在線開放課程教學管理背景下機械設計課程教學改革探索

摘" "要：針對現階段在線開放課程教育方法不成熟、教育資源不完善的問題，提出創新教學手段與方法、強化課程考核監督與管理的機械設計課程教學改革方案。充分響應加強在線課程教學管理的政策，提高機械設計課程線上課程質量。經過轉變教育教學觀念、創新教育教學形式，建立課程內容、質量審查和運行保障制度，使線上教學的資源得到充分利用，真正讓在線教學發揮作用，高質量地完成機械設計課程教學目標和教學過程。

關鍵詞：在線開放課程；機械設計；改革探索；線上教育

中圖分類號： TH122-4" " " " " " " " " " " " " "文獻標志碼：" A" " " " " " " " " " " " "文章編號：2095-9699（2023）02-0050-05

一、引言

新冠肺炎疫情肆虐背景下，教育部要求充分利用現有教學資源，積極組織開展線上教學，實現“停課不停教、停課不停學”[1-2]。在線開放課程教學平臺具有教育資源內容豐富、教學知識體系完善的特點，合理線上教學形式使教師授課形式更加多元、學生學習途徑更加多樣[3]。目前，線上教學方法與現有教學方法結合不成熟，出現學生參與積極性低的問題[4]。在后續教學中，需要創新教學手段與方法，提高線上教學課程質量。

在疫情期間，我國各高校依托互聯網開展了綜合性的線上教育教學工作[5]，各種在線教育多數依托MOOC、釘釘等平臺。機械設計是一門極具理科特色的綜合性學科，也是機械專業的核心課程[6]。隨著大規模的線上教育開展，機械專業相關的課程開展出現了各式各樣的問題[7]。如教師未及時適應線上教育的教學模式，教學模式仍延續傳統線下教育的“提煉”式教學。同時出現線上教學方法不成熟、學生參與課程積極性低、教學考核制度不完善等問題，導致在線教育的效果不佳。

針對學生機械設計課程實際培養的需求，依托線上教學優勢，結合課程特點，推進教師對教學手段與教學方法進行改革與創新。加強課程考核監督，嚴格考核評價管理，建立課程內容和教學質量的保障與審查制度。使線上教學資源得到充分利用，讓在線教學模式真正發揮作用，高質量地完成教學目標和教學過程。

二、機械設計課程傳統線下教學模式的現狀與問題

機械設計課程是一門集設計、制造為一體的重點課程，對完善學生的知識體系、提高學生的實踐能力、分析和解決實際問題的能力有重要作用。在工程領域應用中，要求機械相關專業學生在掌握理論知識的同時，必須具備工程實踐能力和創新能力。機械設計課程教學方法只停留在理論知識的講解上，學生對這門課程的理解只能停留在書本上。因此，機械設計課程的效率和效果并不理想。

機械設計課程教學模式多以教師講授書本知識為主，很少有教師刻意培養學生的工程意識和創新意識。這種傳統的機械設計課程教學模式下的學生只能聽，并且沒有時間去思考，導致在實踐操作的環節中，學生多會面臨不知如何下手的窘境。因此，機械設計課程的效率和效果并不理想。如何將線上課程資源與線下教學相結合，轉變教育教學觀念、創新教育教學形式，使線上教學的資源得到充分利用，建立一種更高效的機械設計教學模式十分必要。真正讓在線教學發揮作用，高質量地完成機械設計課程教學目標和教學過程已成為課程的主要目標。

目前，機械設計課程教學面臨教師教學方式與學生學習途徑不協調不充分的問題。機械設計課程傳統線下教學模式存在問題如圖1所示：

1.從教師的角度來看，課程包含知識點繁多，在板書教學中授課課時長，知識點分割嚴重；授課的方式受環境、設備的限制，形成授課形式單一的傳統教學理念；在課堂上按部就班地進行灌輸式教育，師生間缺乏互動途徑，造成學生對課程的興趣降低。

