疫情之下《机电一体化技术（双语）》课程在线教学的探索与实践

文桃　杨洁　王崴

摘  要：2020年初新冠疫情突然爆发，影响国家全面发展的同时也冲击着传统的教育教学模式，对教育者来说如何利用互联网响应教育部“停课不停教、停课不停学”的号召[1]既是前所未有的挑战也是难能可贵的机遇。为此，本课程教学团队积极探索和实践基于互联网的在线教学，从学员反馈以及考试成绩等数据分析，本次在线教学效果良好，基本实现教学目标。文章从机电一体化技术课程特点，在线教学平台的实践与分析，在线教学设计，教学质量分析与评估以及在线教学面临的现实困难五个方面进行阐述。

关键词：机电一体化技术（双语）;在线教学平台;在线教学设计

中图分类号：G640 文献标志码：A         文章編号：2096-000X（2021）01-0090-04

Abstract： The sudden outbreak of COVID-19 at the beginning of 2050 has affected the overall development of the country and also impacted the traditional education and teaching mode. How to use the Internet to respond to the call of Ministry of Education "Close School Without Stopping Classes" is both an unprecedented challenge and a precious opportunity for educators. Therefore， our teaching team actively explored and practiced online teaching based on the Internet. From the students' feedback and examination results， the online teaching effect is good， and the teaching objectives are basically achieved. In this paper， the characteristics of Mechatronics Technology（bilingual） course， the practice and analysis of online teaching platform， the design of online teaching， the analysis and evaluation of online teaching quality， and the difficulties of online teaching are presented.

Keywords： Mechatronics Technology; online teaching platform; online teaching design

引言

21世纪是信息科学技术蓬勃发展的时代，其中网络技术的兴起和快速发展给生活和工作带来了前所未有的大变革。“互联网+教育”的信息化教学模式不仅打破了传统面授知识的空间、时间、对象的限制，而且通过其数据化、智能化的信息平台还可实现对学员进行过程性考核和形成性评价，符合当今信息时代对复合型创新人才培养的需要。目前，如何有机地结合互联网技术与教学课程成为近年来教育改革探索、实践与研究的重要方向。本教学团队在前期教学中积累了大量的线上线下混合式教学经验，但在不具备开展线下教学活动的新冠疫情期间，如何基于互联网在线教学平台保质保量地进行课程教学依然值得积极思考、探索与实践。

一、课程特点分析

为提高教学质量，达成教学目标，在线教学设计、课堂设计必须结合课程特点。机电一体化技术是由多门学科相互交叉、渗透、融合而成的一门新科学技术[2]，该课程具有教学内容丰富、涉及知识面宽、综合性强的特点，是一门理论性、综合性、专业性都很强的专业课程。而且机电一体化技术会随着学科技术的迅速发展而不断发展变化，具有与时俱的发展性与先进性。为学员更好地了解和跟踪国内外机电一体化的前沿技术，该课程在我校设置为双语教学的课程。同时，机电一体化技术是典型的军民通用型技术[3-5]，不仅广泛应用于现代武器装备中，在民用工程机械、生产制造以及日常生活中应用也非常广泛，也正因为此，使得《机电一体化技术（双语）》成为我校在疫情期间可进行在线教学的课程之一。此外，该技术在工程中应用广泛也表明该课程具有理论与实践结合非常紧密的特点。

二、教学平台实践与分析

平台运行保障能力是正常在线教学的关键，网络拥堵、技术不到位等问题不仅会造成无法正常、有效地开展线上教学，而且也会极大地影响师生教与学的体验感受，削减学员学习的积极性[6]。因此，选择合适的在线教学平台对教学活动的有效开展非常重要。在新冠疫情爆发的大背景下，腾讯、阿里等大企业，以及清华大学等著名高校纷纷推出并更新同步线上教学软件与平台。为保证该课程教学活动的有效开展，在线上教学正式开始之前，本教学团队利用网络在线学习了各种线上直播教学讲座，研究和实践了三个高校教师应用较广且影响较大的教学平台，各自特点如表1所示。

鉴于以上的探索与实践，为更好的开展该课程在线教学活动，本教学团队整合了三大平台的突出优势，采用雨课堂+钉钉+QQ群的组合方式进行在线授课。课前课后通过雨课堂平台推送学习资料，包括预习资料、课后作业、闭卷考试等，课中采用钉钉平台进行直播互动教学，课后使用QQ群进行课件资料共享与答疑互动。该组合方式不仅保证了在线授课环节能够顺利开展，而且有利于开展丰富、有效的课前课后管理工作，为教学质量和教学效果提供了有力保障。

