基于MOOCs的機械原理課程的機械創新設計實踐與探索

郭士銳　郭小鋒　程軍紅

摘要：作為工科院校機械類和近機械類專業學生必修的一門專業基礎課程，機械原理課程存在著課時少、理論強、難消化等問題。本研究針對課程特點結合機械創新設計，采用MOOCs教學方式，實現了多媒體、師生的交流互動，從而激發了學生的學習興趣，提高了機械原理課程的教學質量。

關鍵詞：MOOOs；SPOC；機械原理；機械創新設計；教學改革

一、引言

機械原理是機電類工科學生的一門專業基礎課程，一般在大學二年級開設。大多數學生由于工廠經驗缺乏，基本工程意識薄弱，也缺少空間思維能力與材料成型及控制等基礎知識，很難對機械原理課程有更深層次的把握。機械原理課程已經形成了較為完整的教學體系，然而，現有的教學方式仍以“填鴨式”為主，教學效果不盡如人意。現有的大部分高校機械原理課程學時數相較起初已經大幅度減少，課程內的實踐環節也大大縮減，在這種情況下，學生接受知識是被動的，教師的教學也由之前的小班授課轉變為現在的合班講授，為了改變現有狀況，各高校都在尋找新的模式以提高教學效果。

二、MOOCs（Mass i ve Open On li ne Coursers）大規模開放式在線課程

MOOCs（Massive Open Online Coursers）即大規模開放式在線課程，是近幾年推出的一種網絡在線課程模式，在互聯網上組織發布開放課程。自美國Coursera Udacity和edX等為代表的互聯網教學平臺創辦以來，以MOOCs為開放共享的教學模式迅速鋪展開來，國內高校自2010年以來利用互聯網平臺，將一些精品課程的講座視頻再加工放到MOOC平臺上，讓學生可以與名師互動交流。這種方式不僅為學生提供了優質的課程資源，也大大提高了學生的自主學習性。

MOOC平臺的大規模應用使線上課程逐漸增多，學生數量也呈現明顯增長，但是這種互聯網教學方式也有一些問題，主要存在于教與學之間。比如，起初課程視頻是對社會公開的，不對課程先修條件進行設置，這使得多數參與學習的學生水平參差不齊，大多數學生基礎較差，課程完成率低下，教師的工作積極性也不高。另外，平臺中的視頻與MOOC理念不相符，課程目標、教學對象、難點與重點不清晰。另外，許多課程仍然沿用傳統的思維理念進行傳統課程結構與流程的再現，相當于只換了一種形式。

三、SPOC（Small Private online Course）小規模限制性在線課程

SPOC（Small Private Online Course）即小規模限制性在線課程，最早由美國加州大學伯克利分校的福克斯教授提出，在國內通常被稱為“私播課”或“翻轉課堂（Flipped Classroom）”。它建立在慕課的基礎之上，要求學生必須具備一定的條件，即提高了準入門檻。SPOC的基本流程是：學生與教師準備，課堂進行，課后復習。教師在上課前需要整合教學大綱，編排教學日歷，把數字材料（視頻、電子教材等）在互聯網平臺中公開，讓學生預習，完成課堂前測等，課堂上教師可以與分組后的學生互動（答疑、解惑、分享、歸納等），課后學生在平臺完成作業，教師可以直接評論，全程個性化的輔導，最終完成主題學習的一種新的教學方式。

這種教學方式，是傳統教學方式的優勢與網絡化學習優勢的結合，顛覆了傳統課堂教學模式，從而形成新的教學模式。使人們重拾課堂教學改革的希望。這種教學模式既讓教師把握教學過程的監控、引導，又可以提高學生自主學習的積極性。在基于MOOCs教學的SPOC理念教學模式中，改變了教師的教學理念與學生的認知方式，也對學生的考查進行了顛覆，不再讓最終的一紙成績定勝負，更重視學生的學習過程。這不僅是形式的變化，而且是素質教育結合現代教育，充分利用互聯網的優勢取得的更好的教學方式。所以說基于MOOCs教學的SPOC是一種新的學習理念。

