包裝機(jī)械混合式教學(xué)改革與實踐

段青山 黃崇杏 高德 劉楊 黃麗婕

摘? 要：碎片化教學(xué)方法及以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可能對高等教育課堂教學(xué)發(fā)生革命性改革的深刻影響。以“學(xué)生為中心、課程目標(biāo)為導(dǎo)向”的混合式教學(xué)模式，正成為高校課堂教學(xué)改革的一種發(fā)展趨勢。結(jié)合包裝機(jī)械混合式課程，以“金課”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，以全程考核模式夯實教學(xué)效果，開展混合式教學(xué)改革的實踐。

關(guān)鍵詞：包裝機(jī)械;混合式;教學(xué)改革;全程考核

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）27-0140-04

Abstract： The rapid development of fragmented teaching methods and information network technology may have a profound impact on the revolutionary reform of higher education classroom teaching. The mixed teaching model of "student-centered and course-oriented" is becoming a development trend of classroom teaching reform in colleges and universities. Combined with the mixed-type course of packaging machinery， the teaching content is designed with the "golden class" standard， the teaching effect is consolidated by the whole-course assessment mode， and the practice of mixed-type teaching reform is carried out.

Keywords： packaging machinery; the mixed-type; teaching reform; whole-course assessment mode

包裝機(jī)械課程是包裝工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，培養(yǎng)學(xué)生工程分析能力和包裝機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的能力;主要講授包裝機(jī)械的組成、供送系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)設(shè)計、總體設(shè)計、典型包裝機(jī)械（灌裝機(jī)械設(shè)計、袋裝機(jī)械設(shè)計、裹包機(jī)械設(shè)計、封口機(jī)械設(shè)計）、包裝生產(chǎn)線設(shè)計[1-2]。當(dāng)前，包裝機(jī)械課程面臨的教學(xué)問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面：1. 包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)多、機(jī)構(gòu)多、零件多以及類型、結(jié)構(gòu)、運動復(fù)雜等特點，學(xué)生無法完全掌握包裝機(jī)械零件結(jié)構(gòu)及設(shè)計知識;2. 傳統(tǒng)課程教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新性、發(fā)現(xiàn)和解決問題思維培養(yǎng)，難以滿足現(xiàn)代包裝行業(yè)對工程創(chuàng)新能力的需求;3. 以知識傳遞的課程教學(xué)，對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)不足，尚不能完全適應(yīng)培養(yǎng)新工科人才的素養(yǎng)要求。

本文介紹在包裝機(jī)械課程教學(xué)中以“學(xué)生為中心、課程目標(biāo)為導(dǎo)向”的混合式教學(xué)模式，以期為解決上述問題提供借鑒，為包裝機(jī)械課程教學(xué)提供有益參考。首先闡述包裝機(jī)械混合式教學(xué)改革內(nèi)容，然后分析廣西大學(xué)包裝機(jī)械課程中實施混合式教學(xué)模式的實踐情況，最后介紹該課程教學(xué)改革的創(chuàng)新與效果。

一、混合式教學(xué)改革的內(nèi)容

教育部高等教育司司長吳巖就“一流專業(yè)和一流課程”議題，提出打造有“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的金課”[3-5]。高階性是知識、能力、素質(zhì)有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維;創(chuàng)新性體現(xiàn)在前沿性和時代性的課程內(nèi)容、先進(jìn)性和互動性的教學(xué)形式以及探究性和個性化的學(xué)習(xí)結(jié)果;挑戰(zhàn)度指課程具有一定難度，需要教師在課程中融入更加深入的思考內(nèi)容，需要學(xué)生多思考或動手才能獲得相關(guān)知識和能力。在具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度特征的“金課”教育理念的影響下，大規(guī)模開放在線課程迅速崛起[6]，其特點是“學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主”，但嚴(yán)重缺乏監(jiān)管，教學(xué)效果得不到保障。線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)運而生，它結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)方式和在線課程的優(yōu)點，是一種新的教學(xué)模式[7-8]。以“金課”標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計思想，多維化的課程目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，通過認(rèn)真分析包裝機(jī)械課程中教學(xué)內(nèi)容的特點，建立預(yù)習(xí)-思考-討論-反饋-提升的知識點學(xué)習(xí)的體系化流程，制定混合式教學(xué)改革的內(nèi)容。

