新工科背景下IM-OBE導向的混合式課堂教學研究

郭銳 趙之謙 袁曉明 趙靜一

摘?要：當前傳統的液壓傳動系統課程因為缺乏系統性、針對性的教學與項目實踐，已無法滿足新工科背景下的人才培養需求。本文以燕山大學《液壓傳動系統》為例，提出了基于沉浸式學習產出（Immersion-Outcome based education，IM-OBE）的教學方法。在教學過程中，通過線上線下相結合，以學生做為主，應用為本，讓學生寓學于做。在項目實踐方面，創建沉浸式、快樂型、開放性的團隊模式，組內人員相互監督，讓學生進行自主式、協作式學習，形成新的培養方案。通過不同角度評判學生的能力，為液壓專業方向新工科人才培養探索新路徑。

關鍵詞：液壓傳動系統;新工科;沉浸式;學習產出

一、問題的提出與解決

《液壓傳動系統》課程是機械工程學科非常重要的技術基礎核心課，是液壓裝備設計、使用和維護所必須掌握的專有技術和專門知識[1]。傳統的《液壓傳動系統》課程缺乏工程性的教學，已不能滿足新工科人才的培養需求[2]。高校《液壓傳動系統》課程的實際教學過程中存在以下問題：

（1）在缺乏液壓系統項目經驗的情況下，學生很難掌握與液壓工程相關的方法;

（2）采用傳統的考核方法并不能完全真正反映學生的工程能力;

（3）理論知識的枯燥導致學生主動性和積極性不足。

因此，在國家推進新工科的建設與發展的戰略背景下，本方法改變現有液壓傳動系統教學模式與項目實踐環節，以促進學生理論與實踐水平的可持續發展，適應新時代工業發展的要求[3]。

二、教學方法的基本概念和理論

（一）基于IM-OBE的教學方法

在新工科的背景下，依托線上線下教學模式，利用MOOC課程與學習通軟件對學生學習進行引導，提出了基于沉浸式學習產出（Immersion-Outcome based education，IM-OBE）的教學方法，用于培養具有創新能力、自主學習能力的實踐型學生，本方法以液壓傳動系統內容為主線的設計思路，以項目為核心，以實踐為重心，以線上課程為輔助，完成對學生的教學，把課堂帶入討論課形式，進入一種“沉浸”體驗的學習狀態，把知識印刻在學生腦海[4]，課程設計反映理論重實踐，實踐重體驗的教學思想;在內容安排上，強調能力訓練，為每個學生在知識和技能等方面的協調發展提供平臺，引導學生的興趣、激發學生的潛能，為培養新型高級工程科技人才奠定基礎[5]。

（二）互聯網背景下的線上線下混合模式

把《液壓傳動系統》傳統課程引用到“互聯網+教育”線上線下教學模式中[6]，使其從“封閉”走向“開放”，整合校內外優質資源，培養學生主動吸收知識的需求，并將其引入工程實踐，訓練學生的技能，產出學生積極思考、主動學習的能力，使學生能充分運用專業知識，并提高其解決液壓傳動系統理論和工程實踐問題的能力。課程主旨分為三個模塊，其關系如下圖所示：

三、課程特色與教學實施過程

（一）課程特色

本課程為學生提供豐富的教學案例、單元測試、模型解釋，真正的完成培養全面發展的高素質工程技術人才的目標。在教學上，利用線上課程向學生講授知識的同時融入互動環節，并向同學進行語音、視頻答疑，加深學生對液壓傳動的實際運用印象;在項目實踐環節，利用MOOC平臺項目實踐課程對相關產品的液壓基本回路的簡單搭建進行預習，使同學在理解、掌握回路原理的分析之后，進行上手操作，培養自主學習與動手能力。本方法改變了現有給予型的教學方法，進行跨界交叉融合，學生可以體驗到課程在實際工程中的應用，變要我學為我要學，從而提高學習意識和學習主動性。讓學生和教師都走出舒適區，全面改變教風、學風，發揮師生潛力。

本課程利用中國大學MOOC平臺中燕山大學姚靜老師的《液壓傳動與氣動》完成線上教學。利用學習通APP串聯線上課程與線下授課，通過學習通對學生線上學習進行實時反饋，在課堂上以學生上臺講演、討論和實際工程項目設計為教學形式，以項目為驅動，涵蓋認知型、設計型和綜合型的實驗內容，為學生提供全方位的實驗資料。同時能夠給學生創造良好的教學環境和學習氛圍，學生能夠自主地完成各個基本模塊的學習，能夠充分體驗整個團隊完成工程項目的全過程。

