侯建明 ， 蔡偉通 ， 何秋梅

（1.廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，廣東 廣州 510925；2.廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院，廣東 廣州 510006）

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)的發(fā)展，利用信息化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革已成為高等院校教學(xué)改革的大趨勢。信息化技術(shù)因其便捷和高效的特點(diǎn)在各類不同課程的教學(xué)中得到了廣泛的使用。尤其是2018 年4 月教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動計(jì)劃》等相關(guān)文件以來，信息化教學(xué)已成為我國高校教學(xué)改革的有力抓手。其中，“線上+線下”混合式教學(xué)備受職業(yè)院校關(guān)注。2020 年新冠肺炎疫情暴發(fā)，“線上+線下”混合式教學(xué)為各大高?！巴Ｕn不停學(xué)”作出了重大貢獻(xiàn)。在此背景下，如何利用信息化技術(shù)手段，通過在線平臺打造線上教學(xué)資源，科學(xué)設(shè)計(jì)卓有成效的教學(xué)方案，掀起課堂革命，有力推動“三教”改革，是每個課程建設(shè)者面臨的重大課題。課題組針對“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)和目前教學(xué)存在的問題，以智慧職教-職教云平臺為載體，精選教學(xué)內(nèi)容，選取合適案例和知識點(diǎn)制作微課資源，充分采用信息化教學(xué)手段，科學(xué)地設(shè)計(jì)“線上+線下”混合式教學(xué)實(shí)施方案，以成果為導(dǎo)向，兼顧個體差異[1]，進(jìn)行行之有效的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程混合式教學(xué)改革。

1 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程現(xiàn)狀及改革的必要性

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是以機(jī)械原理、機(jī)械傳動和機(jī)械零部件為研究對象的一門課程[2]，是高等院校機(jī)械類專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個機(jī)械類專業(yè)課程體系中具有重要的基礎(chǔ)性地位。該課程注重對學(xué)生理論知識和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，旨在培養(yǎng)具有工匠精神的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才，尤其是對機(jī)械產(chǎn)品和零部件設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。因此，該課程對理論性和實(shí)踐性的綜合運(yùn)用能力要求較高，教學(xué)內(nèi)容多[3]，具有一定的學(xué)習(xí)難度。該課程工程概念多、公式多、符號多、圖表和標(biāo)準(zhǔn)多，知識點(diǎn)多且分散，每個章節(jié)之間的內(nèi)容邏輯關(guān)聯(lián)度相對其他學(xué)科較低，整體缺乏系統(tǒng)性，以至于不少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能進(jìn)行循序漸進(jìn)的有效學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)較差的學(xué)生容易對該課程失去學(xué)習(xí)興趣。在傳統(tǒng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課堂教學(xué)中，教學(xué)方法比較單一[4]，教師多采用講授法，即教師在講臺上講授理論知識，學(xué)生在講臺下被動地接受知識，這種以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。而純線上授課也存在一些弊端，如師生之間的互動不如在教室里面直接有效，在線上授課時，由于技術(shù)條件的限制，教師對學(xué)生的狀態(tài)難以實(shí)時監(jiān)督。因此，教師應(yīng)該合理利用信息化技術(shù)手段，采取“線上+線下”混合式教學(xué)模式，將抽象的理論形象化，將概念實(shí)物化，加深學(xué)生的形象記憶[5]，給學(xué)生打造一個開放性和個性化的學(xué)習(xí)平臺，注重以交互性為特征的教學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)資源的優(yōu)化配置，營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在獲得知識技能的同時增加豐富的情感體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)從“教師講授為主導(dǎo)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)”到“教師引導(dǎo)，學(xué)生主動學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

2 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 搭建線上教學(xué)資源庫平臺

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程采用智慧職教-職教云平臺作為線上教學(xué)的載體。智慧職教-職教云平臺是一個集合了移動端、教師端和管理端、能進(jìn)行高效互動的平臺，教師可在智慧職教-職教云平臺搭建課程在線資源庫，智慧職教-職教云為教師提供了一個可以搭建個性化課程的平臺。教師可以把教學(xué)資源如課件、微課、錄制的教學(xué)視頻等上傳到平臺，這里教師并不是簡單機(jī)械地上傳和推送教學(xué)資源，而是精心選取教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容必須考慮機(jī)械行業(yè)的發(fā)展需要，注重對學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，根據(jù)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位需求，突出用機(jī)械原理去解決實(shí)際工程問題的能力[6]。教師根據(jù)學(xué)情分析，在課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動。教師在這個平臺可以設(shè)計(jì)各種教學(xué)活動，如課前預(yù)習(xí)、課中簽到、分組課堂討論、搶答、課堂測驗(yàn)、投票問卷、課后考試、課程評價等教學(xué)活動。學(xué)生可以在移動端或者電腦端進(jìn)行自學(xué)，隨時隨地完成教師布置的任務(wù)，也可以通過移動端在平臺上對課程進(jìn)行評價并提出意見，實(shí)現(xiàn)師生之間的良性互動。該平臺打破了傳統(tǒng)教學(xué)中時間和空間的限制，可以滿足學(xué)生個性化、碎片化和立體化的學(xué)習(xí)需求，增加學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，并為學(xué)生和教師之間提供了有效的立體化的互動平臺。

