基于MOOCs的机械原理课程的机械创新设计实践与探索

郭士锐　郭小锋　程军红

摘要：作为工科院校机械类和近机械类专业学生必修的一门专业基础课程，机械原理课程存在着课时少、理论强、难消化等问题。本研究针对课程特点结合机械创新设计，采用MOOCs教学方式，实现了多媒体、师生的交流互动，从而激发了学生的学习兴趣，提高了机械原理课程的教学质量。

关键词：MOOOs；SPOC；机械原理；机械创新设计；教学改革

一、引言

机械原理是机电类工科学生的一门专业基础课程，一般在大学二年级开设。大多数学生由于工厂经验缺乏，基本工程意识薄弱，也缺少空间思维能力与材料成型及控制等基础知识，很难对机械原理课程有更深层次的把握。机械原理课程已经形成了较为完整的教学体系，然而，现有的教学方式仍以“填鸭式”为主，教学效果不尽如人意。现有的大部分高校机械原理课程学时数相较起初已经大幅度减少，課程内的实践环节也大大缩减，在这种情况下，学生接受知识是被动的，教师的教学也由之前的小班授课转变为现在的合班讲授，为了改变现有状况，各高校都在寻找新的模式以提高教学效果。

二、MOOCs（Mass i ve Open On li ne Coursers）大规模开放式在线课程

MOOCs（Massive Open Online Coursers）即大规模开放式在线课程，是近几年推出的一种网络在线课程模式，在互联网上组织发布开放课程。自美国Coursera Udacity和edX等为代表的互联网教学平台创办以来，以MOOCs为开放共享的教学模式迅速铺展开来，国内高校自2010年以来利用互联网平台，将一些精品课程的讲座视频再加工放到MOOC平台上，让学生可以与名师互动交流。这种方式不仅为学生提供了优质的课程资源，也大大提高了学生的自主学习性。

MOOC平台的大规模应用使线上课程逐渐增多，学生数量也呈现明显增长，但是这种互联网教学方式也有一些问题，主要存在于教与学之间。比如，起初课程视频是对社会公开的，不对课程先修条件进行设置，这使得多数参与学习的学生水平参差不齐，大多数学生基础较差，课程完成率低下，教师的工作积极性也不高。另外，平台中的视频与MOOC理念不相符，课程目标、教学对象、难点与重点不清晰。另外，许多课程仍然沿用传统的思维理念进行传统课程结构与流程的再现，相当于只换了一种形式。

三、SPOC（Small Private online Course）小规模限制性在线课程

SPOC（Small Private Online Course）即小规模限制性在线课程，最早由美国加州大学伯克利分校的福克斯教授提出，在国内通常被称为“私播课”或“翻转课堂（Flipped Classroom）”。它建立在慕课的基础之上，要求学生必须具备一定的条件，即提高了准入门槛。SPOC的基本流程是：学生与教师准备，课堂进行，课后复习。教师在上课前需要整合教学大纲，编排教学日历，把数字材料（视频、电子教材等）在互联网平台中公开，让学生预习，完成课堂前测等，课堂上教师可以与分组后的学生互动（答疑、解惑、分享、归纳等），课后学生在平台完成作业，教师可以直接评论，全程个性化的辅导，最终完成主题学习的一种新的教学方式。

这种教学方式，是传统教学方式的优势与网络化学习优势的结合，颠覆了传统课堂教学模式，从而形成新的教学模式。使人们重拾课堂教学改革的希望。这种教学模式既让教师把握教学过程的监控、引导，又可以提高学生自主学习的积极性。在基于MOOCs教学的SPOC理念教学模式中，改变了教师的教学理念与学生的认知方式，也对学生的考查进行了颠覆，不再让最终的一纸成绩定胜负，更重视学生的学习过程。这不仅是形式的变化，而且是素质教育结合现代教育，充分利用互联网的优势取得的更好的教学方式。所以说基于MOOCs教学的SPOC是一种新的学习理念。

