以學生為中心的機械制造基礎課程教學改革與實踐

鄭華林　孟興　李本杰　李炳林　韓傳軍

［摘 要］教學團隊構建了以學生為中心、基于問題驅動、融入項目教學法的線上線下混合教學模式。該模式以學生為中心，以產出為目標，以結合工程實際的課程項目為載體，通過動態學情分析與合理的教學設計，實現了線上線下教學有機融合；注重教學過程，建立了基于教學全過程的課程成績考核體系。實踐表明，該教學模式能有效推進理論與實踐相結合，使學生自主學習能力、團隊意識大大增強，促進了教學目標的全面達成。

［關鍵詞］線上線下；混合教學；項目教學；以學生為中心；機械制造基礎

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0032-03

“新工科”建設理念的提出和實施，使我國工程教育進入了一個新的階段，對高校的課程教學改革也提出了新的要求[1-2]。OBE教育理念強調以學生為中心、以產出為目標。工程教育專業認證要求將以學生為中心理念貫穿人才培養的各個環節。因此，必須把學生最終獲得的能力作為教學目標，把理論知識在工程中的應用作為檢驗標準，把以學生為中心作為人才培養的核心。

機械制造基礎課程在機械類專業課程體系中具有重要地位，對培養學生的綜合能力、工程能力、創新能力和職業能力具有非常重要的作用。但由于該類課程具有知識點繁多，理論性、實踐性和應用性都很強的特點，傳統以教為主的“填鴨式”教學模式不能調動學生的學習興趣，導致學生缺乏主動學習的積極性、團隊合作學習的能力。同時，理論與實踐不能有效結合阻礙了學生工程素質的培養[3]。

針對上述問題，本課程構建了以學生為中心、基于問題驅動、融入項目教學法的線上線下混合教學模式。該模式以學生為中心，以產出（學生的培養效果）為目標，以結合工程實際的課程項目為載體，通過動態學情分析與合理的教學設計，實現了線上線下教學的有機融合。此外，本課程還建立了與教學模式相適應的基于教學全過程的課程成績考核體系。

一、以學生為中心、基于問題驅動的線上線下混合教學模式

西南石油大學機械制造基礎課程于2004年獲批四川省精品課程，2013年獲批四川省精品資源共享課，2017年被認定為四川省精品在線開放課程。本教學團隊以建設四川省精品課程及四川省精品在線開放課程為契機，圍繞西南石油大學機械工程專業的定位與人才培養目標，建設了具有石油天然氣裝備特色的機械制造基礎在線教學資源，包括教學課件庫、自制微課視頻庫、課程實驗庫、測試題庫、在線討論庫、項目教學庫、優秀學生作品庫、工程案例庫等。機械制造基礎在線教學資源已經上線中國大學MOOC網，為本課程開展線上線下混合教學打下了堅實的基礎、提供了有力的保障。

在建好線上資源的同時，如何用好資源，解決線上教學與線下教學有機融合問題，實現以教師為中心向以學生為中心的教學模式的轉變，是本課程必須解決的核心問題。為此，本課程建立了以學生為中心、基于問題驅動的線上線下混合教學模式，各階段教學活動如表1所示。

線上線下混合教學的基本過程是：（1）課前，教師構建網上教學資源，根據教學目標設定若干問題，將教學目標具體化，發放導學文檔，讓學生帶著問題看視頻，參加線上測試，進行線上討論、答疑等，以期取得較好的線上教學效果；教師根據學生線上學習進度、線上測試結果以及學生反饋的學習疑點、難點，掌握學生對新知識點的初步學習狀況，有針對性地進行“二次備課”。（2）課中，教師引導學生研討，進行互動式教學。學生在教師的引導下通過討論交流、合作探究、歸納總結等過程，加強對知識的理解與應用；教師參與學生小組研討，及時發現學生學習中的問題，通過引導、歸納和總結，推進問題的解決，提高學生對知識的歸納總結與運用能力，實現知識內化。教師在進行課堂組織時，需要針對不同教學內容特點，分別采用能激發學生學習熱情的不同教學方法，將慕課、翻轉課堂、主題研討法、案例分析法、項目教學法與教師講授法等多種教學方法有機結合。（3）課后，教師將團隊項目、測試題、作業以及知識鞏固視頻等發布至線上平臺，并利用線上平臺數據掌握學生理解程度，總結知識難點，為下一屆學生的教案修正做準備；學生則完成相關課后任務，按要求利用思維導圖，圍繞課程目標對所學知識進行梳理，總結歸納出解決問題的思路及注意事項，實現知識的鞏固提升與思維拓展，并進一步實現知識的內化。