2.從學生的角度來看，學生相關基礎知識薄弱，影響了對機械專業知識及相關技能的掌握程度；課堂中氣氛沉悶，教師無法調動學生的積極性，導致課堂中師生互動性差；單一線下授課的形式中，學生缺乏對知識點進行梳理的渠道，在學習中難以形成系統性認知。鑒于傳統教學方法的局限性，有必要開展機械設計課程的改革研究，以激發參與者的學習興趣和主動性，提高教學效果。

三、機械設計在線開放課程存在的問題與改進方案

（一）機械設計在線開放課程教學可行性

自新冠肺炎疫情暴發以來，線上教學被大家所熟悉。線上教育實現了授課平臺從講臺到互聯網平臺的轉變。機械設計是一門具有極強操作性的課程，注重實際操作，整個課程體系包含了力學、機械原理、機械設計等方面的理論知識教學。相比較之下，線上開放教學模式授課途徑更加多元，知識載體更加多樣。通過線上授課，在特殊期間能夠拓寬專業視野、鞏固專業知識、讓學生實現自主化學習，為后續線下學習與實操課程建立更牢固的專業知識儲備。在線開放課程教學模式的特點如圖2所示。

在線開放教學的模式具有實踐自由性和空間自由性，教師授課可以是錄播與直播相結合的形式、可以是線上與線下結合的形式、也可以是課內與課外相結合的形式。學生線下學習不受環境的限制，可從任何時間、任何章節、任何知識點按需完成知識點學習。學校能夠整合所擁有的學科優勢和教育教學成果，從多方面充實課程內容，形成更加完整的教學體系。通過對教師與學生兩個方面解決教學方式與學習途徑不協調不充分的問題，促進機械設計課程教學的發展。

（二）機械設計在線開放課程教學模式存在問題

不同課程的在線教學方式實施方法各不相同，存在的問題多以線上教學方法不成熟、學生參與課程積極性低、教學考核制度不完善等問題為主。這些問題都導致在線教育的效果不佳。

1.機械設計課程內容比較專業化，課程難度比較大。一些教師在開展線上教育時，沒有將機械設計課程教育所需的特色知識融入教育教學培養目標。而是采用應試教育的教學方法，不斷提煉學科知識，沒有拓展專業方面的知識內容，學生在學習這些專業知識時缺乏各方面綜合能力的培養。學生知識體系的形成過程被忽視，在線教學方法有待改進。

2.由于在線教學不受地理和環境的限制，教師無法在上課時實時監控學生，也無法及時監控學生的實時學習情況。教師的注意力集中應集在課程上，無法長期注意學生在一段時間內的實時狀態。因此，學生的實時情況成為課程的“盲點”，降低了學生參與課程的意愿，也減少了教師和學生之間的互動。

3.在高校機械學科的實際課程中，機械學科內容考核的主要方式是依據期末考試成績進行打分。在線上學習過程中，對線上學習的考核部分沒有合理內容設計，對于考試還存在使用非法軟件進行“刷課”“代考”來獲取學習記錄和考試成績的行為。這種考核方式沒有捕捉到學生的實際成績，所以評分不準確，也不公平。

4.在線課堂是一種新的教學方式，體現了教師的“指導”和學生的“自主”，并以豐富的網絡課程作為資源。現有的在線開放課程與課堂內容匹配度不高，很難找到與課程完全兼容的資源。當學生利用網絡資源進行自學時，他們不得不多處尋求零星的符合需求的教學資源，這種資源的缺乏導致學生的學習效率和自主學習的意愿下降。

（三）機械設計在線開放課程教學改進方案

機械設計在線開放課程教學的探索重點集中在如何充分發揮線上教學的優勢，如何使線上教學資源得到充分利用。做到線上教學與線下學習相結合，充分完善教學過程和高質量完成教學目標。

1.線上教學需要學會利用互聯網，借助網絡資源，而不只是把線下教學法搬到網上。簡單采用應試教育的教學方法，不斷提煉學科知識是不夠的，可以采用多樣化的課件，增設小組研討，拓展相關專業知識提升學生學習興趣。針對不同學生機械設計能力和實踐能力的不同培養要求，教師要對教學手段與方法進行有效的改革與創新。

