摘要：伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，以計算機為媒介的線上和線下教學相結(jié)合的教學得到教育界越來越廣泛的關(guān)注。文章以機械類專業(yè)機械原理課程為例，基于“一致性建構(gòu)”課程設(shè)計概念，探索SPOC混合式教學模式在該課程中的應用。課前，教師在線上平臺上傳學習資料，學生線上進行課前預習。課堂活動采用線上線下相結(jié)合的方式，提高學生在課堂學習中的主體意識，幫助學生進行主動知識建構(gòu)。課后，師生持續(xù)構(gòu)建線上的探究學習社群。旨在為同行進一步推進基于SPOC混合式教學模式進行“以學為中心”的課程實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：SPOC；混合式教學；一致性建構(gòu)；機械原理

伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教學模式面臨著“慕課”“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”等的挑戰(zhàn)。由于新生一代在成長過程中對智能終端的使用習慣，學生的泛在學習需求與傳統(tǒng)課堂教學特定時空限制之間的矛盾日益凸顯。以計算機為媒介的線上學習和線下面對面課堂教學相結(jié)合的混合式教學方式得到當今教育界越來越廣泛的關(guān)注。在混合式教學模式當中，小規(guī)模私有在線課程［1］即基于SPOC（smallprivateonlinecourse）的混合式教學”［2］，其在大學混合式教學實踐中取得良好效果。以“慕課”“微課”“虛擬仿真實驗室”等為代表的在線資源，由于其學習方式以異步的文本、圖片或視頻資料等的自主學習為主，學生可根據(jù)自己的認知水平把握學習進度，這將大大降低學生的認知負擔，減弱依靠短時記憶處理大量事實和觀點的需求，為學生提供足夠的有利條件處理信息以進行知識建構(gòu)［3］。但由于在線方式相比面對面課堂教學方式缺乏社交線索，不利于參與者產(chǎn)生歸屬感以及相互之間構(gòu)筑情感紐帶［4］。SPOC混合式教學重新定義了教師的作用，創(chuàng)新了教學模式并能夠賦予學生完整、深入的學習體驗，提高了課程的完成率［5］。實踐證明，采取線上線下相結(jié)合的基于SPOC的混合式教學模式，可以將在線課程和課堂教學的優(yōu)勢相結(jié)合［6-9］：教師通過選取適當?shù)膬?nèi)容作為線上部分，降低了課堂教學過程的時間成本，同時，學生的學習過程在教師的引導和監(jiān)督下完成，學生課程學習的完成度得到了保障。

“一致性建構(gòu)”由澳大利亞教育心理學家約翰·比格斯（JohnBiggs）提出，作為課程設(shè)計的基本原則，它整合了“一致性”和“建構(gòu)主義”兩個概念［10］。在教學系統(tǒng)中的各個組成部分，特別是所用的教學方法和評價任務，要與學習目標有直接的關(guān)系，保持一致。在建構(gòu)學習中，學生不是簡單被動地接收信息，而是主動地建構(gòu)知識的意義，學習過程是學生主動建構(gòu)知識的過程。

本文針對專業(yè)基礎(chǔ)課機械原理課程，基于“一致性建構(gòu)”課程設(shè)計概念，進行了SPOC混合式教學方案的實踐應用。在線上部分，安排學生完成基本概念的學習與理解，在線上平臺實現(xiàn)作業(yè)、課前測試和隨堂練習的發(fā)放、提交和批改，實時掌握學生學習動態(tài)并對教學過程實現(xiàn)記錄評估。在課堂教學環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮面對面課堂教學的優(yōu)勢，強化學生對重難點的理解以及理論知識的應用。制定合理評價體系，在線上平臺進行作業(yè)、課前測試和章節(jié)測試的發(fā)放、提交和批改，實時掌握學生學習動態(tài)并對教學過程實現(xiàn)記錄評估。對學生適時發(fā)放調(diào)查問卷并進行訪談，教學團隊定期溝通，對教學效果進行全方位的把控，并將學生學習效果反饋至課程的優(yōu)化設(shè)計。

