面向工程教育專業認證的《機械振動》混合式教學模式設計

莫 愁黃知超鄭顯玲羅梅蘭

（1.桂林電子科技大學機械電子基礎實驗教學中心，廣西 桂林541004；2.桂林電子科技大學圖書館，廣西 桂林541004）

工程教育工作在國內已經取得了較大的成就，但仍不足以應對高級化和非常規化的產業結構調整所帶來的挑戰[1]。本校車輛工程專業本科生《機械振動》課程理論性和綜合性都很強，傳統教學模式教學效果欠佳，學生理論認知不深刻，工程能力較差，直接表現是期末測試及格率僅70%左右。多年以來，有研究者進行了改善教學效果的研究[2-3]。本文將應用混合式教學理論和方法[4]，以滿足工程教育專業認證要求為目標，實施教學改革。

1 混合式課堂設計原則和方法

1.1 以工程教育專業認證要求為導向

教學的工程案例設計應符合工程教育專業認證要求，過程應有利于鍛煉學生的工程能力。本校編制的畢業要求指標課程支撐矩陣中，車輛工程專業畢業要求指標有12大項，每項大項指標又細分若干指標，《機械振動》支撐第1大項第3子指標、第3大項第1子指標和第4大項第1子指標，指標要求如表1。綜合這3項指標，本課程要求學生具備車輛工程設計、分析、制造和測試等能力，設計課堂模式應面向這些要求。

1.2 靈活運用各種教學資源

為了實施混合式課堂，學校建設了智慧教室，除了常見的黑板/白板、電腦、投影、音響等設施外，還有會議系統、錄播系統和無線網絡等。除了學校的設施外，也使用公共資源，比如課程平臺（MOOC、漓江學堂等）、教學軟件（雨課堂和其他手機App等）、實時互動工具（QQ、微信、釘釘等）。

表1 課程對工程教育專業認證支撐的指標及實現途徑

1.3 弱化次要因素強化重點內容

本課程選用的教材為胡海巖主編、北京航空航天大學出版社出版的《機械振動基礎》。設計時弱化與本課程內容偏離較遠的數學計算過程（尤其是微分方程求解）講解，只講解思路和求解過程注意點，要求學生選擇3個典型的微分方程用Matlab軟件求解，以減少數學知識在課程中時間和降低課程的枯燥性。與車輛工程直接相關的知識重點學習和考核，比如，運動隔振、運動解耦等，近似方法求解固有頻率等。

2 模式搭建與實施

2.1 課前教學任務設計

對于教師，課前要基于工程教育專業認證要求、教學大綱和選用教材，選定課程內容和設定考核方式，根據內容板塊、章節內容和教學條件和資源，確定每一次課的目標、重點難點、學習方法和學習任務等，制成學習任務卡。表2是某次課課前學習任務卡，本課程總共16次課均按這個形式操作，特別要求學生填寫總結和評估，有利于促進其自學能力提高。

對于學生，則是利用教材、視頻和相關文獻等資源以自學和/或討論等方式完成學習任務。課前交流較好的一個平臺是QQ群，學生可以將這些問題發布在群里互相討論。為提高學生討論問題的積極性，教師每個學生在群里的活躍程度和解決問題的效果，作為平時表現記錄在教學過程登記表中。即使如此，學生仍會一些未解的問題，學生將這些問題反饋給教師，教師選擇合適的時間和方式講解。

2.2 課中混合式教學

課中的一個任務是解答課前學生經過討論還無法解決的問題，這個任務不是每次課都有，本次課前沒有無法解決的問題，也可能計劃集中在以后的某次課解答。課中教學的一個方式是測試，這也不是每次課都必須，可以一章內容或一個板塊內容結束后測試一次。

表2 課前學習任務卡

根據本課程的特點，用得更多的是分組解決工程問題。教師給出幾個性質相近、內容相似、難易程度相當的工程問題，學生分成幾個小組，每組成員協作完成。小組組長根據此給小組成員合理地分工，小組成員可以采用“頭腦風暴”的方式對問題進行深度研討，若小組內無法有效地解決此問題，小組組長可以與其他小組或教學者進行交流研討。老師盡量給學生留出更多的時間進行探究，實在無法解決時才幫助解決。課堂階段，根據工程問題的需要，學生可以帶電腦、手機和其他資料、儀器到教室，如果問題只需要根據理論知識給出解決方案，或者還需要進一步通過仿真驗證可行性，這類問題可以在課堂上完成。如有些給出問題需要做出實物，可以在課后繼續完成。

2.3 課后總結和提升

此階段學生需要繼續完成課堂上未完成的內容，往往，這個占到約一半的時間和精力。第二個任務是總結，以構建自己這一門課的知識體系。從時間維度看，學生這一節課的課后也是下一次課的課前，需要做好課前學習，觀看視頻，閱讀教材，查閱文獻等。

3 結語

通過問卷調查和理論測試成績評估課堂模式改革的效果，問卷的題目包含了工程教育專業認證的3個達成度目標。與傳統模式教學班比較，本教改班學生平均得分高出36%，試卷考試成績則高出17%。