《机械设计》课程教学改革探索

杨峰

摘要：《机械设计》实际教学中多采用传统的认知型教学方法。本教学改革探索基于课程需求调研开展，采用SPOC先进教学管理模式，提出“主观需求”和“客观需求”双结合的模式，通过线上、线下相结合的混合教学模式，更好地帮助学生完成课堂学习与生产实践的有机结合。

关键词：机械设计；SPOC；线上教学；线下教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）29-0116-02

《机械设计》是机械专业的一门专业课，其综合性要求较高，课程要求预备课程比较广泛，因开课时间悠久，一般具有相对完整的体系结构。随着社会的进步、学生的个性化发展意识逐渐增强，传统的教学模式越来越需要与多学科高综合性的设计方法相结合，通过线上、线下相结合的混合教学模式，才能充分发挥学生主人翁的地位，有效提高授课效率。

一、《机械设计》课程与SPOC理论

慕课，大规模开放在线课程（Massive Open Online Courses，简称MOOC），是近几年兴起的新的教育模式，是在计算机网络和人工智能技术发展的基础上形成的在线课程形式。SPOC（简称Small Private Online Course），也称为翻转课堂，属于小规模在线课程，最早由美国伯克利大学福克斯教授提出。SPOC营造了一个线上和线下相结合的混合教学环境，给《机械设计》等机械类专业课程教学带来了有益的启示，创建了一种不同于传统传授课程的“翻转课堂”教学模式。

SPOC的基本流程主要包括：课前，教师通过慕课平台，把学习资源分享给学生，并布置相关的在线自主学习任务，且教师可以监控管理学生的学习进程及作业完成情况，可开通在线互动；在课堂内，教师组织学生分组，并对疑难问题进行探讨，与学生一起进行疑难点的解答、作业讲解和其他任务，深化并拓展知识，如图1。

《机械设计》是机械类专业系列技术基础课程中的核心课，需要综合应用工程力学、工程材料与制造基础、机械制图、机械原理、互换性与测量、机械制造基础等课程知识，系统阐述机械设计基本理论和基本设计步骤、理念及方法，使学生具备一般通用零部件设计思路及方法的能力，为后继专业课程学习和从业夯实基础。

二、《机械设计》课程教学改革实施过程

如何应用SPOC的先进教学管理模式逐步改革多学科高综合性的《机械设计》教学，是本课程教学改革探索的关键，该项目的实施符合学生个性化教育理念的需求，在较大程度上可降低学习管理的难度、增强学习学习兴趣、激发学习学习动力、提高课堂效率，并能有效推动教学效果的改善。

（一）调研学习需求——“主观需求”和“客观需求”双结合模式

该教学改革的第一个环节是完成《机械设计》课程的需求调研与分析。需求主要从“主观需求”和“客观需求”两个方面进行。“主观需求”主要是学习过程中学生自身的各种需求，是针对学习本门课程的学生进行的知识需求，“客观需求”是学生毕业后确定的工作环境对他们的能力需求，是针对工作单位或社会进行的行业内能力需求分析。

（二）制定教学计划——“线上教学”和“线下教学”双结合模式

根据翻转课堂的特点，现将《机械设计》课程教学分为“线上教学”和“线下教学”两个主要环节。

“线上教学”：课前，教师定期推送学生需要在规定时间在线完成的学习任务。这就需要老师对线上学习资源（电子教材、任务单及对应的教學资源）进行知识点碎片化，并通过网络教学平台传递且分享。平台上需要有学习统计功能，这样可以适时统计出每个学生的学习进度、学习行为、作业分数等，更好地帮助教师检查学生线上学习进度，监控学习结果，以方便教师课上追踪，且教师会在课堂教学前检查学生学习情况，根据线上具体学习情况组织线下课堂活动，并把线上学习情况反馈给学生，以督促学生自觉完成线上任务。

“线下教学”：在课堂上，教师把学生分组，针对线上学习情况系统梳理知识点，并讲解难点，可适当组织学生讨论。然后，组织学生完成各种协作式、进阶式的任务型教学活动，可适当增加开放性题目的讨论，以启发学生自主创新能力。最后，总结、评价并及时反馈线上、线下教学活动完成情况。

（三）开发教学内容

根据对《机械设计》课程的“主观学习需求分析”和“客观行业需求分析”，教师将线上线下教学过程相匹配，通过知识碎片化，在保证知识系统性的基础上，确定课程定位和课程核心内容，运用多种教学资源及教学方式贯穿于线上和线下教学中。采用诸如图文并茂的课程知识PPT、视频及生活实例的展示，理论知识和实际操作相结合，最大程度丰富教学内容，以增加学生自主学习的兴趣和动力。

根据课程教学大纲，对教材、学习任务和作业进行整合，使线上学习资源不再是松散的章节罗列，而是形成一个系统的、有机的整体。这样的资源组织方式，在翻转课堂中能有效提高学生线上学习的效率，也能更好地帮助教师进行课程内容管理。

（四）执行计划、实施教学

将《机械设计》课程的教学实施分为“任务前”、“任务中”和“任务后”三个阶段。

“任务前”阶段：此阶段被翻转到课前在线上进行，它是课堂知识的前期准备阶段，课前在线提供的学习资源包括电子课件和自主学习教案。教案是教师设计的指导学生在线自主学习的具体方案。电子课件和自主学习教案的学习资源组合有效地利用学生的自主学习完成知识的传授，在帮助学生回顾已学知识的基础上，提供新知识，引导学生确立任务的目标、形成学习。

“任务中”阶段：这个阶段是在课堂教学中进行的，它是翻转课堂教学的核心阶段，学生从线上学习转化为在教师的面对面指导下学习任务。

“任务后”阶段：也称教学反思阶段，或教学自评阶段，主要由教师完成。教师对学生线上线下学习总体情况进行评价和分析，并指导学生完成教学重难点的学习。从线上的“任务前”到线下的“任务中”和“任务后”，学生时刻有任务要完成，在完成一个个任务的同时促使知识的内化和设计思想的应用，充分体现行动导向、以学生为主体的教学过程。

三、结论

通过实施这种《机械设计》课程“线上教学”和“线下教学”双结合的教学模式，在较大程度上可降低学习管理的难度、增强学生学习兴趣、激发学习动力、提高课堂效率，并能有效推动教学效果的改善，更好地满足了学生的个性化学习要求。

参考文献：

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[2]薛铜龙，王小林，巩琦.基于卓越工程师培养的“机械设计”课程教学改革[J].中国大学教学，2013，（3）：57-59.

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