一、教學設(shè)計要求

機械原理課程是機械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是機械專業(yè)研究機械共性問題的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程建立在以高等數(shù)學、大學物理、理論力學等基礎(chǔ)課程構(gòu)建的理論體系基礎(chǔ)上，所研究的問題相對基礎(chǔ)課程更接近工程實際［11］。同時相比專業(yè)課程，機械原理研究的重點是機械具有的共性問題，具有更寬的研究范圍及普適性。

本科生專業(yè)基礎(chǔ)課程既是專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，又是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)的延伸，其在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承上啟下的作用，在本科生專業(yè)教學體系中占有非常重要的地位。對于專業(yè)基礎(chǔ)課課程的學習，一方面，要求學生具備一定的綜合分析能力，在教師有針對性的引導下，利用理論知識基礎(chǔ)在實踐中觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題并嘗試解決問題；另一方面，由于專業(yè)基礎(chǔ)課所涵蓋的學科知識具有相對穩(wěn)定的核心部分以及發(fā)展較快的技術(shù)前沿，而教材等資料由于出版周期等原因往往有滯后，需要學生具備一定的信息檢索能力。因此，機械原理作為機械類本科生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具備混合式課程教學的適用性特點。

專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學設(shè)計需要充分調(diào)動學生的積極性，理論結(jié)合實際，將基礎(chǔ)課的理論與工程實踐有機融合，充分鍛煉學生解決復雜工程問題的綜合能力，培養(yǎng)學生綜合考慮問題的高級思維，體現(xiàn)出課程的“高階性”。同時，課程內(nèi)容需保證前沿性和時代性，通過與信息化技術(shù)相結(jié)合進行混合式教學，呈現(xiàn)出教學模式的先進性和互動性，使學生充分參與其中，在兼顧教學內(nèi)容、教學模式、教學過程“創(chuàng)新性”基礎(chǔ)上，力爭獲得探究性和個性化的學習效果。另外，本課程在抽象理論的基礎(chǔ)上注重理論結(jié)合實踐，課程內(nèi)容具有一定的難度，一方面，要求授課教師具備扎實的數(shù)學物理基礎(chǔ)，同時能夠結(jié)合課程特點進行教學資料的更新迭代，高質(zhì)量備課；另一方面，要求學生在理解理論知識的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮主觀能動性，完成具有“挑戰(zhàn)度”的課程內(nèi)容學習。

二、教學方案設(shè)計

課堂面對面教學前，教師在線上平臺發(fā)布學習目標、學習內(nèi)容、重點難點、知識框架，使學生對學習內(nèi)容在課堂教學前建立概括性了解，構(gòu)建知識體系的認知版圖。同時在線上平臺上傳包含教學內(nèi)容的PPT、視頻，學習方式以文本、圖片或視頻資料等的自主學習為主，學生可根據(jù)自身認知水平把握學習進度，進行線上學習。

通過線上線下相結(jié)合的方式完成課堂學習，此階段教師鼓勵學生進行口頭表達和線上答題反饋學習效果，通過教師精講和師生互動，針對課程的重難點進行課堂學習，同時根據(jù)學生談論結(jié)果和線上答題統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果對學生共性問題進行指導，使課堂學習更有針對性。鼓勵學生根據(jù)教師提出的問題進行小組間談論，實現(xiàn)生生互動，對于個別學生在學習過程中的疑問進行師生互動，并通過課堂PPT、視頻、線上測評和搶答等實現(xiàn)學習者和學習內(nèi)容之間的互動。使學生根據(jù)自己的已有知識及經(jīng)驗背景，對外部信息進行選擇、加工和處理，生成自己的理解，實現(xiàn)“以學為中心”的知識建構(gòu)。