四、基于慕课的机械原理课程翻转课堂

（一）教学体系

慕课教学的价值取向本是以“学”为本。在慕课视频互联网平台教学中，传统课堂教学内容重点浓缩为几分钟的“微课程”，在学习“微课程”后可立刻进行测试，以监督查验学生的学习效果。在以慕课为基础的翻转课堂教学改革研究过程中，机械原理课程既要制定每个“微课程”的教学目标，也要对本领域的研究与发展动向有一定的了解。

机械原理课程翻转课堂教学方式的出现，为学生提供了更多的学习途径。机械原理课程任课教师一方面要利用国内知名高校现有的机械原理慕课课程进行学习，认真制作具有自己知识产权的教学资源；另一方面也要根据课程中的章节相关性，将一些相关度较高的章节整合，改革以章节顺序来学习专业知识的传统教学方式。每节慕课可作为一个单元知识体进行测试、讲解和解答，然后根据各个单元知识在课程大纲中构建完整的体系，让学生了解其承接关系。

（二）实施方法

SPOC的内容可从教师准备、学生准备、课堂进行、课后复习四个方面简要说明，如下图所示。

1.教师准备

教师要根据需要整合教学大纲，编写教学日历与教学目标，制定成绩考评原则，制作教学PPT，指定学生用教材或参考书籍。教师也可以将往年的试题根据“微课程”的单元体知识点汇整题库，组织课前问题和练习题，发布或更改作业。笔者通过在“泛雅”平台上的SPOC教学实践得到如下启示：首先，SPOC增强了学生的学习兴趣，提高了学习质量与课程的完成率；其次，SPOC在“泛雅”平台上，通过大班进行小班分组教学，增加了教师对学生平时成绩与平时学习行为等记录和监控，并能及时与学生沟通互动。

2.学生准备

学生在课前通过学号登录“泛雅”平台，填写班级，完成课程报名并进入课程，可以查看教师提前设置好的教学大纲、教学目标、教学日历、课前作业等内容，学习电子教材内容，根据“微课程”做笔记，完成教师预先布置的习题，并收集在课程学习中出现的问题。

3.课堂进行

教师按照传统教学方式与学生面对面，在课堂上用平时课堂20%～50%的时间重点讲解问题最多的知识点，然后根据班级人数将学生分成小组，由组长负责，在课堂剩余的时间里由教师主持讨论，课程重点和疑难问题一并由组员交组长汇总发言，师生与各个小组进行共同讨论。课前作业与优秀的个人成绩，教师可以进行展示分享，最后教师进行归纳总结课程。

4.课后复习

学生在“泛雅”平台上查看教师发布的课后课程作业进行完成复习并上传，全部课程学习结束还可查看历年考试进行模拟测验并上传，教师也在平台上掌握学生学习进度，并对课后作业进行修改考评，上传评语。教师通过“泛雅”平台可以掌握学生自主学习状况、测试后的成绩与班级排名等。全方位了解学生的学习情况。

（三）存在的问题

学生受传统被动学习方式的影响，学习主动性较低，如何让学生利用课余时间去学习翻转课堂的教学形式，是当前需要解决的重要问题。另一个问题是传统教学让教师工作压力大，如何让教师从繁忙的科研教学任务中脱离，有时间梳理课程并制作高水平的微视频。高校要适当建立新的慕课考评体系对教师进行考评，这是有效解决慕课发展瓶颈的途径。

五、结语

MOOC的迅速发展为机械原理课程的教学改革提供了新的思路，为师生带来了新的教学与学习体验，也为机械原理课程的教学模式提出了新的挑战。基于MOOCs的机械原理课程的机械创新设计实践与探索，可以为工科院校近机类专业课程的教学提供借鉴，但如何利用基于慕课的翻转课堂增加学生的积极性，应该在课程体系、教学管理等方面进行大胆尝试和实践，量变到质变的创新变革还需要广大教师的长期摸索。

责编：夜雨