混合式教學模式改革研究與實踐
——以《互換性原理與技術測量》課程為例

王全龍，馬成龍，繆小進,，武美萍,，周建華，彭威

（1.江南大學 機械工程學院，江蘇 無錫；2.江蘇省食品先進制造裝備技術重點實驗室，江蘇 無錫）

一 建設背景

在信息技術發展普及與后疫情形勢的時代背景下，為適應新的疫情防控工作要求，各高校會根據屬地疫情形勢適時調整學生線上線下的上課策略。這使得傳統教學與信息技術相結合的教學方式具備了可行性和必要性，因此，采用基于異步SPOC 的線上線下混合式教學成為大學課程教學改革的新起點。近年來，這種混合式教學已經在教學體系中逐漸占據較高比例[1-2]。

李凌霞[3]利用SPOC 在線平臺資源，對線上線下混合式教學模式開展了探索，整合了線上學習資源，通過線上考核了解學生學習情況，培養學生自主學習能力，進而有依據地拓展線下教學內容，取得了較好的學習效果。楊瑞青等[4]以學生為中心，從混合式教學模式設計、教學內容設計、混合式教學改革實踐、課程考核評價等方面探索了《數控機床編程與操作》這類實踐課程的教學模式創新，切實提高了數控機床編程與操作課程的教學質量和人才培養的質量。常博等[5]立足金課建設背景，闡述了線上線下混合教學模式改革面臨的問題及應對策略。

本文以《互換性原理與測量技術》課程為例，將慕課及線下課堂等多種教學模式結合，采用線上線下混合式教學，充分融合教師主導、學生主體以及網絡便捷等優勢。探索了一條基于異步SPOC 的線上線下混合式教學模式建設道路，并通過實踐取得較好的教學成果。

二 課程特色

《互換性原理與測量技術》作為一門理論性較強的課程，是各工科高校機械專業中十分重要的專業技術基礎課，學生通過對本門課程的學習，能夠獲得測量相關方面的基礎知識，培養學生在后續課程學習中以及在機械領域中的創新實踐能力。所引進的線上課程《互換性與測量技術基礎》是國家精品在線開放課程，以培養學生機械產品精度設計能力為目標，是機械設計（運動設計、結構設計、精度設計）中不可缺少的重要組成部分，由哈爾濱工業大學的公差與儀器零件教學團隊主講。課程資源豐富，既有教授學生理論知識的教學視頻、課件資料、小節練習題庫和章節測試，又有鍛煉學生實踐能力的工程圖紙精度設計大作業，包括總裝圖精度設計、齒輪和輸出軸精度設計、機座和軸承蓋精度設計等。通過對引進課程資源的利用，結合線下課程教學基礎強化和課程實驗環節檢測能力提升，最終使學生獲得較強的機械產品精度設計能力。依據混合式教學課堂的相關理論[6-8]，通過使用中國大學MOOC 平臺上優質的線上教學資源，并采用異步SPOC 模式，在引入后運用適當的數字化教學工具，結合本校師生實際情況，對其進行適當的編輯改造。根據教學進程安排，靈活設置課程資源發布時間，配合線下課堂教學主體，采用課堂理論教學與實踐相結合的方式，開展學生線上自主學習與線下面授有機結合的線上線下混合式教學。

通過混合式教學實踐，對一些實踐性與理論性側重不同的章節采取不同的教學方式。對課程重點難點的教學過程中，采用基于項目的分組研究型學習方法，通過開展具體的相關項目，更加深入地開展教學，以拓寬和提高學生解決實際工程問題的能力。例如將某一產品裝備（如二級十字傳動減速器包含齒輪、軸、軸承等的精度設計）作為教學內容案例貫穿整個教學過程，通過分析這一產品的精度設計，加深學生對課程知識的具體理解以及串聯度。在課程實施過程中，始終堅持將課程內容講解和思政元素相融合，注重強化工程倫理的思政元素，構建思政模塊，實現專業與思政的自然融合，致力于幫助學生建立正確的職業道德觀念，培養學生的愛國敬業精神，構建設計- 制造- 應用及缺陷分析的教學閉環反饋機制，培養學生的工程精度設計能力及敬業奉獻、刻苦鉆研、務實開拓的精神。

三 改革舉措

本教學模式創新主要體現在線上和線下兩個維度。針對學生線上學習，要求學生在中國大學MOOC平臺上按照教學方案安排的時間節點完成相關線上資源的學習。教師根據線下課程教學安排，在相應的時間點發布視頻及課件教學資源，學生在線下課上課前完成規定內容的線上教學資源學習；并在線下課程完成后發布小節測試和單元測驗，在課程結束的關鍵節點發布包含工程案例圖紙的精度設計大作業。對學生線上學習提出的要求具體包括：課前通過觀看視頻及課件對所學知識的預習，課后完成相應小節測試或單元測驗，在相應時間節點完成課程大作業，鍛煉學生掌握機械產品精度設計的工程實踐能力。線上學習考核的量化指標包括視頻觀看時長、課件瀏覽進度、小節測試和單元測驗正確率、課程大作業按時提交情況及大作業完成質量。

