劉后廣 程志紅 楊建華 劉送永 程剛

摘要：根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的課程特征及學生教育背景，從目前該課程教學中遇到的實際問題出發(fā)，探索基于SPOC混合教學的新模式，將線上教學與課堂教學有機結(jié)合。為了實施該教學模式，制定了SPOC加課堂的混合教學流程，設(shè)計了該課程的混合教學內(nèi)容方案。增強了學生課程學習的主動性及團隊協(xié)助能力，實現(xiàn)了線上線下的多維互動，拓展了教學時間。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；課程設(shè)計；SPOC；混合式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）19-0140-02

一、前言

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是面向采礦工程、安全工程、工業(yè)設(shè)計等非機類專業(yè)，及材料工程、熱能與動力工程等近機類專業(yè)開設(shè)的一門重要的學科基礎(chǔ)必修課，是從工程制圖、理論力學、材料力學等理論基礎(chǔ)課向礦山機械等實踐性很強的專業(yè)課程過渡的重要課程?！稒C械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》是該門基礎(chǔ)必修課程配套的一門重要的實踐教學課程，是學生首次接受的全面工程設(shè)計訓(xùn)練。該實踐課程要求學生綜合運用已學過的多門基礎(chǔ)課程解決工程問題，對幫助學生形成正確的工程設(shè)計思想、提高綜合分析能力、增進創(chuàng)新精神、培養(yǎng)良好的工程素質(zhì)具有關(guān)鍵的先導(dǎo)性作用。然而，傳統(tǒng)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》分配課時少，且與學生期末考試重合。在該期間內(nèi)，學生需要通過查閱大量設(shè)計手冊中的表格及其他相關(guān)資料，對齒輪減速器進行設(shè)計；并需完成裝配圖1張，零件圖1—2張，以及設(shè)計說明書1本，工作量大。很多學生只能通過簡單模仿往年學生的數(shù)據(jù)和圖紙來完成，沒能掌握設(shè)計過程。如何在課時不足的情況下提高課程教學質(zhì)量，是急需解決的問題。

慕課（MOOC）作為一種基于信息技術(shù)的教學新模式，近幾年在世界范圍迅速興起。這種利用在線教育拓展教學時空的模式，為課程設(shè)計課時不足問題的解決提供了可能。然而，隨著慕課的推廣，高輟學率、參與度不足、學習管理難、缺乏浸潤式學習體驗等弊端逐漸凸顯，無法滿足課程設(shè)計學習中深度及廣度等個性化的學習訴求。針對“慕課”上述問題，國內(nèi)外教育界的很多學者都在探索既能利用現(xiàn)代信息技術(shù)，又能確保類似傳統(tǒng)課堂教學效果的“后慕課”時代教育方式。由加州大學伯克利分校Armando Fox教授于2013年提出的SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程），一種線上教學與線下傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的混合教學新模式，便是其中最具代表性的一種。同年，在比爾及梅琳達·蓋茨基金會資助下，基于edX及MITx平臺的對比教學研究結(jié)果顯示：講授同樣的課程，采用SPOC教學方式的學生最終平均分數(shù)高于慕課教學方式下近10分。能否將SPOC混合教學模式引入《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》的教學過程；以及如何結(jié)合該門課程的特點引入該新教學模式，以解決現(xiàn)有課程課時短、工作量大、對學生專業(yè)綜合能力要求高的問題，是本文探索研究的內(nèi)容。

二、課程設(shè)計SPOC混合教學模式設(shè)計

SPOC教學模式是一種基于線上、線下的混合教學模式，其中，線上教學具有學習時間自由，易用現(xiàn)代信息手段闡述知識點的優(yōu)點；而線下教學則具有易于引導(dǎo)學生主動思考，便于交流、探討，浸入感強的優(yōu)點。故在設(shè)計SPOC教學模式時，應(yīng)在《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》課程特點的基礎(chǔ)上，充分考慮線上、線下教學的優(yōu)缺點，使兩種方法的優(yōu)勢得到充分利用，進而實現(xiàn)理想的教學效果。基于上述內(nèi)容，對課程設(shè)計的SPOC教學模式路徑進行設(shè)計，如圖1所示。其主要由教學內(nèi)容設(shè)計、線上—課堂混合教學實施、成績評定三部分組成。

