基于网络教学平台的《机械制造装备设计》教学模式改革探讨

刘敏

摘要：基于网络信息技术实现机械设计制造及其自动化专业课程教学模式改革以培养更加适应现代化人才是现行发展的趋势。本文以《机械制造装备设计》课程为例，介绍了利用超星学习通网络教学平台进行教学模式改革，提出利用网络平台帮助学生明确学习目标、紧密加强理论与工程实践相结合、构建更加合理的平时成绩考核标准等一系列措施，以实现激发学生的学习兴趣，拓延教学内容，提高教学质量。

关键词：网络教学平台;机械制造装备设计;混合式教学;教学改革

0  引言

随着互联网、云计算、大数据等网络技术的发展，掀起了应用网络技术和多媒体对教学信息的收集、处理和共享来实现教学目标的浪潮。各种网络教学平台如“中国大学MOOC”、“超星学习通”、“智慧树”、“学堂在线”以及各大高校自建的网络教学平台等也随之兴起。基于网络平台和线下混合式教学打破了传统的课堂集中授课模式，将课堂教学延伸到了课堂之外，突破了传统教学模式在时空上的局限性[1]。

《机械制造装备设计》课程能让学生掌握机械装备设计的基础知识，获得一定的机械装备设计技能，提升学生的综合素质以具备初步的实施和规划机械加工生产能力，激发学生对机械制造装备设计的兴趣和潜力，为国家实现制造强国战略提供具有工程实践能力的高素质人才[2，3]。该课程综合了机械制图、机械原理、机械设计、材料力学、理论力学、互换性与测量技术、工程材料及其热处理等课程的知识，具备很强的理论性、实践性和应用性，是一门综合性非常强的专业课，对学生的专业理论知识和工程实践能力的培养具有非常重要的作用。然而《机械制造装备设计》课程内容较多且综合性强，同時很多概念和设计过程很抽象，采用传统的全程课堂授课方式很难把这些相关的概念讲清楚，使得学生难以精准地理解讲课内容，严重阻碍了学生的学习兴趣和效果。为了改进传统教学模式的不足，本文以《机械制造装备设计》课程为例，利用超星学习通网络教学平台积极探索此课程的教学模式改革。

1  传统教学模式现状分析

目前我院《机械制造装备设计》课程共32学时，教学内容包括机械制造装备的总体设计步骤、机床的传动系统设计、机床主要部件设计、组合机床设计、专用刀具设计以及机床夹具设计，采用课堂讲授的教学方式达成教学目标。然而此课程学时少、内容多且杂，如果每个知识点都面面俱到，学生学的又不精。因此，传统的线下教学模式存在很多问题，主要体现在以下几个方面：

1.1 学生不理解为什么要学这门课

开设该课程的目的主要是为了让学生了解机械制造装备行业的发展现状和趋势，掌握工艺装备的先进设计理论和方法。然而很多学生觉得这些东西学了也没什么用，因为机械类专业学生毕业后大多从事的和制造业有关，但是也不需要自己去设计机床，因为这些加工设备可以直接购买现成的。传统的教学方法单一再加上此课程综合性强，学起来比较枯燥、困难，很多学生因此失去了学习的兴趣，甚至厌学。

1.2 前期知识掌握不扎实

《机械制造装备设计》的专业性和综合性强，需要扎实的机械专业基础理论。由于对前期所学相关课程的知识掌握不够扎实或者时间久了而遗忘，因此在此课程的学习过程中经常会出现由于前期理论积累的匮乏导致难以理解和掌握本课程的情况[4]。比如，讲主轴的技术要求的时候，主轴和壳体孔的直径公差和形状公差需要按照设计要求进行标注。然而，很多同学对互换性与测量技术的知识掌握不牢导致难以理解为什么主轴的技术要求要这样标注。所以，部分教师会在讲解本课程知识点的时候会顺带给学生复习前期相关的知识。但是这样增大了任课教师的备课和教学任务，也占用了本课程的教学时间，难以在有限的学时内完成教学任务以及难以保证教学质量。

