《機(jī)械原理》線上線下混合式教學(xué)模式的實踐探索

趙滿平，王鐵軍

（沈陽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110180）

1 《機(jī)械原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀

《機(jī)械原理》是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)體系中，占有十分重要的地位。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，學(xué)會常用機(jī)構(gòu)的分析和綜合方法，并具有進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運動方案設(shè)計的初步能力。該門課程具有很強(qiáng)的工程性、實踐性。由于學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗，對課程所涉及理論和內(nèi)容缺乏直觀的認(rèn)識，普遍感覺這門課抽象難學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是“先教后練”。老師先在課堂講授知識，學(xué)生課后完成作業(yè)。老師課堂上有教學(xué)進(jìn)度的要求，不能照顧到每一位學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一樣，理解能力有高低，致使一部分學(xué)生厭學(xué)，棄學(xué)，導(dǎo)致這門課不及格率多年居高不下。近幾年隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一種新型基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)習(xí)模式——MOOC慕課，逐漸得到高度關(guān)注和應(yīng)用[1]。這種新的學(xué)習(xí)模式借助現(xiàn)代信息技術(shù)，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)上，學(xué)習(xí)者在任何時間，任何地點，借助手機(jī)，電腦等多種通訊工具實現(xiàn)自由的學(xué)習(xí)，根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況反復(fù)觀看。但是完全網(wǎng)上自主在線學(xué)習(xí)，對一部分學(xué)生來說教學(xué)效果良好，但對大部分學(xué)生，由于缺乏教師的監(jiān)管和主導(dǎo)，教學(xué)效果差強(qiáng)人意。如何將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與慕課有機(jī)融合，發(fā)揮其各自優(yōu)勢，形成線上線下混合教學(xué)模式是目前教學(xué)模式改革的熱點話題。以雨課堂、騰訊會議等在線教學(xué)平臺為線上教學(xué)活動的開展提供了平臺，能夠滿足線上教學(xué)、答疑、討論、測試等教學(xué)需求，實現(xiàn)課前-課中-課后各教學(xué)環(huán)節(jié)的有機(jī)串聯(lián)，為線上線下混合式教學(xué)的順利實施提供有力保證。

2 《機(jī)械原理》線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)實踐

2.1 教學(xué)分析與教學(xué)設(shè)計

《機(jī)械原理》課程內(nèi)容相對比較繁雜，既有較強(qiáng)的理論性內(nèi)容；同時又有許多與工程實際密切相關(guān)的設(shè)計內(nèi)容，各知識點之間相對獨立，有些知識點并不一定適合線上教學(xué)，如實踐應(yīng)用類，更適合傳統(tǒng)課堂師生面對面的交流和探討。所以不同知識點適合不同教學(xué)模式，首先根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方向和課程教學(xué)大綱，梳理課程內(nèi)容中的知識點，分析知識點類型，針對授課對象的知識層次和掌握前序基礎(chǔ)課程知識的程度，明確教學(xué)要求，確定教學(xué)模式。對于自學(xué)難度不大的認(rèn)知類知識內(nèi)容可以采用完全線上授課方式，而技能知識是課程教學(xué)內(nèi)容的重、難點，應(yīng)采用線上線下混合授課方式，應(yīng)用實踐類的知識應(yīng)以課堂面授的方式，邊講邊練，輔以課堂討論，以提高學(xué)生實踐能力和技巧。拓展類知識是通過E-Learning的形式幫助學(xué)生開闊視野,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，提高工程設(shè)計能力[2]。

