楊瑩 夏秋英 徐立

[摘 要]新工科需要機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新型卓越工程人才。為了更好地進(jìn)行新工科的建設(shè)和創(chuàng)新發(fā)展，在互換性與測(cè)量技術(shù)課程中提出了“2+1”混合教學(xué)模式。該創(chuàng)新教學(xué)模式將線上學(xué)習(xí)、面對(duì)面課堂教學(xué)以及案例教學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的中心，教師僅僅作為整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的引導(dǎo)者和組織者。兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐證明：在互換性與測(cè)量技術(shù)課程教學(xué)中采用此模式有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)參與性，教師的教學(xué)壓力也增加很多;混合教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要教師、學(xué)院和學(xué)校的共同合作。

[關(guān)鍵詞]新工科;互換性與測(cè)量技術(shù);混合教學(xué)模式;創(chuàng)新型卓越工程人才

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）08-0056-03

新工科（Emerging Engineering Education： 3E）這一概念自2016年提出以來(lái)[1]就受到了廣泛的關(guān)注和討論。從“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”到“北京指南”，新工科建設(shè)有了清晰的路線圖。新工科建設(shè)需要對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)重構(gòu)或者專業(yè)整合，目的是推動(dòng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才保障和智力支撐。

互換性與測(cè)量技術(shù)是機(jī)械類各專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。它具有聯(lián)系設(shè)計(jì)類課程與制造工藝類課程的紐帶作用，同時(shí)兼具從基礎(chǔ)課及其他技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)過(guò)渡到專業(yè)課教學(xué)的橋梁作用?；诖?，本文提出了一種線上學(xué)習(xí)、面對(duì)面課堂教學(xué)以及案例教學(xué)相結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)方法——“2+1”混合教學(xué)模式，以推進(jìn)新工科背景下創(chuàng)新型卓越工程人才的培養(yǎng)[2]。

一、課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

互換性與測(cè)量技術(shù)課程具有專用術(shù)語(yǔ)多、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)多、符號(hào)多、抽象概念多以及涉及知識(shí)面廣的“四多一廣”的特點(diǎn)[3]。比如，與“公差”有關(guān)的概念包括尺寸公差、配合公差以及幾何公差等，與“偏差”相關(guān)的術(shù)語(yǔ)有極限偏差、實(shí)際偏差、上偏差、下偏差、基本偏差等，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很容易混淆。課程的理論教學(xué)以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主，加之任課教師缺乏相應(yīng)的工程實(shí)踐能力，學(xué)生學(xué)到的往往是應(yīng)試技巧，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)零件幾何精度設(shè)計(jì)的理解及應(yīng)用，教學(xué)效果很不理想。因此，在后面的許多實(shí)踐環(huán)節(jié)中，零件幾何精度設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤率非常高。課程教學(xué)選用的教材大部分以理論知識(shí)為主，工程應(yīng)用方面的內(nèi)容較少，而且有些教材的編寫者缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這就導(dǎo)致編寫出來(lái)的教材質(zhì)量不高，有很多標(biāo)準(zhǔn)不能隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的改變而更新[4]。課程的考核評(píng)價(jià)體系缺乏多元化、過(guò)程化，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生在課程教學(xué)中的參與情況。

綜上所述，互換性與測(cè)量技術(shù)教學(xué)各環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了課程教學(xué)質(zhì)量，制約了課程發(fā)展。更重要的是，任課教師在教學(xué)過(guò)程中不能及時(shí)地將機(jī)械行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入，教學(xué)內(nèi)容和課程體系沒(méi)有更新，更沒(méi)有向?qū)W生介紹相關(guān)學(xué)科的研究新進(jìn)展、實(shí)踐發(fā)展的新經(jīng)驗(yàn)。這些都不能達(dá)到新工科建設(shè)的要求，因此課程改革迫在眉睫。

二、課程改革的思路

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的日益發(fā)展，許多高校都在探索一些新的教育技術(shù)與方法，用來(lái)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[5]。新工科建設(shè)的目標(biāo)是形成以學(xué)生為中心的工程教育模式，改革教學(xué)方法和考核方式，推進(jìn)信息技術(shù)和教學(xué)的深度融合[6]。我們根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)結(jié)果的要求，整合教學(xué)資源，對(duì)互換性與測(cè)量技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)方法改革，建立了“2+1”混合教學(xué)模式，即將在線學(xué)習(xí)、面對(duì)面課堂教學(xué)以及案例導(dǎo)入相結(jié)合。信息技術(shù)拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，使其學(xué)習(xí)體驗(yàn)可以延伸到傳統(tǒng)課堂以外。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)和移動(dòng)端，靈活開(kāi)展多種形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)[7]。

三、混合教學(xué)模式的構(gòu)建

基于MOOC平臺(tái)的混合教學(xué)模式中，教師的作用發(fā)生了較大變化[8]，教師從傳統(tǒng)教學(xué)中的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌辖虒W(xué)中的引導(dǎo)者，學(xué)生也從傳統(tǒng)課堂中的接受者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體。而教學(xué)目標(biāo)更注重培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的效果以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新素質(zhì)的養(yǎng)成?！?+1”混合教學(xué)模式如圖1所示。

