基于網(wǎng)絡教學平臺的《機械制造裝備設計》教學模式改革探討

劉敏

摘要：基于網(wǎng)絡信息技術實現(xiàn)機械設計制造及其自動化專業(yè)課程教學模式改革以培養(yǎng)更加適應現(xiàn)代化人才是現(xiàn)行發(fā)展的趨勢。本文以《機械制造裝備設計》課程為例，介紹了利用超星學習通網(wǎng)絡教學平臺進行教學模式改革，提出利用網(wǎng)絡平臺幫助學生明確學習目標、緊密加強理論與工程實踐相結合、構建更加合理的平時成績考核標準等一系列措施，以實現(xiàn)激發(fā)學生的學習興趣，拓延教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量。

關鍵詞：網(wǎng)絡教學平臺;機械制造裝備設計;混合式教學;教學改革

0 ?引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡技術的發(fā)展，掀起了應用網(wǎng)絡技術和多媒體對教學信息的收集、處理和共享來實現(xiàn)教學目標的浪潮。各種網(wǎng)絡教學平臺如“中國大學MOOC”、“超星學習通”、“智慧樹”、“學堂在線”以及各大高校自建的網(wǎng)絡教學平臺等也隨之興起。基于網(wǎng)絡平臺和線下混合式教學打破了傳統(tǒng)的課堂集中授課模式，將課堂教學延伸到了課堂之外，突破了傳統(tǒng)教學模式在時空上的局限性[1]。

《機械制造裝備設計》課程能讓學生掌握機械裝備設計的基礎知識，獲得一定的機械裝備設計技能，提升學生的綜合素質(zhì)以具備初步的實施和規(guī)劃機械加工生產(chǎn)能力，激發(fā)學生對機械制造裝備設計的興趣和潛力，為國家實現(xiàn)制造強國戰(zhàn)略提供具有工程實踐能力的高素質(zhì)人才[2，3]。該課程綜合了機械制圖、機械原理、機械設計、材料力學、理論力學、互換性與測量技術、工程材料及其熱處理等課程的知識，具備很強的理論性、實踐性和應用性，是一門綜合性非常強的專業(yè)課，對學生的專業(yè)理論知識和工程實踐能力的培養(yǎng)具有非常重要的作用。然而《機械制造裝備設計》課程內(nèi)容較多且綜合性強，同時很多概念和設計過程很抽象，采用傳統(tǒng)的全程課堂授課方式很難把這些相關的概念講清楚，使得學生難以精準地理解講課內(nèi)容，嚴重阻礙了學生的學習興趣和效果。為了改進傳統(tǒng)教學模式的不足，本文以《機械制造裝備設計》課程為例，利用超星學習通網(wǎng)絡教學平臺積極探索此課程的教學模式改革。

1 ?傳統(tǒng)教學模式現(xiàn)狀分析

目前我院《機械制造裝備設計》課程共32學時，教學內(nèi)容包括機械制造裝備的總體設計步驟、機床的傳動系統(tǒng)設計、機床主要部件設計、組合機床設計、專用刀具設計以及機床夾具設計，采用課堂講授的教學方式達成教學目標。然而此課程學時少、內(nèi)容多且雜，如果每個知識點都面面俱到，學生學的又不精。因此，傳統(tǒng)的線下教學模式存在很多問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 學生不理解為什么要學這門課

開設該課程的目的主要是為了讓學生了解機械制造裝備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，掌握工藝裝備的先進設計理論和方法。然而很多學生覺得這些東西學了也沒什么用，因為機械類專業(yè)學生畢業(yè)后大多從事的和制造業(yè)有關，但是也不需要自己去設計機床，因為這些加工設備可以直接購買現(xiàn)成的。傳統(tǒng)的教學方法單一再加上此課程綜合性強，學起來比較枯燥、困難，很多學生因此失去了學習的興趣，甚至厭學。

1.2 前期知識掌握不扎實

《機械制造裝備設計》的專業(yè)性和綜合性強，需要扎實的機械專業(yè)基礎理論。由于對前期所學相關課程的知識掌握不夠扎實或者時間久了而遺忘，因此在此課程的學習過程中經(jīng)常會出現(xiàn)由于前期理論積累的匱乏導致難以理解和掌握本課程的情況[4]。比如，講主軸的技術要求的時候，主軸和殼體孔的直徑公差和形狀公差需要按照設計要求進行標注。然而，很多同學對互換性與測量技術的知識掌握不牢導致難以理解為什么主軸的技術要求要這樣標注。所以，部分教師會在講解本課程知識點的時候會順帶給學生復習前期相關的知識。但是這樣增大了任課教師的備課和教學任務，也占用了本課程的教學時間，難以在有限的學時內(nèi)完成教學任務以及難以保證教學質(zhì)量。