2.2 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

基于智慧職教-職教云平臺的混合式教學(xué)模式，注重老師與學(xué)生之間的互動，通過個性化、開放性的教學(xué)設(shè)計(jì)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，充分利用信息化技術(shù)手段引導(dǎo)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的課堂參與度，通過大量的視頻動畫充分調(diào)動學(xué)生多種感官，降低學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。為了實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，混合式教學(xué)設(shè)計(jì)主要包含課前教學(xué)準(zhǔn)備、課中教學(xué)活動組織、課后拓展提升以及課程評價四方面的內(nèi)容，如圖1所示。

圖1 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)模式

2.2.1 課前準(zhǔn)備

在上課前兩周，教師應(yīng)做好學(xué)情分析，選取的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)充分對接職業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和國家行業(yè)新規(guī)范，以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，采用任務(wù)式教學(xué)方法，精心選取生活中的案例，通過任務(wù)引入、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)教學(xué)。同時，融入課程思政的元素，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和家國情懷，增強(qiáng)課程育人功能。以“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性”2 學(xué)時的課程設(shè)計(jì)為例，在課前，教師將提前制作好的微課資源（如微課“幾分鐘教會你判斷曲柄是否存在”）上傳至智慧職教-職教云平臺，將相關(guān)動畫（如顎式破碎機(jī)、汽車雨刮器、起重機(jī)、牛頭刨床、汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等）、課件和教學(xué)視頻上傳至平臺，并發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，同時在平臺布置相關(guān)知識的習(xí)題，進(jìn)行預(yù)習(xí)后的簡單測驗(yàn)。測驗(yàn)可選擇一些客觀題型，這樣系統(tǒng)可以自動批改作業(yè)，極大地提高教師的工作效率。發(fā)布的課程任務(wù)點(diǎn)類型如圖2 所示。同時，以汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為案例，設(shè)計(jì)引導(dǎo)式、任務(wù)式的提問，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生可在移動端完成教師布置的各項(xiàng)預(yù)習(xí)任務(wù)，可以通過碎片化學(xué)習(xí)的方式，自由選擇某個時間段完成教師布置的預(yù)習(xí)任務(wù)，在自主學(xué)習(xí)的過程中，如果遇到一些疑問，可在平臺與同學(xué)或教師進(jìn)行留言互動。通過在開放的信息環(huán)境中提供豐富的學(xué)習(xí)資源，可提升學(xué)生的自主性，增加學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，通過教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對課程內(nèi)容有初步的掌握。通過此階段，學(xué)生完成在課前試做的初階任務(wù)。

圖2 課程任務(wù)點(diǎn)類型分布

2.2.2 課中組織

教師用智慧職教-職教云平臺作為輔助手段，在線下組織教學(xué)。根據(jù)智慧職教-職教云后臺教師端的數(shù)據(jù)，整理出學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中遇到的問題，梳理出教學(xué)的重難點(diǎn)，根據(jù)反饋情況對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。以“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性”2 學(xué)時的課程設(shè)計(jì)為例，課程實(shí)施階段可分為任務(wù)引入、知識講授、分組強(qiáng)化提高、小組成果展示、學(xué)以致用等環(huán)節(jié)。在任務(wù)引入環(huán)節(jié)，教師借助汽車轉(zhuǎn)向的視頻，設(shè)置巧妙的提問，引出平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，以貼近生活的案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，提出學(xué)習(xí)任務(wù)“探索汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)”。在知識講授環(huán)節(jié)，教師借助動畫和視頻講授鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用，利用微課動畫演示講解曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動特點(diǎn)，并發(fā)布在線互動討論題目，學(xué)生通過平臺搶答，深入了解曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)及其演化形式。學(xué)生帶著問題聽講，看動畫和數(shù)曲柄，討論曲柄存在的條件，用思維導(dǎo)圖總結(jié)判斷曲柄存在與否的方法。在分組強(qiáng)化提高環(huán)節(jié)，用flash 動畫調(diào)整曲柄，分組搶答分析生活中的一些機(jī)構(gòu)，在智慧職教-職教云平臺搶答，并統(tǒng)計(jì)展示應(yīng)用成果，教師則聽取各小組分享，及時糾正其中存在的問題。在課中組織階段，學(xué)生完成的任務(wù)實(shí)現(xiàn)由“課前試做的初階任務(wù)”向“課中學(xué)做的高階任務(wù)”遞進(jìn)。