（二）教學實施過程

（1）開課前，教師應該使學生充分了解學習通、MOOC平臺，明確課程教學目標與教學內容、課程教學安排與考核方法，培養學生的自我管理能力。

（2）在線上，利用學習通建立課程，利用MOOC中授課，上傳教學資源并逐步完善，并通過學習通APP接收老師發布的作業通知并可查看教學資源。學生在MOOC課程平臺上完成教學PPT、習題及其他擴展資源的自主學習，對學生做的每一章節的單元測試進行定時檢查，未完成者按缺勤處理。

（3）在線下，對于MOOC課程中沒有聽懂的內容，學生可在討論時間自主發問，老師對線上出錯率高的習題進行一一講解，不把問題留在課堂，增強學生學習的自覺性，變被動學習為主動學習。具體實施步驟如下：

①課前，利用學習通APP一鍵簽到或者手勢簽到，實現高效考勤。

②課中，學生通過老師引導自主發問，每位學生都可以發表自己的想法與觀點。對于典型問題，同學們可以在課堂上面對面發表言論，任意發表自己的想法。利用學習通記錄每個學生的學習結果，根據學生的回答，老師可以現場作出評價，并記錄在學習通上。認真聽講的學生會得到額外的加分，而那些課堂上表現糟糕的進行減分，這些都會計入總成績中，而且學生可以在學習通APP中查詢到自己的課堂得分，從而調動課堂上學生的積極性。

③課后，老師可以額外地布置作業或興趣項目，讓那些想要更進一步了解液壓的學生得到知識擴充，綜合能力得到提升。利用學習通APP對教學進程進行監督，實現相互監督和信息交流，通過APP提交作業具有一定的新鮮感，提高學生對課程的積極性。

④學生利用對液壓傳動基礎知識的理解，針對液壓基本原理、規律等問題，獨立設計并實施驗證實驗，采集數據，并對數據進行分析得出結論。創建沉浸式、快樂型、開放性的團隊模式，組長對組內人員的工作進行分工，每個組內成員根據自己的分工，組內人員相互監督，向組長提交相應的研究報告，最終全組匯總成一份項目報告。

四、結論

本論文將IM-OBE教學法應用到《液壓傳動系統》教學中，將理論教學融入到實踐過程中。改變傳統的以教師講授為主的教學模式，學生在整個課程學習的過程中處于主導地位，不僅可以學到理論知識，而且鍛煉了學生工程應用能力，培養了協作共贏的品質，充分發揮學生的主動意識，培育與“產出”學生分析、理解和解決本課程的理論和實踐問題的能力。基于IM-OBE的教學以塑造全面型人才為方針，以創新、融合、共享為建設理念，為培養液壓人才，推動新工科建設，發揮了積極的推動作用。

參考文獻：

[1]張俊俊，蘭若璇，劉麗娟.“新工科”理念下的液壓技術人才培養課程體系改革[J].西南科技大學高教研究，2020，36（01）：52-55.

[2]馬長林，馮永保，李鋒，等.提高《液壓傳動》課堂教學效果的探索與實踐[J].教育教學論壇，2015（13）：147-148.

[3]劉成強，李志，何紹華，等.新工科背景下應用型本科院校液壓傳動課程教學探討[J].中國教育技術裝備，2019（24）：82-84.

[4]劉麗蘭，陳恩來，譚晶，等.增強現實技術在《機械設計》課堂教學的應用[J].教育教學論壇，2018（08）：177-180.

[5]王會.機械原理課程的混合式教學研究與實踐[J].河北農機，2020（05）：53-54.

[6]曹陽，郭爾聰，何文斌.工程認證下翻轉課堂在《液壓傳動》中的應用[J].教育教學論壇，2019（02）：202-203.

基金項目：燕山大學機械工程學院教學研究與改革項目（編號：JX2019HUJG01;JX2019JCJS03）;燕山大學研究生課程思政教學建設與改革項目（SZJG201905）;燕山大學研究生教育教學改革項目（JG201815）

作者簡介：郭銳（1980—），男，漢族，河北衡水人，博士研究生，副教授，研究方向：機械電子工程。

通訊作者：袁曉明（1984—），男，吉林白城人，講師，主修機械專業。