三、在线教学设计与实施

由课程概括可知机电一体化技术课程具有理论性、综合性、专业性强，同时又兼具理实结合紧密的特点，且在我校为双语教学课程。为更好地激发学员的学习积极性、主观主动性以及创造性，提高教学质量，达成教学目标，疫情之前本教学团队主要采用线上线下混合式教学模式，该模式综合了互联网信息量大、交互便捷且方式多样的优势以及传统面授课堂互动形式多样的优点，从课程考核、学员调查都显示了该模式不仅能保证教学质量，而且能更好地体现以学员为中心的思想。但在疫情期间，不具备开展线上线下混合式教学的客观条件，如何基于互联网保质保量地进行知识、能力、素养的传授与培养，是对教员教学能力素养以及信息化教學水平的较大考验与挑战。为此，本教学团队在前期线上线下混合式教学经验的基础上积极探索与实践线上教学，教学实施过程中依然沿用课前-课中-课后三个环节，同时结合多种先进适用的教学方法来焕发课堂活力，提高教学质量，达到教学目标，具体实施过程如图1所示。

（一）课前自主学习

课前教员将微课视频、学员参赛作品、网络优质资源以及学术文献等通过雨课堂平台推送给学员，让学员了解课堂内容，为后续课堂在线授课环节奠定知识基础，同时激发学员学习兴趣，提高课中互动积极性与互动质量。通过设定问题-情境以及难度适当的预习任务，不仅可以引导学员积极思考，而且可以检验学员的知识储备水平。通过问卷调查了解学员学习的兴趣点、困难点等，为课堂内容设计和优化提供依据。

（二）课中在线教与学

课中教学是教学过程中的关键环节，经过课前自主学习的铺垫，学员已经了解了课堂教学的主要内容，同时教员根据雨课堂平台中学员预习环节的数据也了解了学员知识储备水平以及学习兴趣等。在直播授课过程中教员主要是对预习任务以及课后作业的完成情况进行点评，而后是重点讲授课中的重难点内容，主要目标是构建学员知识架构，形成完善的知识体系，同时调动学员学习积极性、主动性，提高学员知识消化吸收转化的效率。为此，本教学团队结合课堂具体内容及其特点研究和实践了多种教学方法，如在绪论章节综合采用了直观演示法与引导启发法，通过大量的多媒体素材展示机电一体化技术在工程和生活中的应用，引导学员思考并总结机电一体化技术的基本组成、关键技术以及发展方向;在计算机控制技术章节课堂中应用示范教学法演示软件的具体使用方法、功能等，同时采用项目驱动法布置课后实践的项目任务，鼓励学员将课中理论知识与实践结合起来，提高理论知识的转化率;在伺服控制技术章节采用引导启发法与案例分析法，引导学员思考开环控制系统与闭环控制系统的特点以及如何设计步进电机闭环控制系统等。除此之外，为调动学员学习积极性，提高学员课中参与度，教员在课中设置难度适中的问题引导和鼓励学员通过弹幕、连麦等方式参与互动，如弹幕及时回答教员问题、连麦阅读和翻译英文文献等，并对学员互动做出点评，同时及时关注和回答学员提出的问题，让学员感受被关注被尊重，达到双边深度交流互动的效果。

（三）课后巩固提升

课中教学时间有限，而钉钉平台的直播回放功能保障了学员课后复习和消化课中重难点内容的需求。教员通过雨课堂平台布置精心设计的课后作业，如软件编写、实物搭建、文献阅读、小组讨论等，促使学员巩固新授知识，形成技能技巧，培养良好的思维品质，同时也可以检验学员学习效果，雨课堂平台提供图片、语音、文字多样化的答题方式，也丰富了学员信息化学习的体验。此外，教员在QQ群中共享教学PPT等学习资源，并进行及时答疑互动，加强与学员的情感联系，提高教员与学员双边互动的深度，同时了解学员的学习困难点，对困难学员进行课后辅导。

