“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程線上混合式教學(xué)模式探索與實踐*

朱雙霞

（新余學(xué)院機電工程學(xué)院，江西 新余 338004）

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”是新余學(xué)院材料成型及控制工程機器人工程等近機類專業(yè)的核心課程，筆者介紹了機械中常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設(shè)計理論和計算方法。該課程主要培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計通用零件、機械傳動裝置及簡單機械的能力，并為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程及新的科學(xué)技術(shù)打下必要的基礎(chǔ)。

自2010年開始，教學(xué)團隊在課程資源建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法與手段改革等方面做了一些有益探索。制作的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課件曾獲第三屆江西省高等學(xué)校優(yōu)秀多媒體課件評比二等獎。2012年，完成省級教改課題機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與建設(shè)。2015年，機械設(shè)計基礎(chǔ)校級精品課程結(jié)項，課程網(wǎng)站在學(xué)校平臺上線，并主編出版兩本機械設(shè)計基礎(chǔ)教材。以上完成的這些資源建設(shè)，給課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法的進一步改革奠定了基礎(chǔ)。

1 課程“學(xué)習(xí)通+騰訊會議”混合式教學(xué)的整體設(shè)計

2020年初，在疫情期間“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程主講教師應(yīng)對危機，積極開展線上課程教學(xué)，以超星平臺和騰訊會議為依托，以提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和課程教學(xué)效果為目標(biāo)，結(jié)合在線教學(xué)資源和直播教學(xué)的優(yōu)勢互補，主講教師通過多種途徑，研討新形勢下的課程在線教學(xué)模式和方法，設(shè)計與實踐了“學(xué)習(xí)通+騰訊會議”混合式教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1 “機械設(shè)計基礎(chǔ)”“學(xué)習(xí)通+騰訊會議”混合式教學(xué)模式

課程混合式教學(xué)整體設(shè)計基本流程如下：學(xué)生注冊—教師發(fā)布教學(xué)資源（課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)視頻、課程任務(wù)）—線上學(xué)習(xí)—在線課堂互動（討論、問卷、測試）—提煉課堂精講內(nèi)容—騰訊會議（直播）教學(xué)—課后（作業(yè)、在線互動、知識拓展）[1]。

2 課程線上教學(xué)資源建設(shè)

對于“學(xué)習(xí)通+騰訊會議”混合式教學(xué)模式的實施，老師需做大量在線課程建設(shè)的準(zhǔn)備工作。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)在線教學(xué)資源，以視頻為抓手，進行機械設(shè)計基礎(chǔ)課程在線教學(xué)資源再建設(shè)。具體做法是，在學(xué)校的超星教學(xué)平臺上以知識點為單元，通過模塊化構(gòu)建課程在線教學(xué)資源，包括教學(xué)視頻模塊和課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)設(shè)計（教案）、課件等文本模塊，還包括測驗與作業(yè)、課堂活動及動畫數(shù)字化資源（音頻、視頻、動畫）等，課程有“五多”（概念多、符號多、公式多、圖表多、標(biāo)準(zhǔn)多）和“三強”（學(xué)科交叉性強、綜合性強、應(yīng)用性強）的特點。而同學(xué)們都還沒有參與到實際操作中去，對常用機構(gòu)和通用零部件缺乏直觀認(rèn)識，學(xué)習(xí)起來感覺抽象、難度較大。所以，教師在課件和課程網(wǎng)站里建設(shè)了動畫資源，以增強同學(xué)們的視覺感知，使課程學(xué)習(xí)起來更形象、生動，更加具有趣味性?？傆嫇駜?yōu)選用及制作完成各類教學(xué)資源500余個。課表教學(xué)前1周，將這些教學(xué)資源定期推送到超星學(xué)習(xí)通上，供學(xué)生方便、靈活地進行課程的預(yù)習(xí)和在線自學(xué)，完成課程知識的傳遞。

3 “學(xué)習(xí)通+騰訊會議”混合式教學(xué)模式的組織與實施

3.1 課程的導(dǎo)入

教師在教學(xué)前半個月，通過班級課程qq群向?qū)W生講清開展線上教學(xué)的事宜。向?qū)W生分享超星學(xué)習(xí)通使用手冊、新余學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺使用手冊文件，重點向?qū)W生介紹在線學(xué)習(xí)的方式、在線課堂教學(xué)流程，鼓勵學(xué)生登錄學(xué)校超星平臺門戶參與課程學(xué)習(xí)，教師對試用過程中的疑問及時解答[2]。開課前1周，發(fā)布課程的開課通知、課程授課形式、課程線上學(xué)習(xí)考核方式等通告，根據(jù)課程的教學(xué)日歷，制訂并上傳詳細(xì)的課程教學(xué)計劃表，如圖2所示。提前1周向每個班級發(fā)布詳細(xì)的授課流程安排，根據(jù)課程的教學(xué)計劃，每一講精心進行詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計（教案），做好充分的課程準(zhǔn)備，如圖3所示。

