基于MOOC混合教学模式的“互换性与测量技术”教学改革与实践

张宏+胡业发+吴彦春+石绘

摘 要 文章在分析互换性与测量技术课程内容特点、学生学习特点和教师教学特点的基础上，提出基于MOOC混合教学模式的教学改革思路。结合我校教师所开发的MOOC，采用混合式教学模式，从教学理念、教学体系、考核方式、教学资源等角度出发，对课程教学重新进行优化重构。通过教学改革与初步实践，取得良好效果：增强了学生的工程意识，提高了学生的工程实践应用能力和创新能力，促进了学生自主学习能力和终生学习意识。

关键词 互换性与测量技术 混合教学模式 自主学习

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.11.057

Abstract Based on the analysis of the content and characteristics of interchangeability and measurement technology， the characteristics of students' learning and the characteristics of teachers' teaching， this paper puts forward the teaching reform ideas based on the MOOC mixed teaching mode. Combined with the MOOC developed by our school teachers and adopting the mixed teaching mode， the curriculum teaching is optimized and reconstructed from the perspectives of teaching concept， teaching system， assessment methods and teaching resources. With the preliminary practice of teaching reform， and achieved good results： to enhance students' awareness of the project to improve students' application ability of engineering practice and innovation ability， promote students' autonomous learning ability and lifelong learning consciousness.

Keywords interchangeability and measurement technology； mixed teaching mode； autonomouslearning

隨着人类社会科学技术的发展，各类机械层出不穷：天上飞的飞机、地面跑的汽车、水里游的轮船、海底钻的潜艇、太空飘的载人飞船……所有这些机械都离不开机械设计、制造和维护，而互换性与测量技术与之密切相关，特别是我国载人神舟飞船准确对接、中国标准动车组“复兴号”正式运行等现代高科技，更是离不开这一关键性技术[1]。“互换性与测量技术”课程的实质就是教会学生如何对机器进行精度设计，它是机械类专业的一门主干技术基础课、技能课和应用课，在机器的设计过程中，除了要进行运动、动力、强度、结构等方面的设计外，还需要进行精度设计。机器的精度直接影响其工作性能、振动、噪声和寿命，科技越发达，对机器的精度要求越高，对互换性的要求也越高，机器加工就越困难。从某种意义上来说，机器精度设计与加工精度水平的高低是一个国家机械工业发展水平的重要指标之一，因此，该课程在机械类专业的人才培养过程中占有十分重要的地位，其教学效果对人才培养目标的实现也起着关键性的作用。

2012年5月，教育部发布了《精品资源共享课建设工作实施办法》的通知，进一步明确了精品资源共享课建设是国家精品开放课程建设项目的组成部分，建设的目的是“引领教学内容和教学方法改革，推动高等学校优质课程教学资源通过现代信息技术手段共建共享，提高人才培养质量，服务学习型社会建设”[2]。从2012年起，全国各类MOOC平台应运而生。互换性与测量技术课程作为2004年湖北省级精品课程应进一步加强后续建设，解决教学中一直存在的问题。

1 现状

本课程的实践性特别强，精度设计中的公差与配合的合理选择和正确标注都来自于人类长期的生产实践和经验总结。虽然常规的PPT多媒体教学方式可以增加一定程度的感性认识，但缺乏生产实践的大学生对这些知识点的理解无法达到感性认识上的互动，难以激发他们的学习兴趣，教学效果不理想。精度设计综合应用能力较差，学生在毕业设计中，不会正确地设计典型零部件的精度，不会根据零部件的功能及精度要求选择合理的测量方案，这些问题在学生后续的学业、工作中突出显现。

随着我国经济水平持续快速的发展，机械产品生产规模日益扩大，各高校机械类专业招生数量每年持续增加，面对如此多的学生，教学安排往往都是大班上课。这种现状使得师生交流和互动日益减少，个性化的教学设计很难得以实施。以试卷考试为主的传统教学考核方式，形式过于单一，传统教学过程主要还是教师讲、学生习题巩固，侧重知识点的记忆，主要考查学生对所学内容的理解，而不注重精度设计实际应用综合能力。实验环节是常规的验证性实验，缺乏开放性、创新性、综合性实验。

该课程在精品课程立项后的后续建设与维护工作中存在如下问题：网络资源更新率低，通过精品课程网络点击，发现一些课程录像、课件、习题、教材、反映学科前沿的最新成果等网络资源更新率比较低，课程的建设滞后，交互性较差。

去年，我校教师针对以上突出问题，根据在校大学生学习特点，开发了互换性与测量技术教学MOOC，结合中国大学MOOC平台[3]（如图1所示），采用线上线下混合式教学，以精度设计为主线，围绕通用零部件例如齿轮、轴承、减速器等的精度设计的典型案例，从教学理念、教学体系、考核方式、教学资源等方面，对课程教学加以重构。endprint

2 教学改革与实践

2.1 教学理念创新，强调使用性能与经济性的关系，培养学生的工程意识

精品课程服务对象从以教师为主，转向服务学生和教师，这种服务对向的转型，是新教学理念的体现。长期以来课程教学一直是以知识传授为中心，整个课程教学体系反映为单一知识传授的课程教学模式，所培养出的学生基础知识较扎实，但知识面相对较窄，动手能力普遍较差，缺乏创新精神，难以适应竞争日益激烈的社会发展的需求。高校教学理念革新势不可挡，互换性与测量技术课程教学不能仅是单纯的传授知识，而更要注重开发学生的自身潜能和培养学生的创新能力和综合素质，通过该课程基于MOOC混合教学模式，促进学生自主学习和终身学习意识。