在下頁表1中分析了《機(jī)械原理》課程中的平面連桿機(jī)構(gòu)一章的課程內(nèi)容，劃分各知識點的知識層次，確定授課模式[3]。

2.2 建立教學(xué)資源庫

實施線上教學(xué)的前提是在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上建立課程相關(guān)的微課、PPT課件，自測題等教學(xué)資源庫。微課，以講授單一知識點為目標(biāo)，以短小精悍的在線視頻為表現(xiàn)形式，具有主題突出、內(nèi)容精悍、趣味性強(qiáng)，以傳播等特點，在線上教學(xué)中起到越來越重要的作用。從下頁表1平面連桿機(jī)構(gòu)知識點劃分來看，這一章需要制作6個微課，對于識記類知識點適合制作演示類微課，運用Flash，3Dmax等二維，三維動畫制作工具形象生動介紹教練四桿機(jī)構(gòu)的概念，分類及演化形式。技能型知識點的微課適用于問題導(dǎo)引法，任務(wù)驅(qū)動方法，討論法等多種教學(xué)方法制作，如機(jī)構(gòu)急回運動的講解，可以采用問題導(dǎo)引法來講解。先播放教練四桿機(jī)構(gòu)的動畫，觀察從動件搖桿往復(fù)移動速度不一樣，從而引出微課主題——連桿機(jī)構(gòu)的急回運動。提出為什么四桿機(jī)構(gòu)會有急回運動，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)急回運動的急回程度用什么參數(shù)來衡量。急回運動有什么工程意義，在實踐中有哪些應(yīng)用？這樣一步步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會四桿機(jī)構(gòu)急回運動的相關(guān)知識。

表1 平面連桿機(jī)構(gòu)知識結(jié)構(gòu)劃分

每個微課后面都有相應(yīng)的測試題，這是線上教學(xué)中很重要一個環(huán)節(jié)，學(xué)生在學(xué)完一個知識點要進(jìn)行測試，才能進(jìn)入下一階段學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)測試結(jié)果自主決定是否重新學(xué)習(xí)；同時教師通過該測試結(jié)果了解學(xué)生課外學(xué)習(xí)情況，給課內(nèi)教學(xué)提供參考，以便科學(xué)的組織課堂教學(xué)。如果測試結(jié)果出乎預(yù)料，可以調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、難度等。

2.3 精心組織課堂教學(xué)

線上線下混合式教學(xué)授課模式中，教師的角色已經(jīng)從知識的傳授者變成指導(dǎo)者。教師針對收集的線上教學(xué)發(fā)現(xiàn)的問題以及教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點問題，精心組織課內(nèi)教學(xué)，通過集中答疑、鞏固練習(xí)、專題討論及總結(jié)提升等方式，使學(xué)生更深入地理解和掌握課前學(xué)到的知識。對于共性的問題，教師可以在課堂上做一個專題討論；如果是少數(shù)同學(xué)對某一個知識點掌握不好，教師可以組織一個輔導(dǎo)小組，對這類有相同問題同學(xué)進(jìn)行有針對性的個性化指導(dǎo)。

2.4 制定考核標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)考核方式是一張試卷定成績，線上線下混合教學(xué)模式下應(yīng)采取多維考核系統(tǒng)，全面考查學(xué)生在學(xué)習(xí)活動各環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)。課前對學(xué)生觀看微課及其他教學(xué)資源的情況以及測試題答題情況進(jìn)行考核。在課堂上主要是對學(xué)生課堂表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題、解決的能力，跟其他同學(xué)互動交流能力以及課后作業(yè)完成情況進(jìn)行綜合考核。在期末考試中主要是把對學(xué)生掌握知識能力以及綜合運用知識的能力等作為考核內(nèi)容，將考核結(jié)果進(jìn)行加權(quán)評分形成最后的成績，如表2所示[4-5]。

表2 考核標(biāo)準(zhǔn)表

3 對線上線下混合教學(xué)模式的思考

在線上線下混合授課模式中，把一部分知識的學(xué)習(xí)放在了線上，由學(xué)生自主完成，教師看似輕松了不少，但其實不然。教師不僅要完成微課視頻的制作以及其他教學(xué)資源的準(zhǔn)備，還要歸納總結(jié)學(xué)生問題、設(shè)計課堂探究環(huán)境、引導(dǎo)與學(xué)生交流互動等，這些工作不僅要求教師具備傳統(tǒng)課堂教學(xué)能力，還要掌握現(xiàn)代教育技術(shù)以提高課堂教學(xué)的組織能力以及引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，以充分發(fā)揮在線下混合教學(xué)模式下教師的主導(dǎo)地位，真正提高教學(xué)質(zhì)量。

線上線下混合教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)課堂的“先教后學(xué)”模式，變成了“先學(xué)后教”模式，體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，可有效激發(fā)學(xué)生探究性與個性化學(xué)習(xí)興趣，極大提升了教學(xué)效果。這種新型授課模式可以有效整合教師及教學(xué)資源，促使教師更加關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)效果，研究改進(jìn)教學(xué)方法。線上線下混合教學(xué)模式整合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式和“慕課”模式的優(yōu)勢，必將成為我國高等學(xué)校教學(xué)改革發(fā)展的趨勢。