1.教學內(nèi)容設(shè)計。包括課程設(shè)計內(nèi)容切分，設(shè)計階段劃分及學習資源設(shè)計與開發(fā)三部分。其中，課程設(shè)計內(nèi)容切分是為了便于學生利用課下碎片化時間進行自學，將機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的內(nèi)容進行小知識點化地切分。先將課程設(shè)計內(nèi)容按照對象的不同劃分為傳動裝置總體設(shè)計方案設(shè)計，電動機型號確定，傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算，傳動零件、軸的設(shè)計計算，滾動軸承、聯(lián)軸器、鍵及潤滑密封的選擇和校驗，減速器機體結(jié)構(gòu)及其附件設(shè)計，裝配圖與零件圖繪制6個單元模塊；再進一步將每個模塊的內(nèi)容細分為多個便于短時間學習的小知識點，如將“軸的設(shè)計計算”模塊細分為軸上零件布置與裝配方案擬定、軸的材料選擇、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的強度設(shè)計4小塊內(nèi)容。而設(shè)計階段劃分則是將1—2周的課程設(shè)計學習過程分割為課程導(dǎo)入、方案擬定與計算、裝配草圖繪制、裝配圖完成、零件圖完成、說明書完成、課程設(shè)計答辯7個階段。再根據(jù)上述內(nèi)容與階段的劃分，對相應(yīng)線上線下的學習資源進行設(shè)計和開發(fā)，主要包括錄制微視頻、設(shè)計學習任務(wù)單、設(shè)計在線測驗內(nèi)容，及其他輔助材料的制作與整理。

2.線上、課堂混合教學實施。首先，通過線上教學的實施，導(dǎo)入課程并引導(dǎo)學生自主開展初步設(shè)計。具體來說，學生在分組后，查看單元設(shè)計任務(wù)，自學視頻課程；再以小組為單位，協(xié)作初步完成該單元布置的設(shè)計內(nèi)容；設(shè)計過程中遇到的常見問題，通過與學生及老師的在線討論，協(xié)作解決。其次，教師再結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學，對設(shè)計過程中遇到的重難點進行解析。即在整理在線討論中遇到的難點問題基礎(chǔ)上，在課堂上針對性地結(jié)合拋錨式教學法等引導(dǎo)式教學方法對其進行深入講解。先后創(chuàng)建情境、確定問題，引導(dǎo)學生分析問題、主動探究，最終讓學生通過小組協(xié)作及與教師的積極探討解決問題。最后，再返回線上教學，對教學效果進行進一步的鞏固。學生將完善后的課程設(shè)計階段報告，通過在線平臺上傳；進行單元在線問題測試，對單元內(nèi)容的掌握進行再一次評估，加強學生對關(guān)鍵知識點的記憶；并進一步將課程設(shè)計完善過程中遇到的問題及產(chǎn)生的新想法在線與同學、教師討論交流，拓展知識。

3.成績評定。不同于傳統(tǒng)基于圖紙、說明書完成情況及答辯情況這種總結(jié)性評價的單一方法，本混合教學法采用過程評價與總結(jié)性評價相結(jié)合的方法。其中，過程評價一方面基于學生課堂中的表現(xiàn)、線上教學視頻觀看情況。另外一方面，在各個模塊完成后，增設(shè)在線測試題；結(jié)合學生在線測試及對應(yīng)設(shè)計子階段完成情況對設(shè)計過程進行進一步評價。這種過程評價的增加促進了學生學習的主動性，綜合反應(yīng)了學生課程設(shè)計的實際掌握情況，且避免了學生找他人代做的可能性。

三、結(jié)語

本文針對傳統(tǒng)課程設(shè)計課時短與工作量大的矛盾，探索了SPOC教學模式的應(yīng)用。一學期的教學實踐表明，SPOC教學法不僅拓展了教學時間，且提高了學生的學習主動性及團隊協(xié)作精神。如傳統(tǒng)教學班越崎16-1班胡玉寧同學對應(yīng)用新教學法班級學風的評價：“深深感受到2班學習的熱情，學習勁頭很足，比我們班學習氛圍好很多”。此外，授課學生也對SPOC教學法的實施效果給予了較高的評價，如越崎16-2班閆鴻池同學所說“這次的機械設(shè)計，不僅僅是我一個人的成果，更是大家共同的勞動成果。很幸運，我有一位好老師，課設(shè)會耐心地做視頻講解，會收集資料給同學共享，會自己做PPT一步步指引學生如何做。從剛拿到題目時的無從下手，老師的視頻講解，一步步猶如撥云見日，將機械設(shè)計的思路清楚地呈現(xiàn)在眼前”。

參考文獻：

[1]李慧芳.非機械類專業(yè)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學的改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2011，（21）：30-31.

[2]石永軍.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教學改革研究[J].中國電力教育，2012，（32）：55-56.

[3]黃海風，劉培國，唐波，等.SPOC：高?；旌辖虒W新模式[J].高等教育研究學報，2016，（2）：43-48.

[4]Rebecca P，Damian B，Lynn H，et al. MOOCs in the Community college：Implications for Innovation in the Classroom [C].10th Annual Sloan Consortium，Milwaukee，USA，July 8-9，2013.