1.3 理论与工程实践结合不足

《机械制造装备设计》本身应是一门理论与工程实践紧密相结合的，且偏重实践的综合性课程，着重培养学生的实际动手能力[5，6]。然而由于学时和硬件条件的局限，大部分高校对此课程的安排都是偏重理论性而轻实践，甚至完全没有实践课。即使有实践环节也是安排一两次实验课，往往也是参观下机床而已。由于理论和工程实践的结合不足，学生更加难以理解所学的理论知识，对他们以后独立从事制造装备设计工作埋下了隐患。

1.4 平时成绩考核不合理

目前《机械制造装备设计》课程考核由期末考试成绩和平时成绩组成，分别占70%和30%。对于期末考试成绩的核定比较简单，按照卷面成绩给。而平时成绩由考勤、课堂表现、实验以及课后作业组成，往往不好考核。比如：考勤全到的同学，虽然人到了但是上课心不在焉或者干脆不听;课堂表现又怎么判断每个学生的表现，一堂课不可能所有的学生都参与互动;对于实验，很多学生都是敷衍了事，由于人多，教师很难从实验中判断是否认真而只能从实验报告来定成绩;课后作业由于教师完全监管不到，很多学生都是互相抄答案，更加难以判断谁是认真完成作业的。所以，传统教学模式中的平时成绩考核很不合理，难以对学生的学习态度以及学习效果起到监督作用。

2  网络教学平台特点及优势

近年来，我校积极开展网络教学平台建设，依托超星学习通平台开展线上课程资源建设。此外，我校华东交通大学还专门研发了一款连接超星平台的学习型软件“i花椒”，该APP为广大师生提供了一个便捷的学习平台。

基于网络教学平台进行教学具有如下优势：①打破了传统教学在时空上的局限。传统的教学模式固定在教室中进行，而利用网络教学，教师可以把教学资源（如课件、视频、音频、图片等）放在能长期动态存储信息的服务器上，学生随时通过手机阅览，及时和老师沟通交流。②增强了师生之间的交互行为。网络平台教学增强了教师与学生、学生与学生、学生与教学资源之间的互动。老师可以及时地布置学习任务、坚持学生的学习进度以便及时获取教学效果。而学生在课后也可以进一步主动学习，不懂的地方可以看网络资源或者和老师沟通得到及时的指导。同学之间通过网络平台也易于协作和探讨。③利于整合教学资源。相比较于教材的滞后性，网络资源更新较快，实时性好且内容丰富，能够满足理论知识的教学又能及时了解前沿热点。④学习过程考核更加合理。在网络教学平台中，教师可以通过平台对学生的学习过程进行监督，且学习自测管理、作业提交与评分主要借助网络完成，使得考核更加公正、合理。

3  基于网络平台教学改革具体措施

充分利用网络教学平台的优势，并结合《机械制造装备设计》课程的特点，针对传统教学模式中的不足，对此课程进行改革。

3.1 利用网络教学平台明确课程学习目标、打牢基础、拓展理论教学内容

为解决学生不明白为什么要学这门课，在教学过程中要以学生为中心，紧扣学生工程实践能力培养这一核心任务，利用网络教学手段，如找一些关于制造装备设计的最新视频、新闻、招聘信息等上传到平台上供学生阅览，使学生深入了解国家当前的制造装备业对国民经济的重要性，从而激发学生学习热情和潜能，提高其学习的积极性、主动性。传统教学模式中由于受学时限制，难以在课堂上给学生复习前期知识。而利用网络平台教学，教师可以在课前搜集相关的前期知识，将有关的课本、微课、视频资料等相关资源整理发布给学生复习。在超星学习通平台上的资料区创建课前预习和前期知识资料、导入教学案例和课程PPT，在讨论区就课前预习内容发布讨论话题，并要求每个学生回复自己的理解。在测试区插入课堂测试，为课堂教学做好准备。学生在课前通过“i花椒”软件完成教师发布的预习任务点。这种方式既不会占用课堂时间又使得学生复习了本次课程所需的前期知识，但是需要学生在课前利用课余时间自主学习，培养独立思考能力。在上课阶段，教师根据课前预习阶段学生的预习情况进行教学内容的调整，有针对性地讲解重点内容和学生遇到的难点问题。同时向学生发布扩展学习资料，鼓励学生提出问题，拓展知识面，提高学习效果。