線下課堂教學仍是本課程混合教學模式的主體，主要的教學改革舉措也是集中在線下教學過程。積極推進研究性教學改革、合作學習、小組討論、項目學習等開放式多元化的教學組織形式，并融入課程思政及工程倫理教育相關內容，培養學生的職業素養和愛國情懷，主要改革舉措可分為以下七個方面。

1. 在部分實踐性較強的章節，如第2 章技術測量概論的測量器具與長度測量章節，考慮采用課堂理論教學與實踐相結合的方式，進行混合式的教學，課堂理論教學注重講授測量器具的原理，課程實踐環節注重培養學生對測量器具使用操作、測量真值讀取、測量數據分組記錄等實踐能力。

2. 對理論性較強的章節，如測量誤差的處理與評定，采用基于實驗項目的學習方法，在實驗項目完成后，結合實驗數據進行理論分析與實踐操作相結合的教學方法，避免學生對課堂講授理論性強的知識時習慣性放空，提升學生對課程知識的掌握，增強課堂的互動性。

3. 對課程的重難點內容，采用基于項目的分組研究型學習方法。如量規的設計，課程只是講解了單一圓柱尺寸的量規設計，可是在實際的工程項目中涉及大量的多尺寸的量規設計，如：多孔位置度的綜合檢測量規，而這些內容課本及類似教材都沒有涉及。可以采用基于項目的分組研究型學習方法，以拓寬和提高學生解決實際工程問題的能力。

4.在整個的教學過程中，準備某一產品裝備（如二級十字傳動減速器包含齒輪、軸、軸承等的精度設計），從產品精度設計的角度，貫穿整個教學過程。就如何保證裝備的最終精度，合理地進行產品的精度設計展開研討。

5.堅持將課程內容講解和思政元素相融合，將“職業素養”“工匠精神”“愛國情懷”等思政元素融入教學，構建思政模塊，實現專業與思政的自然融合。“深用理論、足用資源、活用形式、巧用方法、妙用配方”，注重融知識傳授、能力培養和教書育人于一體，堅持線上和線下并重，采取多種方式開展線上線下深度融合的教學活動。構建設計- 制造- 應用及缺陷分析的教學閉環反饋機制，培養學生的工程精度設計能力及敬業奉獻、刻苦鉆研、務實開拓的精神，見圖1。

圖1 多措并舉構建課程思政建設新路徑

6.強化工程倫理的思政元素，推動工程倫理教育與思想政治教育融合發展，有助于工科類專業學生建立正確的職業道德觀念，主動將自身發展與國家命運相關聯，關注社會發展，關心中國未來，致力于為祖國創新，為人民造福。通過分析機械領域重大項目中有關精度設計的典型事例，剖析大國工匠的愛國情懷、敬業精神，激發學生的緊迫感及愛國主義精神，鼓勵學生發奮圖強，勇攀學術高峰。

7.采取過程化與個性化相結合、形成性評價與結果性評價相結合的考核方式，強調創新實踐能力和綜合素質在課程考核中的地位。每節課程結束后設計了難度逐漸提升的面向課程內容的工程化設計實例多梯度開放式習題，學生從第一階段的題目開始做起，課程負責人根據完成質量進行評價，給予一定的積分，該積分作為“闖關”標準以評判能否進入下一梯度習題的挑戰，每節課程的總積分以一定的比例作為平時成績的重要組成部分。該“積分闖關”模式提升了趣味性，可全面激發學生的學習興趣和學習積極性，提高了教學效率和教學質量，保障了立德樹人成效。

總之，線下教學過程中始終堅持精煉課堂內容，增加課外學習訓練任務，有效補充課堂的時空限制，實現學生學習趣味性和自主性。由于采用了上述的一些課堂組織形式，使得傳統課堂“單聲道”的模式得以改變，部分采用理論教學的知識點可以較好地與工程項目相結合，而采用分組討論式的研究型教學可以有效激發學生的學習興趣。最終使學生真正從線下課堂中找到學習的目的性和趣味性，增強學生學習的自主性，達到最優的教學效果，見圖2。

圖2 課程思政教學改革實踐

四 實施效果

經過2 年一周期的課程建設，形成一整套有利于提高學生自主學習能力、工程實踐能力和競爭力的課程教學規范，具體包括：完整的教學教案、課程考核試題庫、網絡在線學習視頻及課件資源、章節練習題庫、課程大作業案例庫、實驗操作指導書和實驗報告模板等自成體系的課程學習及考核材料。通過課程建設與教學實施，學生對于零部件精度設計的能力有了長足進步，相比于其他班級，采用新型教學模式的班級學生在后續專業課學習及相關課程設計中展現出較好的素質，專業課程成績和課程設計優良率都有較大提升。相關學生參加學生競賽的積極性明顯提高，學生獲得了包括全國大學生工程訓練綜合能力競賽金獎和江蘇省大學生工程訓練綜合能力競賽特等獎在內的國家及省部級學科競賽獎項。

五 結語

通過互換性原理與技術測量課程的混合式教學改革探索，我校教師對基于異步SPOC 的線上線下混合式教學模式有了更深刻的理解，很多老師也投入到這種新型教學模式的探索與實踐中，帶動了一批線上線下一流課程的建設。同時課堂教學質量得到顯著提高，增強了學生的培養質量，為其他課程的改革提供了實踐參考。