“2+1”混合教學(xué)模式由兩部分組成：一是在線學(xué)習(xí)。課前任課教師在泛雅平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、班級(jí)QQ群以及微信群等多種途徑快捷地了解到學(xué)習(xí)通知。學(xué)生自主地安排學(xué)習(xí)地點(diǎn)、學(xué)習(xí)方式以及學(xué)習(xí)時(shí)間，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)觀看知識(shí)點(diǎn)MOOC視頻并完成相應(yīng)的作業(yè)。泛雅學(xué)習(xí)平臺(tái)會(huì)將每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)信息記錄在冊(cè)，學(xué)生可以隨時(shí)查看自己的學(xué)習(xí)信息，及時(shí)了解自己在整個(gè)班級(jí)里所處的水平，加強(qiáng)線上學(xué)習(xí)的自覺(jué)性。另外，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，可以在平臺(tái)上的討論區(qū)與老師、同學(xué)討論，或者將問(wèn)題帶到課堂來(lái)討論。任課教師在開(kāi)展課堂教學(xué)之前，利用平臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析處理功能，統(tǒng)計(jì)出學(xué)生完成任務(wù)點(diǎn)作業(yè)時(shí)錯(cuò)誤率較高的題目以及討論區(qū)參與度較高的問(wèn)題，然后合理地組織接下來(lái)的課堂教學(xué)。任課教師在學(xué)生的在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，既是MOOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的助教，又是面對(duì)面課堂教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者。二是面對(duì)面課堂教學(xué)。首先，任課教師以在線學(xué)習(xí)的情況為基礎(chǔ)，導(dǎo)入典型案例，然后進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講解、討論以及拓展學(xué)習(xí)。案例的選擇應(yīng)采用接近生產(chǎn)實(shí)際或工廠現(xiàn)有的典型零件為主[9]。比如，在講解螺紋公差與檢測(cè)時(shí)，以實(shí)際生產(chǎn)中具有螺紋標(biāo)注的圖樣展開(kāi)討論，包括螺紋的標(biāo)注中每部分所代表的含義、不同螺紋的功用及應(yīng)用場(chǎng)合、螺紋的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、螺紋的公差;針對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)容采用分組的形式進(jìn)行討論。將班上學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)組給出滾動(dòng)軸承的不同代號(hào)，學(xué)生通過(guò)查找資料，了解該類軸承的特點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)合，然后檢查課程任務(wù)完成情況。比如對(duì)于極限與配合這個(gè)內(nèi)容，可以引入學(xué)生熟悉的典型零件——減速器，通過(guò)分析減速器中軸與滾動(dòng)軸承、軸與平鍵以及軸與齒輪的裝配關(guān)系來(lái)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的拓展，讓學(xué)生了解極限與配合對(duì)機(jī)械裝置工作性能的影響，進(jìn)一步體會(huì)到要對(duì)零件進(jìn)行幾何精度設(shè)計(jì)的必要性。在討論過(guò)程中，教師對(duì)在線學(xué)習(xí)錯(cuò)誤率較高的知識(shí)點(diǎn)做重點(diǎn)解釋。每次課堂討論完成后，任課教師根據(jù)學(xué)生討論的情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。最后，任課教師對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)MOOC平臺(tái)進(jìn)行更新。通過(guò)“2+1”混合教學(xué)模式，學(xué)生經(jīng)過(guò)線上學(xué)習(xí)、課堂解惑、拓展學(xué)習(xí)整個(gè)過(guò)程，不但學(xué)習(xí)的積極性有所提高，而且知識(shí)遷移能力也得到了鍛煉。

四、“2+1”混合教學(xué)模式的應(yīng)用及其效果

眾所周知，要評(píng)價(jià)某一種教學(xué)模式的好與壞，必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，而且要從多個(gè)維度進(jìn)行[7]。采用“2+1”混合教學(xué)模式的互換性與測(cè)量技術(shù)課程改革，已經(jīng)實(shí)施了2年，下面將以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)（簡(jiǎn)稱機(jī)自）2016級(jí)學(xué)生為例，來(lái)討論該教學(xué)模式的應(yīng)用情況。該專業(yè)2016級(jí)的學(xué)生共有146人，分成4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)班。表1反映了各個(gè)班級(jí)線上視頻觀看情況?；Q性與測(cè)量技術(shù)課程泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的線上學(xué)習(xí)發(fā)布了25個(gè)視頻任務(wù)點(diǎn)，通過(guò)平臺(tái)大數(shù)據(jù)的分析功能，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都能完成全部視頻的觀看。4個(gè)班中只有1名學(xué)生的視頻觀看完成率在60%以下。學(xué)生觀看視頻的情況直接作為其互換性與測(cè)量技術(shù)課程成績(jī)?cè)u(píng)定的一個(gè)重要方面。對(duì)于任務(wù)點(diǎn)未完成的學(xué)生，教師首先通過(guò)泛雅平臺(tái)發(fā)布督學(xué)通知;若還是沒(méi)有完成，任課教師將與這些學(xué)生面談，督促其完成課程的學(xué)習(xí);如果還是沒(méi)有完成則直接進(jìn)入課程重修環(huán)節(jié)。