圖2 課程線上混合式教學(xué)——課程導(dǎo)入

圖3 課程教學(xué)教案設(shè)計示例

3.2 教學(xué)組織實施

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程其教學(xué)內(nèi)容可劃分為二類，第一類是課程基礎(chǔ)性知識，可以通過網(wǎng)絡(luò)課程資源，讓學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)完成認(rèn)知和理解，教學(xué)活動設(shè)計是通過視頻、問卷、隨堂測試、討論使學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)和鞏固；第二類是課程的重點、難點模塊，即近機類專業(yè)學(xué)生所必須掌握的課程核心知識模塊，如常用機構(gòu)設(shè)計、傳動零件設(shè)計、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等，根據(jù)知識模塊的特點，課堂教學(xué)活動設(shè)計在騰訊會議（直播）以項目教學(xué)為中心的多種教學(xué)方法[3]。

在學(xué)習(xí)通平臺，教師通過學(xué)習(xí)通上的“班級群聊”實時與學(xué)生交流、布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在超星平臺上教師自建的機械設(shè)計基礎(chǔ)SPOC中自主完成有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，同時老師通過學(xué)習(xí)通同步發(fā)布簽到、隨堂測試、問卷、討論等課堂活動。

粉絲文化研究中有兩個偏向，一是將粉絲視為病態(tài)、瘋狂、非理性的人群，二是沿襲著“積極受眾”立場以及詹金斯的文本盜獵觀，著重呈現(xiàn)粉絲的主動性和創(chuàng)造性，以及所帶來的正面意義。近幾年的研究也似乎更為集中于后者，旨在破除對粉絲固有的刻板印象。粉絲群體通過日常討論和其他儀式活動維系情感，并形成強大的凝聚力和高度的行動同質(zhì)性（潘曙雅，張煜祺，2014）；粉絲群體具有結(jié)構(gòu)清晰、分工明確的特點（馬志浩，林仲軒，2018）；粉絲社群內(nèi)部易形成禮物經(jīng)濟、混雜經(jīng)濟和非正式經(jīng)濟（楊玲，2015）；網(wǎng)絡(luò)粉絲社群具有強大的社會動員能力（朱麗麗，2016）。

使用騰訊會議直播，每次30～45分鐘。任課教師根據(jù)學(xué)生在超星學(xué)習(xí)通的學(xué)習(xí)情況，針對每講的課程知識點，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的采用、項目任務(wù)實施等進行精心設(shè)計,設(shè)計以項目教學(xué)為中心的多種教學(xué)方式，如任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)、案例式教學(xué)。講述真實的機械設(shè)計案例、機械產(chǎn)品實際設(shè)計生產(chǎn)中遇到的問題、當(dāng)前機械行業(yè)的研究進展以及科研工作者在科研探索過程中為國無私奉獻的事跡。引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動，幫助學(xué)生及時地解決學(xué)習(xí)問題，同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研工作者上下求索和精益求精的工匠精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為國家富強和民族振興作貢獻。

以機械工程的典型案例減速器的設(shè)計為一個完整的總項目案例，將減速器中主要零件的設(shè)計作為分項目，每個分項目設(shè)計幾個循序漸進的任務(wù)，強化各章節(jié)知識點間的邏輯關(guān)系，突出學(xué)生理論聯(lián)系實際與解決工程問題的能力培養(yǎng)。

按照項目導(dǎo)入、任務(wù)要求與分析、相關(guān)知識講解、任務(wù)實踐、匯報點評、知識拓展、總結(jié)等步驟來完成教學(xué)活動。

比如，“一級齒輪減速器輸出軸的設(shè)計”項目教學(xué)活動的實施流程如下：

3.2.1 項目導(dǎo)入

用視頻或動畫演示帶式輸送機減速器及其輸出軸上的主要配合零件及裝拆過程，提出本項目學(xué)習(xí)的目標(biāo)。如圖4所示。

圖4 某一帶式輸送機中的圓柱齒輪減速器及其低速軸軸系結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 提出項目任務(wù)要求（導(dǎo)入案例）及任務(wù)分析