讲授机械精度设计方法时，必须让学生明确精度设计的任务和目标，牢记好的设计应该是在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的精度等级，获得最佳经济效益。在讲授该课程的整个过程中都要强调机械产品使用性能与经济性的关系，不断增强学生的工程意识，让学生明白不同的精度设计和检测方案对工程和社会造成的影响非常巨大，明白降低成本提高产品的竞争力关键在于设计而不是制造，感受作为一名机械工程师所承担的责任，让他们在学校就开始理解在今后走入工作岗位的基本工作原则，为树立良好的职业道德奠定基础。

2.2 采用线上线下混合式教学，精心设计教学方法，重构学习过程

目前无处不在的移动设备改变了人们处理信息的方式和环境，手机、平板等智能设备的普及，推动了对移动学习的需求。为了顺应时代的发展，该课程率先采用了混合式教学，课程的信息传递安排学生在课前完成，教师不仅提供在线视频、PPT课件和测试等各种学习资源，还提供在线辅导，学生通过爱课程教学平台根据各自理解能力更加灵活、主动参与该课程知识点的学习，学生不再遗留问题，遇到不会的可以马上查看相应讲解，可以根据自己的能力做相应练习，还可以反复学习没有掌握的内容。该课程的吸收内化是在课堂上通过师生互动探讨典型案例来完成，教师能够提前发现学生存在的学习问题，在课堂上给予有效的辅导，同学之间在课堂上有更多机会相互交流、小组讨论、PPT展示等等，进一步促进学生知识的吸收内化。

我们针对高校不同学科专业、不同发展方向、不同学习基础的学生对学习该课程的需求，包括面向社会学习者的需求，考虑不同群体的学习特征等因素，结合MOOC教学对原精品课程中的教学大纲、教学内容、教学视频、教学方式等重新设计，增加了许多选修内容，特别是加强了薄弱环节，如精度设计综合训练、开放实验等等。构建了综合训练内容体系，增强了学生在后续课程设计、毕业设计中精度设计综合运用能力（图1）。

2.3 改革考核方式，采用综合测评

改革学生成绩评价模式，统一改卷，统一评卷标准，改变传统的闭卷考试为开卷考试。该课程线上线下的测试题型包含选择题、判断题、填空题和设计题，选择题、判断题和填空题，主要考查学生对基本概念的理解，设计题主要考察学生设计实际工程案例综合应用能力，例如我们增加了变速器装配图和典型轴类、齿轮类及箱体类零件的精度设计综合内容要求学生进行公差与配合的合理选择，说明理由，公差要求正确标注在装配图和零件图上。改革学生考核的方式，合理给定平时成绩、在线成绩和期末成绩的比例，采用线上（如图2所示）、线下综合测评，学生更加重视平时的学习，更重视精度设计综合运用。

2.4 教学资源升级，与精度设计的最新国家标准同步，与时俱进

随着科技的高速进步发展，不断涌现出新的加工和测量技术，随之必须制定相应的新标准。标准是国家成熟的科学技术成果的集中体现，例如具有完全自主产权中国标准的动车组“复兴号”，因而本课程的线上的MOOC内容、课堂教学内容和自编教材必须及时跟进，不断随着最新国家标准的更新而更新。我们教师在教学中及时介绍最新国家标准，按最新国家标准及时编写教材，更换教材和中国大学MOOC平台上的教学内容，将最新的知识传授给学生，与时俱进。在课堂教学中及时跟进精度设计最新成果并结合当前的典型案例进行分析，活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣。在课题上介绍我国航空航天、高铁、航母等现代高科技中的相关最新加工方法、最新加工工艺、最新加工材料、最新检测技术的发展动态，拓宽学生的知识面和视野。同时以我们教学团队的科研课题、工程应用实例为背景，积极开展与精度设计相关的一系列课外活动，培养学生工程意识和创新能力。以目前各类科技创新竞赛为切入点，指导并组织学生积极参加，提升学生的科技创新动手能力。

3 结语

经过优化、整合及重组，将课堂教学、多媒体教学、网络资源共享MOOC平台等多种教学形式全方位融于一体，及时把本学科最新发展成果和教改教研成果引入本课程的常规教学，不断升级改造本课程网络共享平台教学资源，促进互联网在线和线下课堂混合式教学改革，为其它精品课程教学理念和教学资源的升级改造提供借鉴。本项目实施试点为在校机械大类（包括机械专业、车辆专业、材料成型专业）的不同发展方向（包括普通本科生、卓越工程师班、国际联合培养班）的本科生，经过初步实践，取得了较好的效果，促进了具有自主学习能力、终身学习意识与习惯并具有创新精神的卓越人才的培养。今后该课程建设将进一步扩大共享范围、增加课程的受益面（包括社会学习者），满足学习型社会建设需求。

参考文献

[1] 胡业发，张宏.互换性与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2017：2-5.

[2] 教育部.精品資源共享课建设工作实施办法[Z].2012.

[3] 中国大学MOOC平台，武汉理工大学，互换性与测量技术课程[DB/OL].http：//www.icourse163.org/learn/WHUT-1001860005 html，2016-12-16.endprint