（一）以“金課”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

本課程以需求導(dǎo)向+專業(yè)畢業(yè)要求（OBE）、思想性、科學(xué)性、時代性、高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的設(shè)計思想，以培養(yǎng)學(xué)生正確的工程倫理和扎實的工程知識、學(xué)生預(yù)習(xí)-思考-討論-提升的學(xué)習(xí)態(tài)度和團(tuán)隊合作精神，掌握包裝機(jī)械設(shè)計和包裝機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計等知識，具備包裝機(jī)械設(shè)計能力，重點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力為目的，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，構(gòu)建全新的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容以教育部普通高等學(xué)校包裝工程專業(yè)規(guī)范的要求合理安排，教學(xué)內(nèi)容的資源主要有線上和線下資源，如圖1所示。

線上資源的內(nèi)容由線上學(xué)習(xí)資料和線上測試考試兩部分組成。線上學(xué)習(xí)資料主要由大量的教學(xué)微課及相關(guān)軟件學(xué)習(xí)視頻，教學(xué)課件、習(xí)題及分析與答案、團(tuán)隊項目及論文、輔導(dǎo)資料等拓展資料，以及試題和平時測驗等組成。這些豐富、完備的線上學(xué)習(xí)資料為學(xué)生提供了各方面內(nèi)容的素材，可以保證學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。教學(xué)微課及學(xué)習(xí)視頻都是以知識點碎片化的形式發(fā)布。碎片化教學(xué)方法以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可能對高等教育課堂教學(xué)發(fā)生革命性改革的深刻影響。碎片化教學(xué)方法是教師合理地將教學(xué)內(nèi)容分割，制作成合理的碎片化知識點內(nèi)容，然后通過網(wǎng)絡(luò)或者課堂在較短時間內(nèi)（通常8-12分鐘）以各種形式如專題、故事等講授給學(xué)生的教學(xué)方法;這種教學(xué)方法較好地利用了人們的注意力集中時間不長的特點，使學(xué)生在較短時間內(nèi)獲得相應(yīng)的知識。線上測試考試部分主要是平時測驗和在線考試兩部分。平時測驗包括隨堂測驗、自學(xué)測試、課前自測及課后檢測，在線考試提供學(xué)生在進(jìn)行專題學(xué)習(xí)后的考評;這些考試為學(xué)生了解課前自學(xué)效果提供了有效評價方法。

為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加詳細(xì)了解課程知識，課程提供了線下輔學(xué)資料。線下輔學(xué)資料主要針對課程的復(fù)雜機(jī)械、機(jī)構(gòu)動畫及圖紙，以及前沿、前導(dǎo)及后續(xù)發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)這些資料，學(xué)生對本門課程知識的了解和理解將更加深入和深刻，有利于學(xué)生進(jìn)一步創(chuàng)新。

以包裝工程基礎(chǔ)理論知識為支點，以線上理論知識學(xué)習(xí)為前導(dǎo)，課程團(tuán)隊根據(jù)當(dāng)前包裝機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)問題凝練專題、協(xié)同企業(yè)導(dǎo)師，通過線下翻轉(zhuǎn)課堂引導(dǎo)學(xué)生對專題內(nèi)容進(jìn)行探討、與企業(yè)導(dǎo)師深度交流，提升學(xué)生對包裝專業(yè)的熱愛，加深學(xué)生對包裝機(jī)械的認(rèn)識與理解，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)和解決問題思維。根據(jù)不同的課程內(nèi)容，聘請在包裝機(jī)械設(shè)計、包裝生產(chǎn)線管理、包裝及印品檢驗等方面具有豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗的企業(yè)導(dǎo)師到課堂與學(xué)生面對面進(jìn)行交流。在線下翻轉(zhuǎn)課堂過程中，教師根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容采取不同方法因勢利導(dǎo)強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)。例如，對復(fù)雜的設(shè)計計算部分采用演繹策略使學(xué)生深刻理解推導(dǎo)過程，在啟發(fā)學(xué)生包裝機(jī)械設(shè)計思路時利用探究策略，在虛擬仿真設(shè)計部分采用情景策略。

（二）以全程考核模式夯實教學(xué)效果

目前，最普遍的評價教學(xué)效果的方式是平時成績與期末成績的結(jié)合，不重視課程實施過程效果的評價;這種評價方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及教師的教學(xué)效果反饋比較滯后，與目前的教學(xué)要求不符[4]。本課程的考核模式采取過程性評價、表現(xiàn)性評價及終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，以全程考核模式夯實教學(xué)效果。