1.3 理論與工程實踐結合不足

《機械制造裝備設計》本身應是一門理論與工程實踐緊密相結合的，且偏重實踐的綜合性課程，著重培養(yǎng)學生的實際動手能力[5，6]。然而由于學時和硬件條件的局限，大部分高校對此課程的安排都是偏重理論性而輕實踐，甚至完全沒有實踐課。即使有實踐環(huán)節(jié)也是安排一兩次實驗課，往往也是參觀下機床而已。由于理論和工程實踐的結合不足，學生更加難以理解所學的理論知識，對他們以后獨立從事制造裝備設計工作埋下了隱患。

1.4 平時成績考核不合理

目前《機械制造裝備設計》課程考核由期末考試成績和平時成績組成，分別占70%和30%。對于期末考試成績的核定比較簡單，按照卷面成績給。而平時成績由考勤、課堂表現(xiàn)、實驗以及課后作業(yè)組成，往往不好考核。比如：考勤全到的同學，雖然人到了但是上課心不在焉或者干脆不聽;課堂表現(xiàn)又怎么判斷每個學生的表現(xiàn)，一堂課不可能所有的學生都參與互動;對于實驗，很多學生都是敷衍了事，由于人多，教師很難從實驗中判斷是否認真而只能從實驗報告來定成績;課后作業(yè)由于教師完全監(jiān)管不到，很多學生都是互相抄答案，更加難以判斷誰是認真完成作業(yè)的。所以，傳統(tǒng)教學模式中的平時成績考核很不合理，難以對學生的學習態(tài)度以及學習效果起到監(jiān)督作用。

2 ?網(wǎng)絡教學平臺特點及優(yōu)勢

近年來，我校積極開展網(wǎng)絡教學平臺建設，依托超星學習通平臺開展線上課程資源建設。此外，我校華東交通大學還專門研發(fā)了一款連接超星平臺的學習型軟件“i花椒”，該APP為廣大師生提供了一個便捷的學習平臺。

基于網(wǎng)絡教學平臺進行教學具有如下優(yōu)勢：①打破了傳統(tǒng)教學在時空上的局限。傳統(tǒng)的教學模式固定在教室中進行，而利用網(wǎng)絡教學，教師可以把教學資源（如課件、視頻、音頻、圖片等）放在能長期動態(tài)存儲信息的服務器上，學生隨時通過手機閱覽，及時和老師溝通交流。②增強了師生之間的交互行為。網(wǎng)絡平臺教學增強了教師與學生、學生與學生、學生與教學資源之間的互動。老師可以及時地布置學習任務、堅持學生的學習進度以便及時獲取教學效果。而學生在課后也可以進一步主動學習，不懂的地方可以看網(wǎng)絡資源或者和老師溝通得到及時的指導。同學之間通過網(wǎng)絡平臺也易于協(xié)作和探討。③利于整合教學資源。相比較于教材的滯后性，網(wǎng)絡資源更新較快，實時性好且內(nèi)容豐富，能夠滿足理論知識的教學又能及時了解前沿熱點。④學習過程考核更加合理。在網(wǎng)絡教學平臺中，教師可以通過平臺對學生的學習過程進行監(jiān)督，且學習自測管理、作業(yè)提交與評分主要借助網(wǎng)絡完成，使得考核更加公正、合理。

3 ?基于網(wǎng)絡平臺教學改革具體措施

充分利用網(wǎng)絡教學平臺的優(yōu)勢，并結合《機械制造裝備設計》課程的特點，針對傳統(tǒng)教學模式中的不足，對此課程進行改革。

3.1 利用網(wǎng)絡教學平臺明確課程學習目標、打牢基礎、拓展理論教學內(nèi)容

為解決學生不明白為什么要學這門課，在教學過程中要以學生為中心，緊扣學生工程實踐能力培養(yǎng)這一核心任務，利用網(wǎng)絡教學手段，如找一些關于制造裝備設計的最新視頻、新聞、招聘信息等上傳到平臺上供學生閱覽，使學生深入了解國家當前的制造裝備業(yè)對國民經(jīng)濟的重要性，從而激發(fā)學生學習熱情和潛能，提高其學習的積極性、主動性。傳統(tǒng)教學模式中由于受學時限制，難以在課堂上給學生復習前期知識。而利用網(wǎng)絡平臺教學，教師可以在課前搜集相關的前期知識，將有關的課本、微課、視頻資料等相關資源整理發(fā)布給學生復習。在超星學習通平臺上的資料區(qū)創(chuàng)建課前預習和前期知識資料、導入教學案例和課程PPT，在討論區(qū)就課前預習內(nèi)容發(fā)布討論話題，并要求每個學生回復自己的理解。在測試區(qū)插入課堂測試，為課堂教學做好準備。學生在課前通過“i花椒”軟件完成教師發(fā)布的預習任務點。這種方式既不會占用課堂時間又使得學生復習了本次課程所需的前期知識，但是需要學生在課前利用課余時間自主學習，培養(yǎng)獨立思考能力。在上課階段，教師根據(jù)課前預習階段學生的預習情況進行教學內(nèi)容的調(diào)整，有針對性地講解重點內(nèi)容和學生遇到的難點問題。同時向?qū)W生發(fā)布擴展學習資料，鼓勵學生提出問題，拓展知識面，提高學習效果。

