基于智慧课堂的机械设计基础课程教学模式改革探究

陈 云

(安徽国防科技职业学院，安徽 六安 237011)

机械设计基础是高职院校机械类专业重要的专业基础课程，该课程具有知识点多、理论性强等特点，通过该课程的学习，培养学生的基本设计能力与创造性思维；使学生了解机械的工作原理，掌握有关机械原理与零件的基本理论知识，具备设计简单机械及传动装置的基本技能；培养学生运用标准、规范及互联网信息等资料的能力；具有严谨的科学态度和良好的职业道德，为以后学习及工作奠定坚实的基础。

1 机械设计基础课程改革思路

1.1 建设课程数字化学习资源

数字化学习资源是教育信息化的基础，针对机械设计基础课程特点，其数字化学习资源的建设应着重从素材库(文本、动画、视频)、微课程、AR教材、VR虚拟仿真平台等方面建设。其中微课程是一种与“以实体课堂组织的课程”相对应的“以网络课堂组织的课程”，来自于不同时间、不同地点的学习者可以聚集在网络课堂上学习这门课程，课程教学短视频(5-10min)是微课程的主要学习资源，短视频的制作要遵循“看得懂、看得下去、看得好看”这样一个原则；三维动画可以展示机械机构的内部组成，可以清晰呈现传动的原理、运动效果等，对于提高课程的讲授效果具有不可替代的作用；VR与AR技术可以实时在屏幕上获得仿真立体的模型，360°全角度去观察学习，这样就能将课程中抽象、晦涩、难懂的平面知识以更生动、更直观的3D方式来呈现，达到超越现实的奇妙体验。数字化学习资源可以激发学生的学习兴趣，可以大幅度节约办学成本，同时还可以解决教学资源短缺的难题，在我们的教育教学工作中发挥了重要的作用。

1.2 创新教学内容

机械设计基础课程传统的教学内容是按照章节来设计的，老师先顺序讲授各章节知识点，然后进行课程设计，实际教学效果往往不好，大部分学生觉得课程内容抽象难懂，什么也没学会，“会应用”就更谈不上了。基于“项目引领、任务驱动”的课程设计理念，重构教学内容，融入AI与3D打印等前沿技术，精心设计了5个来源于工程或生活中的学习项目，如图1所示，5个项目由简单到综合，难度层层推进，项目覆盖的知识点逐渐增加。这些项目需要学生借助互联网、3D打印技术、UG造型软件等来完成，旨在培养学生的信息素养、团队协作意识以及创新能力等。

图1 学习项目设计

1.3 创新教学模式

在当今教育信息化2.0背景下，应以“互联网+教育”为改革方向，构建现代信息技术支撑下的“教师引导为辅、学生自主学习为主”的智慧课堂，引导教师智慧施教，学生智慧学习，重点培养学生的认知能力、合作能力、创新能力及职业能力，将教师的“教”转变为学生的“学”，让课堂由原来的填鸭式教学转变为师生互动模式教学，把更多的时间还给了学生，增加了有益学习的机会，真正使得学生觉得学习有意义、有效果，同时，线上学习平台可以自动记录并统计学生在教学过程中产生的学习数据，便于教师进行教学管理、评价与反馈，很好地激发了教师“教”的创新力与学生的学习动力。

2 机械设计基础课程改革实践

2.1 教学流程

以机械设计基础课程为例，探讨智慧课堂混合式教学模式的具体做法：

(1)课前。学情诊断是智慧课堂教学的第一步，教师利用学习平台在课前发布预习任务(纳入成绩考核)，学生完成课前检测后并将结果提交到平台上，学习平台的智能统计功能为教师分析学生预习情况，提供课堂教学决策依据。例如在讲授“平面机构自由度计算”单元时，课前学生通过观看带有问答互动的微课预习并完成检测，根据学习平台的统计结果，分析确定教学难点为：复合铰链、虚约束、局部自由度的判别。

(2) 课中。需要合理设计教学活动，可按以下5个步骤进行：① 总结问题。教师总结并展示学生课前线上预习中出现的问题；② 小组协作。根据学情调查结果，依据成绩把学生分层，均衡各组成员，保证每组能顺利完成做学任务；③ 讨论交流。学生边做边学，任务完成后，利用投屏功能，由每组组长做为代表进行结果展示，同时提出在做的过程中遇到的问题，师生针对展示的结果和提出的问题进行分析讨论；④ 引导提升 教师点评共性问题，传授难点突破的技巧方法，并进行知识的拓展；⑤ 反馈评价。通过在线平台及时了解课堂教学实施成效。

(3)课后。学生进行强化练习并通过微课预习下次课知识，巩固本次课知识和技能的同时，又为下次课的学习任务做好铺垫。

2.2 考核评价方式设计

智慧课堂强调评价项目的多元化，将线上与线下学习考核相结合，记录学生在学习过程中的行为数据，如表1所列：其中项目任务考核以工作过程为主线，按学生的项目完成情况考核，包括做项目的过程、项目完成结果等；线上学习考核关注学生课前、课后的学习动态，侧重于理论知识的考核。

表1 考核评价表

2.3 整改反思

(1) 教学效果。组织线上测试，利用评价工具，即时反馈。例如在讲授“平面机构运动示意图绘制”单元时，利用虚拟仿真平台组织在线考核，并通过投屏功能实时显现考核结果；依据线上平台调查问卷功能及时了解学生对课堂教学设计的认可度。

(2) 特色创新。包括① 充分利用信息化资源，线上线下混合式教学，打破传统教学对时间、空间及设备的要求，优化学习进程，提升学习效率。② 融合3D打印技术，自制个性化教具，降低教学成本，激发学生兴趣。

3 结束语

信息技术的迅速发展推动着时代的变革，基于新一代信息化技术的智慧课堂呼之欲出。智慧课堂中，更注重学生交流能力、合作能力、创造力的培养，利用信息技术再造传统课堂教学流程，从而实现个性化与智慧化的教与学。