不上了。基于“項目引領(lǐng)、任務驅(qū)動”的課程設計理念，重構(gòu)教學內(nèi)容，融入AI與3D打印等前沿技術(shù)，精心設計了5個來源于工程或生活中的學習項目，如圖1所示，5個項目由簡單到綜合，難度層層推進，項目覆蓋的知識點逐漸增加。這些項目需要學生借助互聯(lián)網(wǎng)、3D打印技術(shù)、UG造型軟件等來完成，旨在培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、團隊協(xié)作意識以及創(chuàng)新能力等。

圖1 學習項目設計

1.3 創(chuàng)新教學模式

在當今教育信息化2.0背景下，應以“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為改革方向，構(gòu)建現(xiàn)代信息技術(shù)支撐下的“教師引導為輔、學生自主學習為主”的智慧課堂，引導教師智慧施教，學生智慧學習，重點培養(yǎng)學生的認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力及職業(yè)能力，將教師的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生的“學”，讓課堂由原來的填鴨式教學轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒幽Ｊ浇虒W，把更多的時間還給了學生，增加了有益學習的機會，真正使得學生覺得學習有意義、有效果，同時，線上學習平臺可以自動記錄并統(tǒng)計學生在教學過程中產(chǎn)生的學習數(shù)據(jù)，便于教師進行教學管理、評價與反饋，很好地激發(fā)了教師“教”的創(chuàng)新力與學生的學習動力。

2 機械設計基礎(chǔ)課程改革實踐

2.1 教學流程

以機械設計基礎(chǔ)課程為例，探討智慧課堂混合式教學模式的具體做法：

(1)課前。學情診斷是智慧課堂教學的第一步，教師利用學習平臺在課前發(fā)布預習任務(納入成績考核)，學生完成課前檢測后并將結(jié)果提交到平臺上，學習平臺的智能統(tǒng)計功能為教師分析學生預習情況，提供課堂教學決策依據(jù)。例如在講授“平面機構(gòu)自由度計算”單元時，課前學生通過觀看帶有問答互動的微課預習并完成檢測，根據(jù)學習平臺的統(tǒng)計結(jié)果，分析確定教學難點為：復合鉸鏈、虛約束、局部自由度的判別。

(2) 課中。需要合理設計教學活動，可按以下5個步驟進行：① 總結(jié)問題。教師總結(jié)并展示學生課前線上預習中出現(xiàn)的問題；② 小組協(xié)作。根據(jù)學情調(diào)查結(jié)果，依據(jù)成績把學生分層，均衡各組成員，保證每組能順利完成做學任務；③ 討論交流。學生邊做邊學，任務完成后，利用投屏功能，由每組組長做為代表進行結(jié)果展示，同時提出在做的過程中遇到的問題，師生針對展示的結(jié)果和提出的問題進行分析討論；④ 引導提升 教師點評共性問題，傳授難點突破的技巧方法，并進行知識的拓展；⑤ 反饋評價。通過在線平臺及時了解課堂教學實施成效。

(3)課后。學生進行強化練習并通過微課預習下次課知識，鞏固本次課知識和技能的同時，又為下次課的學習任務做好鋪墊。

2.2 考核評價方式設計

智慧課堂強調(diào)評價項目的多元化，將線上與線下學習考核相結(jié)合，記錄學生在學習過程中的行為數(shù)據(jù)，如表1所列：其中項目任務考核以工作過程為主線，按學生的項目完成情況考核，包括做項目的過程、項目完成結(jié)果等；線上學習考核關(guān)注學生課前、課后的學習動態(tài)，側(cè)重于理論知識的考核。

表1 考核評價表

2.3 整改反思

(1) 教學效果。組織線上測試，利用評價工具，即時反饋。例如在講授“平面機構(gòu)運動示意圖繪制”單元時，利用虛擬仿真平臺組織在線考核，并通過投屏功能實時顯現(xiàn)考核結(jié)果；依據(jù)線上平臺調(diào)查問卷功能及時了解學生對課堂教學設計的認可度。

(2) 特色創(chuàng)新。包括① 充分利用信息化資源，線上線下混合式教學，打破傳統(tǒng)教學對時間、空間及設備的要求，優(yōu)化學習進程，提升學習效率。② 融合3D打印技術(shù)，自制個性化教具，降低教學成本，激發(fā)學生興趣。

3 結(jié)束語

信息技術(shù)的迅速發(fā)展推動著時代的變革，基于新一代信息化技術(shù)的智慧課堂呼之欲出。智慧課堂中，更注重學生交流能力、合作能力、創(chuàng)造力的培養(yǎng)，利用信息技術(shù)再造傳統(tǒng)課堂教學流程，從而實現(xiàn)個性化與智慧化的教與學。