3.2 利用網(wǎng)絡教學平臺緊密結合理論與工程實踐的同步教學

《機械制造裝備設計》具有較強的實踐性，而傳統(tǒng)的教學模式由于學時的限制以至于實踐環(huán)節(jié)遠遠少于理論課，甚至沒有。對于這種實踐性強的課程，光理論講解過于抽象，學生難以理解機床設計的具體步驟，一定要以實踐的工程案例為教學對象，模擬真實的機械制造裝備設計過程構建教學情境，在實踐中鞏固理論知識。網(wǎng)絡教學平臺的利用可以大大縮短理論教學的學時，為工程實踐環(huán)節(jié)騰出了時間，并提供了多元化的實踐教學方式。在實驗環(huán)節(jié)之前，教師可以通過網(wǎng)絡平臺發(fā)布和實踐環(huán)節(jié)相關的視頻，通過視頻生動形象的將制造裝備設計過程可視化，極大調(diào)動學生的學習熱情。在討論區(qū)發(fā)布問題讓學生進行探討，誘導學生聯(lián)系課堂講授的理論知識。另外，利用虛擬現(xiàn)實技術把真實的工藝裝備、實驗過程等通過電子設備呈現(xiàn)給學生，讓學生提前做好準備。由于制造裝備比較復雜，實驗過程步驟會比較多，學生難以一下記住太多的內(nèi)容而導致實驗進行不下去或者失去動手的興趣。那么通過網(wǎng)絡教學平臺可以很好的解決此問題，教師在實驗之前通過錄播功能一邊演示實驗過程，一邊講解實驗步驟和注意事項。在實驗之前發(fā)布給學生，先讓學生觀看一遍。在實驗過程中如遇到問題還可以回看視頻。學生通過實踐環(huán)節(jié)以及利用網(wǎng)絡平臺的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)理論與工程實踐能力的緊密結合。

3.3 利用網(wǎng)絡教學平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能進行平時成績考核

課程的考核是教學過程中重要的組成部分，一般由平時成績和期末考試成績組成。其中平時成績更能檢驗學生的學習過程，合理的平時成績考核是非常重要的。改革后利用網(wǎng)絡教學平臺進行平時成績的考核，超星學習通平臺可以實現(xiàn)簽到、選人回答問題、投票、搶答。測驗、問卷調(diào)查、直播等功能，并實時記錄活動痕跡。平臺可以對學生每次的互動都會進行統(tǒng)計和積分，教師能夠及時看到學生是否參與。另外，網(wǎng)絡平臺強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能能夠詳細記錄學生的學習行為，對視頻觀看、課堂測試、課后作業(yè)、簽到等可以進行機器打分，做到客觀公正。教師可以隨時隨地進行全過程監(jiān)管，并生成多樣性的可視化分析報告，一鍵匯總過程性評價結果，還能對每個學生生成單獨的數(shù)據(jù)報告分析，掌握他們的學習情況。本課程改革后，綜合成績?nèi)匀挥善綍r成績（40%）和期末考試（60%）組成，平時成績則利用超星學習通網(wǎng)絡教學平臺進行考核，評價標準如表1所示。

4 ?結束語

針對目前《機械制造裝備設計》教學模式中存在的問題，本文利用網(wǎng)絡教學平臺進行教學改革，將互聯(lián)網(wǎng)技術引入整個教學過程，為師生提供豐富的教學資源。此課程的改革措施有助于學生明確學習目標、復習前期知識，協(xié)助教師拓展理論教學內(nèi)容，還能實現(xiàn)理論知識與工程實踐能力的同步培養(yǎng)以及完善平時考核評價標準。與此同時，網(wǎng)絡平臺的使用有利于教學方式由“教師為中心”向“學生為中心”的轉(zhuǎn)變，激發(fā)了學生的學習熱情，切實提高《機械制造裝備設計》課程的教學質(zhì)量和效果。

參考文獻：

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