四、基于慕課的機械原理課程翻轉課堂

（一）教學體系

慕課教學的價值取向本是以“學”為本。在慕課視頻互聯網平臺教學中，傳統課堂教學內容重點濃縮為幾分鐘的“微課程”，在學習“微課程”后可立刻進行測試，以監督查驗學生的學習效果。在以慕課為基礎的翻轉課堂教學改革研究過程中，機械原理課程既要制定每個“微課程”的教學目標，也要對本領域的研究與發展動向有一定的了解。

機械原理課程翻轉課堂教學方式的出現，為學生提供了更多的學習途徑。機械原理課程任課教師一方面要利用國內知名高校現有的機械原理慕課課程進行學習，認真制作具有自己知識產權的教學資源；另一方面也要根據課程中的章節相關性，將一些相關度較高的章節整合，改革以章節順序來學習專業知識的傳統教學方式。每節慕課可作為一個單元知識體進行測試、講解和解答，然后根據各個單元知識在課程大綱中構建完整的體系，讓學生了解其承接關系。

（二）實施方法

SPOC的內容可從教師準備、學生準備、課堂進行、課后復習四個方面簡要說明，如下圖所示。

1.教師準備

教師要根據需要整合教學大綱，編寫教學日歷與教學目標，制定成績考評原則，制作教學PPT，指定學生用教材或參考書籍。教師也可以將往年的試題根據“微課程”的單元體知識點匯整題庫，組織課前問題和練習題，發布或更改作業。筆者通過在“泛雅”平臺上的SPOC教學實踐得到如下啟示：首先，SPOC增強了學生的學習興趣，提高了學習質量與課程的完成率；其次，SPOC在“泛雅”平臺上，通過大班進行小班分組教學，增加了教師對學生平時成績與平時學習行為等記錄和監控，并能及時與學生溝通互動。

2.學生準備

學生在課前通過學號登錄“泛雅”平臺，填寫班級，完成課程報名并進入課程，可以查看教師提前設置好的教學大綱、教學目標、教學日歷、課前作業等內容，學習電子教材內容，根據“微課程”做筆記，完成教師預先布置的習題，并收集在課程學習中出現的問題。

3.課堂進行

教師按照傳統教學方式與學生面對面，在課堂上用平時課堂20%～50%的時間重點講解問題最多的知識點，然后根據班級人數將學生分成小組，由組長負責，在課堂剩余的時間里由教師主持討論，課程重點和疑難問題一并由組員交組長匯總發言，師生與各個小組進行共同討論。課前作業與優秀的個人成績，教師可以進行展示分享，最后教師進行歸納總結課程。

4.課后復習

學生在“泛雅”平臺上查看教師發布的課后課程作業進行完成復習并上傳，全部課程學習結束還可查看歷年考試進行模擬測驗并上傳，教師也在平臺上掌握學生學習進度，并對課后作業進行修改考評，上傳評語。教師通過“泛雅”平臺可以掌握學生自主學習狀況、測試后的成績與班級排名等。全方位了解學生的學習情況。

（三）存在的問題

學生受傳統被動學習方式的影響，學習主動性較低，如何讓學生利用課余時間去學習翻轉課堂的教學形式，是當前需要解決的重要問題。另一個問題是傳統教學讓教師工作壓力大，如何讓教師從繁忙的科研教學任務中脫離，有時間梳理課程并制作高水平的微視頻。高校要適當建立新的慕課考評體系對教師進行考評，這是有效解決慕課發展瓶頸的途徑。

五、結語

MOOC的迅速發展為機械原理課程的教學改革提供了新的思路，為師生帶來了新的教學與學習體驗，也為機械原理課程的教學模式提出了新的挑戰。基于MOOCs的機械原理課程的機械創新設計實踐與探索，可以為工科院校近機類專業課程的教學提供借鑒，但如何利用基于慕課的翻轉課堂增加學生的積極性，應該在課程體系、教學管理等方面進行大膽嘗試和實踐，量變到質變的創新變革還需要廣大教師的長期摸索。

責編：夜雨