過程性評價分為線上視頻、線上作業(yè)和線上測驗。線上視頻數(shù)量82個，時長617分鐘，全部看完占比5%;線上作業(yè)共計16次，108道題目，總分521.5分，占比10%;線上測驗共計14次，102道題目，總分207分，占比10%。表現(xiàn)性評價為翻轉(zhuǎn)課堂的情況表現(xiàn)。表現(xiàn)性評價主要為翻轉(zhuǎn)課堂的練習(xí)測驗、問卷、課堂討論、課程論文、PPT講解、點名問答、簽到考勤，占比20%。終結(jié)性評價為期末考試，共計100分，占比55%。通過課前的過程性評價，教師可以了解學(xué)生課前知識的掌握情況，從而為教師的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計指明方向;通過翻轉(zhuǎn)課堂評價，教師可以了解某一類型課程翻轉(zhuǎn)課程的設(shè)計是否合理及后續(xù)的改進(jìn)策略;通過終結(jié)性評價，教師可以了解學(xué)生最終對課程的掌握情況，以備下一階段的教學(xué)改進(jìn)。同時，通過全程考核模式，還可以了解與本課程相關(guān)的課程教學(xué)是否需要改進(jìn)及改進(jìn)策略，對提高本學(xué)科的教學(xué)效果起到積極作用。

二、混合式教學(xué)改革的實踐

本混合式課程在廣西大學(xué)經(jīng)過多年建設(shè)，突出以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計理念，以典型包裝設(shè)備為對象，以工程分析能力和方案解決能力為落腳點，著力提升學(xué)生包裝機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力。

（一）課程思政

本課程的課程思政以職業(yè)素養(yǎng)教育、愛國主義教育、法律法規(guī)意識教育以及良好習(xí)慣的培養(yǎng)貫穿課程教學(xué)中。在職業(yè)素養(yǎng)教育方面，以產(chǎn)品安全，特別是食品和藥品的包裝安全等工程倫理教育為主;在愛國主義教育方面，以我國的包裝機(jī)械發(fā)展歷程、著名包裝企業(yè)和人物為載體進(jìn)行講述;在法律法規(guī)意識教育方面，以食品、藥品等相關(guān)產(chǎn)品的安全法律法規(guī)為主;在良好習(xí)慣的培養(yǎng)方面，以大學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)等方面的實際案例為主對學(xué)生進(jìn)行教育。

（二）混合式教學(xué)的實踐

本混合式課程的實踐過程分為課前自學(xué)、課內(nèi)探究和課后鞏固三個模塊，如圖2所示。

1. 課前自學(xué)

學(xué)生通過網(wǎng)站、APP等手段觀看微課視頻，了解本次課程的基本內(nèi)容;學(xué)生完成在線習(xí)題，師生均可了解學(xué)習(xí)達(dá)成的效果，為教師合理調(diào)整教學(xué)節(jié)奏與方向提供支持，也為學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與側(cè)重點指明方向。同時，學(xué)生需要閱讀輔學(xué)資料、預(yù)習(xí)指定知識，加深知識的記憶和理解。此外，通過網(wǎng)絡(luò)形式，師生可以不受時空限制，發(fā)起各種問題的討論，相互談?wù)摵徒涣鲗W(xué)習(xí)。

2. 課內(nèi)探究

主要采用翻轉(zhuǎn)課程形式，通過起-轉(zhuǎn)-承-合四個環(huán)節(jié)，逐層遞進(jìn)，給學(xué)生搭梯子，讓學(xué)生思中學(xué)，學(xué)中思，思中會，會中創(chuàng)。利用在線測驗、教師導(dǎo)入知識問題、學(xué)生PPT講解、教師重難點分析、師生互動討論、小節(jié)與課后作業(yè)等形式，由淺入深、逐步放手，讓學(xué)生獲得發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。課內(nèi)探究的課堂教學(xué)流程如圖3所示。

為了更好地了解包裝機(jī)械的翻轉(zhuǎn)課堂形式，現(xiàn)以灌裝機(jī)械為例，說明包裝機(jī)械課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計。

（1）起：初步感受

環(huán)節(jié)1：快速展示PPT中各類灌裝機(jī)的圖片。

環(huán)節(jié)2：詢問同學(xué)記住了哪些灌裝機(jī)？哪些沒見過？激發(fā)大家思考的興趣。

環(huán)節(jié)3：師生交流。要點：主要討論灌裝機(jī)的分類、組成以及灌裝的基本方法。

（2）轉(zhuǎn)：深入分析

環(huán)節(jié)1：觀看2種典型灌裝機(jī)的灌裝過程視頻。

環(huán)節(jié)2：詢問同學(xué)視頻中灌裝機(jī)的適用對象、灌裝特點、原理及灌裝過程，對比2種灌裝機(jī)的不同之處。

環(huán)節(jié)3：師生交流。要點：不同灌裝方式的原理及灌裝過程細(xì)節(jié)。

（3）承：知識拓展

環(huán)節(jié)1：觀看灌裝閥的平面圖、三維立體圖、裝配圖及爆炸圖。

環(huán)節(jié)2：提問同學(xué)灌裝閥的組成及主要零件的用途。

環(huán)節(jié)3：師生交流：不同灌裝閥結(jié)構(gòu)特點，要點：讓同學(xué)掌握灌裝閥結(jié)構(gòu)。

（4）合：小節(jié)提升

環(huán)節(jié)1：學(xué)生完成拓展題：旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)組成、主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、灌裝閥結(jié)構(gòu)及其如何與灌裝要求相適應(yīng)？通過課程平臺完成答題。