課堂考查評價圍繞學習目標開展，學習活動與學習測評保持一致，學習測評以客觀題為主，強調(diào)知識學習。課堂討論設(shè)置開放討論題目，討論題目為教師根據(jù)往年教學反饋結(jié)果擬定，通過師生、生生間針對開放問題的分析討論，培養(yǎng)學生觀察、分析問題的能力，學生經(jīng)過傾聽、溝通，相互支持，共同成長，使學生在建構(gòu)知識的同時建立對該專業(yè)課程的興趣，實現(xiàn)能力和情感價值學習目標的達成。

課后教師在線上學習平臺布置作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容的安排遵循一致性原則，內(nèi)容圍繞教學目標進行設(shè)定，難度有分層，兼顧重點知識的靈活應用和難點知識具有挑戰(zhàn)度的練習，使學生在完成作業(yè)的過程中，針對課堂內(nèi)容查漏補缺，繼續(xù)完善知識建構(gòu)。教師通過線上平臺批改學生作業(yè)，將批改結(jié)果反饋學生，并根據(jù)平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計了解學生學習目標達成情況，實時掌握學生學習動態(tài)并對教學過程實現(xiàn)記錄評估。評估結(jié)果可作為下一輪教學方案設(shè)計的參考依據(jù)，實現(xiàn)課程方案設(shè)計的可持續(xù)優(yōu)化迭代。同時，教師在線上學習平臺上傳擴展自學內(nèi)容，鼓勵學生自主學習拓展內(nèi)容，并通過學生留言反饋，繼續(xù)構(gòu)建線上探究學習社群，適時通過調(diào)查問卷、訪談等形式了解學生在混合式教學模式下的學習體驗和感受，并保持課程教學團隊的定期溝通，對教學效果進行全方位的把控，從而反饋至課程的優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)課程的持續(xù)改進。

三、SPOC混合式課程教學實踐案例

本部分內(nèi)容以“平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析”為例，開展了SPOC混合教學模式在機械原理課程教學方案設(shè)計和實踐中的應用。

課前在線上平臺上傳教學大綱、課程基本內(nèi)容、知識框架圖、教學內(nèi)容的PPT、視頻等內(nèi)容。下表是以“平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析”為例，列出該學習單元在線上平臺發(fā)布的包含學習目標、學習內(nèi)容和重難點的課程基本內(nèi)容，方便學生在課前清晰把握該單元內(nèi)容的學習要求。圖1是該學習單元的知識框架，幫助學生在課堂教學前了解該學習單元的知識脈絡(luò)，并將其納入機械基礎(chǔ)課程知識體系的個人認知版圖之中。

“機構(gòu)組成原理與結(jié)構(gòu)分析”學習單元的課堂教學設(shè)計包含復習回顧、課前診斷、重難點內(nèi)容教學、歸納總結(jié)以及內(nèi)容拓展。每個教學環(huán)節(jié)根據(jù)教學內(nèi)容的需求，安排相應的教師活動和學生活動，活動的安排遵循一致性建構(gòu)原則，圍繞學習目標，教學活動均與學習目標有直接關(guān)系，幫助學生主動地建構(gòu)知識的意義，將學習過程從學生被動接受信息轉(zhuǎn)化為學生主動建構(gòu)知識的過程。

在復習和課前診斷環(huán)節(jié)，學生首先在教師的引導下結(jié)合PPT討論復習平面機構(gòu)自由度的內(nèi)容，并在線上平臺進行平面機構(gòu)自由度計算的習題作答，之后結(jié)合PPT、動畫及教師講解回顧線上平面機構(gòu)組成原理的學習內(nèi)容，并在線上平臺完成課前測試題。教師通過機構(gòu)自由度計算習題和課前測試題的作答情況，統(tǒng)計分析結(jié)果，為學生查漏補缺。