3.2 利用网络教学平台紧密结合理论与工程实践的同步教学

《机械制造装备设计》具有较强的实践性，而传统的教学模式由于学时的限制以至于实践环节远远少于理论课，甚至没有。对于这种实践性强的课程，光理论讲解过于抽象，学生难以理解机床设计的具体步骤，一定要以实践的工程案例为教学对象，模拟真实的机械制造装备设计过程构建教学情境，在实践中巩固理论知识。网络教学平台的利用可以大大缩短理论教学的学时，为工程实践环节腾出了时间，并提供了多元化的实践教学方式。在实验环节之前，教师可以通过网络平台发布和实践环节相关的视频，通过视频生动形象的将制造装备设计过程可视化，极大调动学生的学习热情。在讨论区发布问题让学生进行探讨，诱导学生联系课堂讲授的理论知識。另外，利用虚拟现实技术把真实的工艺装备、实验过程等通过电子设备呈现给学生，让学生提前做好准备。由于制造装备比较复杂，实验过程步骤会比较多，学生难以一下记住太多的内容而导致实验进行不下去或者失去动手的兴趣。那么通过网络教学平台可以很好的解决此问题，教师在实验之前通过录播功能一边演示实验过程，一边讲解实验步骤和注意事项。在实验之前发布给学生，先让学生观看一遍。在实验过程中如遇到问题还可以回看视频。学生通过实践环节以及利用网络平台的优势，可以实现理论与工程实践能力的紧密结合。

3.3 利用网络教学平台的数据统计功能进行平时成绩考核

课程的考核是教学过程中重要的组成部分，一般由平时成绩和期末考试成绩组成。其中平时成绩更能检验学生的学习过程，合理的平时成绩考核是非常重要的。改革后利用网络教学平台进行平时成绩的考核，超星学习通平台可以实现签到、选人回答问题、投票、抢答。测验、问卷调查、直播等功能，并实时记录活动痕迹。平台可以对学生每次的互动都会进行统计和积分，教师能够及时看到学生是否参与。另外，网络平台强大的数据统计功能能够详细记录学生的学习行为，对视频观看、课堂测试、课后作业、签到等可以进行机器打分，做到客观公正。教师可以随时随地进行全过程监管，并生成多样性的可视化分析报告，一键汇总过程性评价结果，还能对每个学生生成单独的数据报告分析，掌握他们的学习情况。本课程改革后，综合成绩仍然由平时成绩（40%）和期末考试（60%）组成，平时成绩则利用超星学习通网络教学平台进行考核，评价标准如表1所示。

4  结束语

针对目前《机械制造装备设计》教学模式中存在的问题，本文利用网络教学平台进行教学改革，将互联网技术引入整个教学过程，为师生提供丰富的教学资源。此课程的改革措施有助于学生明确学习目标、复习前期知识，协助教师拓展理论教学内容，还能实现理论知识与工程实践能力的同步培养以及完善平时考核评价标准。与此同时，网络平台的使用有利于教学方式由“教师为中心”向“学生为中心”的转变，激发了学生的学习热情，切实提高《机械制造装备设计》课程的教学质量和效果。

参考文献：

[1]周信科.网络学习平台在职业院校日常课堂中的运用——以超星泛雅学习平台为例[J].智库时代，2020（04）：156-157.

[2]关慧贞.机械制造装备设计[M].四版.北京：机械工业出版社，2015.

[3]马可，苑明海，张静辉.面向中国制造2025的机械制造装备设计方法探讨[J].价值工程，2018（20）：256-258.

[4]于华，刘玉飞.工程教育认证背景下机械制造装备设计课程教学模式探索与实施[J].教育教学论坛，2019（26）：59.

[5]徐学林.在《机械制造装备设计》课程中实施项目教学法的研究[J].教育现代化，2019（67）：84.

[6]尹保健.“互联网+新工科”背景下机械专业实践教学改革研究[J].科技创新导报，2019（25）.