環(huán)節(jié)2：學(xué)生作業(yè)互評。通過網(wǎng)上平臺開展自評。

環(huán)節(jié)3：老師總結(jié)。要點：簡要回顧課程內(nèi)容，著重分析灌裝過程細(xì)節(jié)和灌裝閥結(jié)構(gòu)，最后點評同學(xué)們的拓展題。

3. 課后鞏固

充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立不同任務(wù)的學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生獲取課堂之外的課程內(nèi)容信息來充實所學(xué)知識，還可以相互交流討論，并進(jìn)行總結(jié)、反思、修改，然后創(chuàng)造新的成果，達(dá)到高階思維的能力。例如學(xué)生通過學(xué)習(xí)裹包機(jī)構(gòu)的知識，聯(lián)想到某類產(chǎn)品的裝配機(jī)械手，并利用裹包機(jī)構(gòu)的特點對裝配機(jī)械手進(jìn)行改進(jìn)，即是一種創(chuàng)新。

三、課程創(chuàng)新

學(xué)科每年邀請行業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位的專業(yè)技術(shù)人員和專家參與到本課程的教學(xué)，構(gòu)建了企業(yè)導(dǎo)師-學(xué)生互動的一種線下翻轉(zhuǎn)課堂新形式。企業(yè)導(dǎo)師以當(dāng)前國內(nèi)外包裝行業(yè)最新動態(tài)、實際案例和講解人的切身實踐經(jīng)驗來化解學(xué)生面對的復(fù)雜工程技術(shù)問題。

在課程的教學(xué)過程中，通過專題模式的形式讓學(xué)生深刻理解課程的重難點內(nèi)容，從而達(dá)到學(xué)生提高分析和設(shè)計能力、系統(tǒng)思維能力的目的，體現(xiàn)“金課”的高階性與挑戰(zhàn)度[9]。以氣動灌裝閥設(shè)計為例，需要學(xué)生掌握灌裝閥的工作原理、灌裝工藝選擇（分析能力培養(yǎng)），以及閥體設(shè)計、流體灌裝時間的設(shè)計計算（設(shè)計能力培養(yǎng)），學(xué)生自學(xué)三維建模軟件完成氣動灌裝閥設(shè)計（系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)）。

四、結(jié)束語

本課程強(qiáng)調(diào)包裝機(jī)械設(shè)計功能表達(dá)與部件設(shè)計方法，利用包裝機(jī)械的部件結(jié)構(gòu)數(shù)字化、工作原理仿真化的線上學(xué)習(xí)、線下翻轉(zhuǎn)課堂的企業(yè)導(dǎo)師+專題課程及教學(xué)質(zhì)量追蹤全程化的教學(xué)過程，加強(qiáng)學(xué)生對各類包裝機(jī)械的感官認(rèn)識、開闊學(xué)生的專業(yè)知識視野，突出創(chuàng)新意識與實踐能力的培養(yǎng)，形成相對前沿的信息化教學(xué)環(huán)境、資源及開放特征的形式，構(gòu)建了線上線下混合式的企業(yè)導(dǎo)師-專題課程教學(xué)新模式。在教學(xué)過程中，強(qiáng)化學(xué)生參與的“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，建立預(yù)習(xí)-思考-討論-反饋-提升知識點學(xué)習(xí)的體系化流程，以重難點內(nèi)容的碎片化教學(xué)手段提升學(xué)生各方面的能力，邀請企事業(yè)單位的技術(shù)人員作為企業(yè)導(dǎo)師，團(tuán)隊凝練專題、開展專題教學(xué)的模式、全程考核模式夯實教學(xué)效果等貫穿整個教學(xué)過程。

目前，由于新生代大學(xué)生的個性特點、包裝機(jī)械的前沿性研究以及新型冠狀病毒疫情對教學(xué)模式的影響，包裝機(jī)械混合式教學(xué)需要教師在教學(xué)工作中投入更多的精力，收集創(chuàng)新性、開放性的課程素材，提高學(xué)生參與度，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為包裝機(jī)械的人才培養(yǎng)提供有力支撐。

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