2.學生在課程學習和考試中應遵守紀律，嚴禁將個人課程賬號借予他人。嚴禁通過未經授權的軟件，或通過“刷題”“代考”等第三方渠道獲取學習記錄或考試成績。并且禁止通過任何形式流通考試內容與答案。

3.嚴格考核評價管理，根據課程的教育實際情況，對學習過程和考試進行嚴格監督。負責相關學科的教師要配合開放課程主講教師和教研組的教學活動，加強對課程考核的監督和管理，才能構建出科學合理的考核評價方案。有效的考核評價方式能考查學生的學習過程，評價學生的學習能力、情感態度和價值取向，幫助教師選擇恰當的方式展開教學，為教學內容的補充提供參考。

4.負責在線開放課程的主講教師和教學團隊必須按照課程教學大綱的要求全面實施教學活動。同時必須及時更新課程內容和相關課后服務，以確保在線課程的質量。并且有必要為在線開放課程的出版制定嚴格的基本規范，建立完善的課程內容、質量審查和運行保障體系，確保學術、政治和質量得到嚴格管理。

四、機械設計課程在線開放教學改革的事例

機械設計課程的教材主要圍繞機械制圖、機械原理、理論力學等進行教學，教學內容著重基本知識、基本理論和基本方法，實踐能力著重培養設計構思和設計技能的基本訓練。機械設計在線開放課程的改革中，需著重于機械零部件的設計原理與工作原理，通過視頻、課件、團隊討論的方式對零部件的設計原理、工作方式進行講解。

以陶瓷工業機械裝備設計課程為例，課程內容涉及原料預處理機械、原料制備機械、產品成型機械、窯爐燒制機械四大系統。傳統授課多為對各系統的拆分講解，對實際生產制造中的喂料螺旋加料斗系統、碎粒系統和振動分級篩選系統等核心零部件的介紹卻非常少。在教學過程中不應只停留于對各個系統的內容進行學習與分析，應該將線上課程資源與線下教學時間相結合。一方面，通過在線開放課程平臺資源拓展專業知識儲備，利用平臺多樣化學習途徑鞏固課程學習內容。另一方面，通過線下面授形式加強師生交流，利用實踐實習驗證學習成效。

機械設計課程在線開放教學改革的實施方法中，課程團隊在整體教學設計和學生線上學習兩個方面充分發揮現代信息技術的作用，將信息技術與線上教學深度融合，優勢互補、各取所長，從教學設計、課程平臺、教學內容、和評價體系等方面進行課程改革，總體思路如圖3所示。在課前預熱階段，教師可以利用視頻向導的方法為課程內容做鋪墊，幫助學生對本節課程的知識點形成初步概念，起到吸引學生興趣的效果。例如，利用多媒體手段展示機械生產設備的現場生產畫面、機器工作過程的講解視頻、機械零件結構圖的講解，機械機構工作的原理等，以此促進學生對機械原理的深入了解。在線授課過程中，要明確課程目標，引導學生，把握好上課節奏，由淺入深地將知識點進行細化，達到知識任務細化以及教學資源豐富的效果。為了適應目前線上教學模式，課程團隊結合教學平臺將教學內容進行了細化。將整個課程分成了若干個相對獨立完整的任務點，學生在網課的過程中也要完成相應的任務。為了增強學生的參與感教師可提供多個經典的機械的應用案例，每個案例都提供了教學設計方案，并對案例進行探討與評價，也可以適當進行課堂討論，提出更好的機械設計方案。同時針對一些重難點問題可以讓同學們進行線上分組討論。在課后為了更好鞏固學習效果，復習所學知識，利用網課平臺的作業功能在每個知識點后面進行了專項作業的發布，通過豐富的課后習題進行本單元知識學習效果的課后鞏固。通過對課后作業進行一一批改，老師利用后臺數據及時掌握學生的學習情況，學生也通過課后習題進行了一次有效的復習鞏固。最后就是將網課視頻保存下來，根據細分的知識點將教學視頻分成一個個小微課上傳到教學平臺，同時給對應的知識點提供豐富的教學資源，便于學生后續進行知識點的復習。