2.2.3 課后拓展提升

教師通過智慧職教-職教云平臺發(fā)布課后作業(yè)。以“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性”2 學(xué)時的課程設(shè)計(jì)為例，教師在平臺發(fā)布課后測驗(yàn)內(nèi)容（曲柄判斷方法），對課中、課前的知識加以鞏固。同時發(fā)布拓展提升任務(wù)，讓學(xué)生用本次課所學(xué)內(nèi)容（平面機(jī)構(gòu)的應(yīng)用）和所學(xué)軟件設(shè)計(jì)公交車車門啟閉機(jī)構(gòu)，并發(fā)布設(shè)計(jì)仿真指導(dǎo)視頻。學(xué)生在課后完成教師布置的任務(wù)，并上傳至平臺展示，教師通過平臺對學(xué)生作品進(jìn)行評價，并將學(xué)生的優(yōu)秀案例上傳至在線學(xué)習(xí)庫。在課后拓展階段，學(xué)生完成的任務(wù)實(shí)現(xiàn)由“課中學(xué)做的高階任務(wù)”向“課后實(shí)做的進(jìn)階任務(wù)”遞進(jìn)，從而使學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到提升。通過課前試做、課中學(xué)做、課后實(shí)做三層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械工程實(shí)際問題和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐的能力。同時，拓展內(nèi)容應(yīng)融入思政元素，引入“大國重器”“超級工程”和“機(jī)械發(fā)展史”等拓展內(nèi)容[7-8]，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)機(jī)械之美，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)課程育人功能，培養(yǎng)真正德技并修的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

3 課程評價方式的改革

傳統(tǒng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程評價是采用“60%期末考試成績+40%平時成績”的方式，其中平時成績包括考勤作業(yè)，期末考試是以閉卷方式命題考試。對“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行混合式教學(xué)改革后，這種傳統(tǒng)的考核方式已無法滿足課程的教學(xué)需要。為公平公正地測評整個教學(xué)過程，采用集教師評價、學(xué)生互評、智慧職教-職教云平臺評價于一體的多元多維的評價模式，對學(xué)生的知識掌握程度、能力素質(zhì)和個性特征進(jìn)行全方位的考核，如表1所示。

表1 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)考核評價標(biāo)準(zhǔn)

4 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程混合式教學(xué)改革成效

通過對“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的“線上+線下”混合式教學(xué)改革，課程教學(xué)取得了初步的改革成效，主要總結(jié)為以下幾點(diǎn)：第一，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力得到了提升。通過智慧職教-職教云平臺，學(xué)生能有效地進(jìn)行碎片化和個性化學(xué)習(xí)，在課堂上能有效促進(jìn)師生之間的互動，極大地提高了學(xué)生的課堂參與度，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)從“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)”到“以學(xué)生為中心，以教師為引導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變。第二，學(xué)生對機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐能力得到了提升。在傳統(tǒng)課堂中，學(xué)生對課堂教學(xué)的參與度相對不高，眾多工程概念、圖紙、公式復(fù)雜難懂，學(xué)習(xí)主動性不高的學(xué)生容易失去信心，教學(xué)效果不理想。在“線上+線下”混合式教學(xué)改革中，教師精心選取教學(xué)案例，充分利用信息化教學(xué)手段，對教學(xué)重難點(diǎn)進(jìn)行直觀展示，讓學(xué)生深入理解其中的原理，降低了學(xué)習(xí)難度。同時，課程設(shè)計(jì)注重應(yīng)用型知識傳授和實(shí)踐性技能培養(yǎng)，通過布置三階遞進(jìn)的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力和動手實(shí)踐能力有了極大的提升。第三，通過混合式教學(xué)改革，提升了學(xué)生對課程和教師授課的滿意度。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對自身的學(xué)習(xí)能力和機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力、對課程的學(xué)習(xí)興趣以及對教師的授課情況等均有較高的滿意度，部分調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)滿意度調(diào)查情況（部分）

5 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)的發(fā)展，混合式教學(xué)已成為我國高等教育教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。通過“線上+線下”混合式教學(xué)改革，豐富了在線學(xué)習(xí)資源，拓展了課程深度，為學(xué)生提供了一個多維度、個性化和開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境，能有效提升和開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和興趣?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要以培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械分析設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主線[9]，以培養(yǎng)具備較強(qiáng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的機(jī)械設(shè)計(jì)人才[10]和具有家國情懷和工匠精神的技術(shù)技能型人才為目標(biāo)。如何將課程的線上學(xué)習(xí)和線下教學(xué)進(jìn)行有效的深度融合，挖掘思政元素，融入工匠精神，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)課程育人功能并實(shí)現(xiàn)課程育人目標(biāo)，是廣大課程建設(shè)者必須思考的問題。