軸的材料選擇；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（合理確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸）；軸的工作能力計算（主要對軸進行強度計算）；繪制軸的零件圖。

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要解決的問題：

1)擬定軸上零件的裝配方案。軸上零件的裝配方案不同，軸的結(jié)構(gòu)不同。

2)軸上零件的定位和固定。包括軸上零件的軸向固定和軸上零件的周向固定。

3)各軸段直徑和長度的確定。

4)軸的結(jié)構(gòu)工藝性。

5)提高軸的強度的常用措施。

3.2.4 任務(wù)實施

引導(dǎo)學(xué)生進行任務(wù)實施，并且評價分析。

1)選擇軸的材料。

2)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖。①確定軸上零件的位置和固定方式；②確定軸各段直徑和長度；③確定各個軸段的長度；④考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性。

以分組練習(xí)形式展開，要求運用所學(xué)知識，在規(guī)定時間內(nèi)完成項目任務(wù)（已在上傳的學(xué)習(xí)資料中提前布置）。鼓勵學(xué)生屏幕分享他們的設(shè)計結(jié)果。為能更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，激勵學(xué)生大膽發(fā)言、各抒己見，建立了只要學(xué)生發(fā)表觀點、無論對錯都給予加分的激勵機制[4]。學(xué)生進行對比分析，找出錯誤，指出原因。

3.2.5 知識拓展

老師評價分析；提出大家結(jié)構(gòu)設(shè)計上的錯誤以及不合理的原因，引導(dǎo)學(xué)生思考,進一步提升和拓展知識；對結(jié)構(gòu)改錯舉例講解。

3.2.6 總結(jié)

教師總結(jié)本節(jié)課的重點、難點內(nèi)容，學(xué)生課后在線復(fù)習(xí)鞏固，實現(xiàn)知識深化。

3.3 課程督學(xué)

項目教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生知行耦合、學(xué)以致用；在線課程借助于超星教學(xué)平臺的學(xué)生管理、成績管理、督學(xué)等統(tǒng)計管理功能，動態(tài)記錄學(xué)生的簽到、視頻觀看、任務(wù)完成、章節(jié)測試及討論等學(xué)習(xí)過程信息，特別是一些與學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果，對教學(xué)是很有幫助的。如對于隨堂練習(xí)，每次都有完成率和正確率統(tǒng)計，教師能通過這些及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和碰到的疑難、困惑點，有針對性地選擇督導(dǎo)對象進行督學(xué)和答疑。也可以隨時了解和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，為課程教學(xué)各教學(xué)環(huán)節(jié)的改進提供了依據(jù)。

4 總結(jié)與思考

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程基于“學(xué)習(xí)通+騰訊會議”的混合式教學(xué)模式，突破了單純在線學(xué)習(xí)的弊端，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一種互動、開放的“教”與“學(xué)”氛圍。發(fā)揮了“在線課程+直播”的優(yōu)勢，在教學(xué)實踐中體現(xiàn)了信息技術(shù)與教學(xué)整合的理念。課程問卷調(diào)查表明，80%的學(xué)生認(rèn)同和接受這樣的教學(xué)模式和教學(xué)方法，并能很好地鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)參與度，實施效果令人滿意，但在教學(xué)實踐中，發(fā)現(xiàn)了一些問題：1)學(xué)生在課中觀看慕課視頻及騰訊會議學(xué)習(xí)過程中是否認(rèn)真，缺乏有效的監(jiān)督；2)課堂活動的（討論）設(shè)計對學(xué)生的吸引力無法確定，少數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性還是不夠；3)線上討論問題不直觀、有效，師生、生生之間情感交流少；4)有些課程線上教學(xué)單純依靠引進名校名師的資源給本校學(xué)生使用，容易忽略本校學(xué)生與課程的特殊性；5)教學(xué)班規(guī)模較大，不利于開展以學(xué)生為中心的互動教學(xué)。這些問題都有待于課程教學(xué)的進一步改革和建設(shè)。近年來，課程團隊在課程資源建設(shè)、課程教學(xué)模式和方法改革方面，投入了大量的精力和時間，嘗試了一些探索，希望能有效提高“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)質(zhì)量，提供切實可行的理論借鑒與實踐指導(dǎo)。