機械設計在線開放課程的教學目標包括理解機械的構造、特定機械的工作原理、如何正確地使用相關機械等。以一種分支組合式干法制粒機的差速分支機構為例，教學內容包括制粒機構造，內部零部件工作原理等。制粒機差速分支結構采用雙制粒結構，分別為螺旋-環形組合式制粒結構、半球形制粒機架結構，結構示意圖如圖4所示。在授課前階段，通過在線開放課程平臺觀看制粒機各階段的工作視頻，播放多媒體動畫對不同制粒機的工作進行展示。對制粒機的生產加工方法進行介紹，通過所觀看的影視資料引出對應的工作零部件。同時深入分析機構的工作原理：兩個造粒結構在造粒室內對稱排列，在室內形成一排造粒屏障，在造粒過程中連續作用于粉末，使粉末在室內不規則運動，避免了粉末運動路徑單一的缺陷，提高了造粒效果。在課程中階段，引導學生分組討論儀器如何實現差速分支組合制粒結構，如何使粉體在制粒室內做無規律的運動，如何有效地提高粉體的制粒效率及顆粒質量。在課程后階段引導學生了解差速分支組合制粒結構的原理，并采用三維建模與動態模型展示的方法進行進一步的設計。通過對三維建模完成情況進行課后評價，及時掌握學生的學習情況。

五、結束語

充分發揮互聯網優勢，要看到線上教學的意義和重要性，通過在線開放課程為機械類人才培養創造新的教學環境。實際教學授課中，要從根本的教學目標出發，結合教學實際情況和教學條件，積極轉變教育教學觀念對課程進行優化。通過在線開放課程與教學實踐結合創新教學模式，增加師生之間的交流與互動，豐富教學氛圍。構建創新教學體系，優化創新教學資源，為學生提供更多的學習機會，在精耕細作下培養出更多更加優秀的機械類人才。

參考文獻：

[1]李科，李俊，莊莉. 以創建精品開放課程為契機，加強教學模式和教學方法改革分析[J]. 科教文匯（中旬刊），2021（11）：55-57.

[2]吳健，鄧宏波. “互聯網+”背景下的機械制圖課程改革研究[J]. 科技創新導報，2018，15（20）：227-228.

[3]陳濤，羅宏斌，張鑫，等. 新時代背景下機械設計制造及自動化專業雙語教學探討[J]. 景德鎮學院學報，2021，36（06）：133-136.

[4]付麗萍，李四和，楊琳. 互聯網視域下的精品在線開放課程建設與改革實踐——以《市場營銷實務》為例[J].質量與市場，2021（12）：45-47.

[5]于盛睿，韓文，余冬玲. 基于現代工程訓練的模具CAD/CAM/CAE一體化教學模式研究[J].中國輕工教育，2019（06）：82-87.

[6]吳南星，鄧立鈞，徐貴峰. 基于虛擬樣機技術在機械原理課程教學中的探索[J].科教文匯（上旬刊），2018（12）：61-63.

[7]杜昊.創新人才培養的高校機械課程教學改革策略分析[J].時代汽車，2022（15）：60-62.

Abstract： Aiming at the problems of immature educational methods and imperfect educational resources of online open courses， this paper puts forward a reform program to innovate the teaching methods and reinforce the supervision and management for the assessment of the machinery design course， which not only makes a full response to the national policy of strengthening the teaching management of online courses but helps to improve the online teaching quality of the machinery design course. Besides， it is concluded in this paper that only by upgrading the educational concepts， innovating the teaching forms， and establishing a system for guaranteeing the quality of the course content and a smooth running of the teaching activities and the process review， can we fully utilize the online teaching resources， make the online teaching play its due role and achieve the teaching objectives of the machinery design course with high quality.

Key words： online open course; machinery design; reform exploration; online education