机械设计基础微课教学改革研究

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摘要：针对目前课堂教学面临的被动学习等问题，教师开展多学时机械设计基础课程时采取以学生为中心的教学策略，开展差异化教学。通过微课教学、讨论式教学、增加课程考核节点、分层课外学习及实践教学等多方面措施的实施，实现学生学习动力、学习成绩、综合和创新设计能力的提高，实现学生自主学习和自主发展的目标。

关键词：机械设计基础；微课；教学改革

机械设计基础是近机类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。该课程具有从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程，从基础课程过渡到专业课程的桥梁作用。传统课堂教学中普遍存在以下问题：被动学习，导致学生把注意力放在是否能通过考试上；学生学习能力和水平不一，不能保证学生很好地掌握课堂学习内容；长学时的课堂，使部分学生有掉队的危险；课堂时间有限，教师要兼顾大多数学生的学习情况，不能单独对掌握得好的学生进行更深程度的教学。实施以学生为中心的教学策略，其基本原则就是在教学活动中让学生拥有学习的自主权。在多学时的机械设计基础课程教学中，如何让学生更加主动地学习，如何使学生在收获满意的成绩之外获取更多能力，如何实现差异化教学，如何提高学生实践能力和创新设计能力，是本课程改革的初衷。

一、课程改革思路

目前，网络教育已在我们身边迅速普及，成为人们获取知识的一种非常便捷有效的途径[1]。充分运用网络资源，弥补课堂教学的不足，开展课程教学，能够促进学生提高自我学习能力，从而有效提高课堂教学效益。微课作为一种在线课程，成为一种新的教学方法[2-4]。在增加学生学习主动权的同时，如何普遍提高长学时课程的学习成绩？教师可以采用微课和增加考核节点的方式来解决这一问题，通过多点分时段考核，使学生在收获知识的同时也收获了满意的成绩。对于机械设计课程，最重要的是基本的机械设计能力和创新设计能力的培养。面对层次不同的学生，如何开展差异化教学，提高学生创新能力？教师可以通过预留不同层次的课外实践作业，给予不同基础的学生进一步学习的空间。

二、课程改革内容

课程改革主要研究如何发挥学生主动学习的积极性，并提高他们的综合学习、机械设计实践和创新设计能力。课程改革的主要内容由四部分组成：微课教学、讨论式教学、增加课程考核节点、分层课外实践教学。首先，根据课程内容梳理教案，根据课程各章节知识点，选择重要的和难理解的内容录制微课视频；其次，利用学校的日新学堂平台，将录制的微课视频及课程课件及时上传到对应课堂；最后，将与课程内容相关的三维机械视频、优质的慕课资源也上传到日新学堂对应课程中，丰富课程内容和学习资源，方便学生随时随地上网学习，提高学生主动学习的能力。日常课堂教学中，教师可以在课堂前几分钟多采用提问或讨论方式，使学生带着问题对上次课程的内容进行深入学习，巩固上次课程的内容。课堂讲授中，利用好三维教具和机械视频，注重引用教师科研课题或网络资源的工程案例，合理采用板书、提问和讨论的方式，加深学生对课程内容的理解。此外，还要重视平时的交流与辅导、课程内容的辅导和答疑。改革课程考核模式，将该门课成绩分为三部分，期中考试成绩占35分，期末成绩占50分，平时成绩占15分。期中考试的时间节点是课程内容中机械原理部分的结束，到了节点后立即进行考核，后续期末考试只考核机械设计部分。期中考试的题目难度适中，基本是课后所留作业的难度。考试成绩整体较好，这对学生来说是一种很好的鼓励，坚定了他们学好该门课程的信心，也使他们对自己未来从事机械设计方面的工作有了信心。针对个别不及格的学生，教师要一一跟他们交流，希望他们重视后期的学习，不要掉队。平时成绩由平时作业成绩、课堂表现及课外实践作业成绩组成，鼓励学生从实践中学习，将课程内容运用于实践，提高学生的动手实践能力。课外实践作业分三个层次：第一层次面向所有学生，内容为选择日常生活、实习及网络中能见到或接触到的机械为对象，画出其结构图。第二层次，教师从与企业合作的部分科研课题中，提取机械装置设计部分，指定题目并要求学生开展机械装置设计。学生自愿成组，教师提供指导和答疑。教师要鼓励学生创新，选取设计效果最好的作业，将其成绩评为最高。第三层次，主要以未来两年开展的首都高校和全国大学生机械创新设计大赛为主题，教师要及时将相关信息传达给学生，鼓励他们积极参与，并积极地给予指导。

三、课程改革解决的教学问题

课程改革主要解决了三个方面的问题。第一个是传统课堂学习效果问题。无论学生学习程度好坏，在课堂时间有限的情况下，微课教学作为课堂教学的有益补充，可使学生随时随地去学习需要的知识。第二个是学生学习主动性问题。一方面，教师可以在课堂教学中增加讨论和提问式教学的内容，深化课程内容；另一方面，教师可以改变课程考核方式，采取增加考核节点、增加实践环节、加强微课教学、加强平时的交流与沟通等措施，通过这些方式综合提高学生主动学习的意愿和动力。第三个是学生的实践能力和科技创新能力的提高问题。一方面，教师要在课程教学中充分利用工程实例进行教学，将科研实例和网络工程实例引入课堂；另一方面，要给学生布置不同层次的课外实践作业，使其向实践学习，在实践中提高自己的科技实践能力和创新设计能力。

四、课程改革的效果

课程改革带来的明显效果如下：学生对课程学习的积极性有所提高，课程的不及格率明显下降，学生的团结协作、科技实践和创新能力有所提高。目前该课程的改革已经开始实施和实践，从学生学习主动性、学习效果及课外实践方面看，跟以往的课堂教学效果相比，教学效果较好。学生学习主动认真，愿意参与课堂讨论，并积极利用课余时间通过微信找教师进行咨询和沟通，积极参与课外实践，主动组队参与科技创新大赛。整套教学模式已在北京工业大学机械设计基础80学时的课堂中实践。学生可利用手机和电脑随时学习微课视频，期中考试成绩也比较理想，跟以往期末考试的不及格率相比，本次期末考试的不及格率大幅下降。通过课外实践作业，学生不仅学会了书本知识，更学会了向实践学习，并依靠网络资源学习更多机械知识。课程改革不仅提高了学生对该门课程内容的认识和兴趣，而且丰富了课程的内涵。科技课题实践和科技竞赛项目不仅锻炼了学生的机械设计实践能力，更重要的是培养了学生勇于思考、设计创新和协作创新的能力。

五、结语

在互联网和网络教育普及的时代，本次机械设计基础课程的教学改革，采取了微课教学、重视工程案例教学、增加课程考核节点及分层实践教学等多种措施。该项改革为提高学生的综合能力提供了途径，有利于提高学生自主学习能力、科技实践能力及探索创新意识。

参考文献：

[1]丁菊霞.“互联网+”时代的高校课堂教学改革初探[J].当代教育实践与教学研究,2019(4):5,65.

[2]李逢庆,韩晓玲.混合式教学质量评价体系的构建与实践[J].中国电化教育,2017(11):108-113.

[3]李逢庆.混合式教学的理论基础与教学设计[J].现代教育技术,2016(9):18-24.

[4]冯晓英,王瑞雪,吴怡君.国内外混合式教学研究现状述评:基于混合式教学的分析框架[J].远程教育杂志,2018(3):13-24.

作者：孙国芹 李浩群 许东来 孙宇娟