四、在线教学质量分析与评估

教学手段服务教学方法，教学方法支撑教学目标。而教学目标完成情况需要通过合理的教学评价体系来评估，鉴于机电一体化课程的特点，学员成绩由平时表现、实验表现、闭卷考试三部分组成，具体占比为10%平时表现，30%实验表现，60%闭卷考试。学员的平时表现主要通过课堂表现以及课前课后作业完成质量进行考核，通过实验进一步理解和巩固课中理论知识，同时提高学员将理论知识应用于实践的能力，同时也可检验学员课中的学习效果，通过闭卷考试检验学员知识的掌握程度。本次线上教学过程中的作业和闭卷测试均通过雨课堂平台进行实施，因其数据化、智能化的特点可以辅助教员方便快捷的了解学员学习情况，从而能够更加客观公正得对学员进行过程性考核和形成性评价，从雨课堂平台课前课后作业完成情况分析数据可知，学员积极参与课前课后作业，且作业完成质量较高。为评估本次在线教学质量，将17本机械专业学员考试成绩与16本机械专业学员的考试成绩进行对比（图2），从图2（a）可看出17本机械学员考试平均分（75.36分）高于16本机械学员考试平均分（71.43分），而从图2（b）可看出17本机械70分以上学员占比相较16本机械学员占比有很大提升，特别是90分以上学员占比显示17本机械是16本机械学员的4倍，而60分-70分学员占比显示17本机械约为16本机械的1/5，且17本机械专业无不及格学员。由此可见，本次线上教学效果良好，教学方法有效，基本达到预期教学目标。

五、基于互联网的在线教学存在的现实困难

虽然线上授课有其不受时间、空间、对象限制的优势，但对于军队院校、对于机电一体化技术这门课程也有其不可忽视的局限性，具体如下。

（一）涉密内容不能线上讲授，理论知识与装备实际结合少

因教学对象为军校学员，这些学员的职业发展是与武器装备密切相关的，而作为专业基础课的机电一体化技术在教学过程中也应紧密联系武器装备，为后续任职课程以及任职岗位打下坚实的理论与实践基础。然而武器装备相关内容涉密等级较高，考虑到国家安全等因素该部分知识不允许线上讲授，这也造成学员无法及时有效地将所学理论知识与现代武器装备有机地结合起来。

（二）实物教具互动困难，实验课程无法开展

机电一体化技术是理实结合非常紧密的课程，面授课程时会结合丰富的实物教具进行理论知识的讲解，同时设置学员近距离观察、动手实践等互动环节，不仅可以激活课堂学习氛围，而且可以提高学员理论知识的吸收转化效率。此外，为加深学员对课中理论知识的认识和理解，提高学员将理论结合实践的能力，每个章节都安排有配套的实验课程。而疫情期间纯线上教学模式不具备有效开展这些环节的客观条件。

（三）师生、生生互动有限，因材施教实施困难

因线上授课的客观原因，教员与学员、学员与学员无法进行实时的语言、目光、表情、动作等互动。其中部分学习兴趣较浓、主动性较好、知识储备较足以及性格外向的学员愿意通过弹幕、连麦等方式与教员积极互动，然而部分基础欠缺、性格内向的学员则与教员互动很少，这对教员了解学员的实际学习情况、学习困难点等方面是个较大挑战。此外，课中小组讨论环节在线上教学过程中也很难有效开展，教员不能及时了解学员的思考方式、知识水平技能的真实水平，这也给因材施教带来了巨大挑战。

六、结束语

本文重点阐述了在新冠疫情大爆发的特殊背景下，本教学团队积极探索与实践《机电一体化技术（双语）》课程线上教学的过程、教学评估以及面临的问题等。“互联网+教育”有其独天地厚的不受时间、空间、对象的限制，使得在不具备面授课程的疫情期间依然可以实现“停课不停教、停课不停学”，但互联网在线教学也有不宜涉密、理实结合不足、互动有限等局限性。如何让互联网更有效地为军队院校的教育教学服务，真正地提高教学质量和教学效果，还需要我们脚踏实地并坚持不懈地去积极探索和实践。

参考文献：

[1]疫情防控期间做好高校在线教学组织与管理工作[EB/OL].

[2020-02-06].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/20

2002/t20200205_418131.html.

[2]张卫亮，刘明君.机电一体化系统设计课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2019（23）：54-56+59.

[3]国内外机电一体化技术[J].国内外机电一体化技术，2020，23（02）：63.

[4]张斯其，徐茂林，张科.关于机电一体化技术在工程机械中的应用研究[J].内燃机与配件，2020（06）：247-249.

[5]张金忠，朱锐，李华.机电融合技术在车载火炮中的应用[J].兵工自动化，2020，39（04）：12-15.

[6]王维.在线教学的问题与改进[N].中国教师报，2020-04-22（004）.

基金项目：中央军委训练管理部军事职业教育在线虚拟训练课程建设项目“某型导弹装填运输在线虚拟训练课程”（编号：2019101）

作者简介：文桃（1991-），女，汉族，四川射洪人，硕士，助教，研究方向：机械电子工程;杨洁（1982-），女，汉族，陕西西安人，硕士，副教授，研究方向：机械电子工程，信息化教育理論与实践;王崴（1974-），男，汉族，陕西西安人，博士，教授，研究方向：机械电子工程，军事院校学科规划。