在課程重點難點內(nèi)容教學環(huán)節(jié)，針對教學重點平面機構(gòu)的組成原理，教師發(fā)布討論任務：討論桿件組的自由度，以及能否將同一桿組的外接副連接于同一構(gòu)件（機架除外）上，引導學生根據(jù)線上學習內(nèi)容進行分組討論并得出小組結(jié)論。針對教學重點平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合PPT，學生跟隨教師講解，通過自由度計算公式理解基本桿組概念并認識典型桿組形式，之后學生在教師引導下思考是否存在包含兩個內(nèi)接副和一個外接副的Ⅱ級桿組，以及Ⅱ級桿組的兩個外接副是否可以在同一構(gòu)件上，并口述發(fā)表個人看法。針對教學難點，教師在線上平臺發(fā)布簡單機構(gòu)拆分習題的搶答，并根據(jù)學生答題情況為其加課堂表現(xiàn)分；結(jié)合PPT介紹結(jié)構(gòu)分析的目的和方法，并結(jié)合流程圖介紹結(jié)構(gòu)分析的步驟；結(jié)合案例分析——破碎機的拆分，進一步深入講解平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的方法和步驟；通過機構(gòu)實例提高學生機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的能力；通過指定不同的原動件，提升習題的深度，幫助學生進一步理解機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析方法。

最后，學生在教師引導下，結(jié)合PPT對課堂學習內(nèi)容進行歸納總結(jié)。教師在線上平臺上傳課后作業(yè)以及擴展自學內(nèi)容——采用探討模塊法搭建復雜機構(gòu)。

“機構(gòu)組成原理與結(jié)構(gòu)分析”學習測評及作業(yè)題目如下：

（1）課前測試題：

復習考查目標：平面機構(gòu)自由度的計算。

選擇題：在平面內(nèi)，運動副所提供的約束是（）個。

A.0B.2C.3 D.1或2

判斷題：一個自由構(gòu)件具有3個自由度。（）

計算題：計算下圖（見圖2）所示機構(gòu)的自由度。

考查目標：平面機構(gòu)的組成原理。

判斷題：任何機構(gòu)都是由機架、原動件和若干自由度為零的桿組組成。（）

判斷題：任何機構(gòu)的從動件系統(tǒng)的自由度都等于零。（）

（2）課堂測試題：

考查目標：平面機構(gòu)分析方法。

分析題：請對以下機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，說明其組成原理，判斷機構(gòu)的級別和所含桿組的數(shù)目。

（3）課后作業(yè)：

考查目標：平面機構(gòu)組成原理和結(jié)構(gòu)分析方法。

分析題1：請對以下機構(gòu)（如圖3）進行結(jié)構(gòu)分析，說明其組成原理，判斷機構(gòu)的級別和所含桿組的數(shù)目，并討論，當主動件更換為構(gòu)件4時，機構(gòu)的級別是否發(fā)生變化。

分析題2：請同學們在日常生活中找一個平面連桿機構(gòu)的應用，繪制其運動簡圖并分析機構(gòu)組成。

結(jié)語

本文基于SPOC混合式教學，按照一致性建構(gòu)原則，進行了機械原理課程的教學方案設(shè)計和教學實踐應用。課前教師在線上學習平臺上傳學習目標、學習內(nèi)容、重點難點、知識框架，包含教學內(nèi)容的PPT、視頻，學生線上進行課前預習。課堂教學活動采用線上線下相結(jié)合的方式，提高學生在課堂學習過程的參與度，幫助學生建立學習過程中的主體意識。課后通過作業(yè)、自主學習內(nèi)容發(fā)放，繼續(xù)構(gòu)建線上持續(xù)的探究學習社群。后續(xù)擬持續(xù)系統(tǒng)改進機械原理課程的教學設(shè)計，以實現(xiàn)“以學為中心”的課程設(shè)計和教學改革，打造具有高階性、創(chuàng)新性和具有挑戰(zhàn)度的一流本科生專業(yè)基礎(chǔ)課程。

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