表2 為機(jī)自16101班部分學(xué)生觀看視頻情況統(tǒng)計(jì)，該知識(shí)點(diǎn)視頻時(shí)長(zhǎng)為11.3分鐘。從表中可以看出，泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)生觀看視頻的次數(shù)越多，則反芻比越高。因此，反芻比也可以讓任課教師更準(zhǔn)確地把握學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)，為后續(xù)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)提供參考。

表3為2016級(jí)學(xué)生線上參與討論情況。參與討論的方式有兩種即發(fā)表討論和回復(fù)討論。從表中數(shù)據(jù)可知，在整個(gè)線上學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生參與討論的積極性是非常高的。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困惑可以通過(guò)在線交流的方式尋求答案;對(duì)于知識(shí)點(diǎn)掌握較好的學(xué)生，也可以通過(guò)回復(fù)討論區(qū)問(wèn)題的方式幫助其他學(xué)生解決困惑。教師根據(jù)學(xué)生課程互動(dòng)的情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，該項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)最后納入到課程成績(jī)的評(píng)定里。相比較而言，學(xué)生主動(dòng)發(fā)表討論比回復(fù)討論要少，這也是今后教學(xué)需要重點(diǎn)改進(jìn)的地方。

通過(guò)上面的研究可以發(fā)現(xiàn)，雖然采用“2+1”混合教學(xué)模式也有一定的缺陷，但是它打破了傳統(tǒng)教學(xué)中以教師為中心的教學(xué)模式，學(xué)生不再是聽(tīng)眾，而是主動(dòng)參與到課程學(xué)習(xí)中，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。

五、建議與結(jié)論

對(duì)于學(xué)生而言，采用“2+1”混合教學(xué)模式使其學(xué)習(xí)自覺(jué)性有很大提高，投入的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力更多。課程完成后，通過(guò)對(duì)大部分學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn)，“2+1”混合教學(xué)模式中的線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，基本上都是在課堂教學(xué)前完成的，大部分學(xué)生都能自覺(jué)地去完成任課教師發(fā)布的任務(wù)。另外，任課教師組織課堂學(xué)習(xí)討論前，需要學(xué)生查閱更多的資料，豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，才能加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，使得課堂討論能夠順利進(jìn)行。所以說(shuō)，混合教學(xué)模式并沒(méi)有讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變輕松。

對(duì)于教師而言，采用“2+1”混合教學(xué)模式使其教學(xué)壓力增大很多，其教學(xué)地位也發(fā)生了變化。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師是知識(shí)的傳授者，根據(jù)課程大綱要求進(jìn)行內(nèi)容的講解;而學(xué)生主要是聽(tīng)眾和記錄者，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的主動(dòng)性表現(xiàn)是非常少的，甚至成為“低頭族”?！?+1”混合教學(xué)模式中，教師成為在線學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和課堂教學(xué)的組織者，告訴學(xué)生完成哪些學(xué)習(xí)任務(wù)并讓其通過(guò)自主學(xué)習(xí)完成這些任務(wù)。

對(duì)于各教學(xué)單位而言，采用“2+1”混合教學(xué)模式，要對(duì)課程的上課時(shí)間進(jìn)行合理安排。筆者經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，若想體現(xiàn)混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，必須保證學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時(shí)間。這就要求各教學(xué)單位在兩次課堂教學(xué)之間必須安排足夠的時(shí)間，而且同期開(kāi)設(shè)的其他課程要盡量少。

對(duì)于學(xué)校而言，采用“2+1”混合教學(xué)模式，要求課程考核標(biāo)準(zhǔn)要有更大的靈活性。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，其課程總成績(jī)的評(píng)定主要分為兩部分，其中平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，期末考試成績(jī)占70%，這就不能客觀地反映學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與情況?；旌辖虒W(xué)模式中，學(xué)生成為教與學(xué)的中心。為了更合理地反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與度以及積極性，必須重新調(diào)整課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。目前，互換性與測(cè)量技術(shù)課程成績(jī)?cè)u(píng)定分為兩部分：在線學(xué)習(xí)成績(jī)，由線上作業(yè)（占30%）、訪問(wèn)數(shù)（占3%）、章節(jié)考試（占30%）、視頻觀看（占30%）、課堂互動(dòng)（占4%）以及討論（占3%）構(gòu)成，占總成績(jī)的70%;面對(duì)面課堂教學(xué)，由課堂提問(wèn)與討論環(huán)節(jié)（50%）、課堂考勤率（占20%）以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（占30%）構(gòu)成，占總成績(jī)的30%。因此，學(xué)校不能采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、一刀切的方式進(jìn)行要求，必須靈活制定課程的考核標(biāo)準(zhǔn)。

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]