線上線下混合教學模式下，學生在學習過程中提出問題、教師準確把握學生提出的問題是實現線上線下教學有機融合的關鍵。因此，教師必須詳細分析動態學情。學情分析是指對影響教學活動的主要因素（如學生的專業特色、學習基礎、學習能力、學習習慣以及學習動態等）進行了解與分析。學情分析是一項動態的、貫穿整個教學過程的活動。例如，教師課前通過線上測試、線上討論、線上提問等環節推測學生的學習基礎與學習動態，并據此靈活調整課堂教學側重點；課中通過課堂互動環節了解學生的學習能力和學習習慣，并據此調整教學方法；課后通過課后作業與延伸任務了解學生的知識掌握與知識應用情況，并據此指導后續教學[4]。

線上線下混合教學模式下，教師在課前基于導學文檔引導學生學習并發現問題，課中以學生為中心，協助學生解決問題與實現知識內化，課后引導學生完成課后任務與總結提煉，實現鞏固提升與思維拓展。

二、以學生為中心、融入項目驅動的線上線下混合教學模式

項目教學法是一種培養學生自主學習能力、工程能力及團隊合作能力的重要教學方法，課程項目的設計是最關鍵的一環，要圍繞課程的教學目標來進行[5-6]。本教學團隊通過深入分析機械制造基礎課程的核心目標與核心能力，結合工程實際，以石油天然氣典型產品——泥漿泵零件工藝過程設計為主線，設計了與該核心能力目標緊密聯系的基于團隊的課程項目。課程核心目標與核心能力對應的課程項目如表2所示。

表2中每個項目都給出了明確的能力目標及完成項目后學生提交的項目成果。學生按照課程教學進度，在進行理論課程學習的同時，利用一定的課內時間和大量課外時間自主實施項目，在“學中做”“做中學”，從而達到學以致用的目的。

項目實施貫穿于整個課程的線上線下混合教學過程，教師將課程知識點與項目實施緊密相連。例如結構工藝性、典型表面加工、工藝順序安排、加工階段劃分、刀具選擇、切削用量選擇、工藝裝備選擇、工序尺寸計算、定位原理、精度設計等課程知識點與項目實施直接相關，能激發學生的學習興趣，加深學生對理論知識的理解，使學生學習的目的性更明確，進而調動學生的學習積極性，充分挖掘學生的潛力，全面提高學生分析問題和解決實際問題的能力。

課程項目的實施過程包括項目導入、項目計劃制訂、項目實施、項目答辯、項目評價等5個階段，項目實施各階段任務與成果如表3所示。

三、基于教學全過程的課程成績考核體系

課程考核對保證教學效果、引導學生學習具有重要作用。教學團隊結合機械制造基礎課程特點，在推行“非標準化考試”基礎上，建立了課程成績全過程評價體系，將項目成績、線上學習情況、課堂討論情況、平時作業成績均計入總成績，非標準答案試題占期末試卷成績的5%～10%。改革后的考核評價體系如圖1所示。

全過程評價體系強調標準化考核與非標準化考核相結合、線上考核與線下考核相結合、個人考核與團隊考核相結合、期末考核與平時考核相結合，從而有效引導學生積極參與課程的各項活動，實現教學效果的全面評價，保證了課前、課中、課后、檢驗以及后續各環節的閉環實施，從而解決了傳統課程成績評價“期末一考定成績”、學生死記硬背、不能真實反映學生能力和水平、無法驅動有效教與學的問題。

四、實施效果分析

2020年秋季學期，教學團隊在機械工程專業2018級實施了基于問題驅動的線上線下混合教學改革。在此基礎上，2019級采用了項目教學法，教改前后期末考試卷面成績對比如圖2所示。

從圖2可以看出，項目教學實施后期末考試卷面成績優秀率由8.3%提升到16.9%，不及格率由20.1%下降到9.1%。實際計算后發現，期末平均成績由67.58分提升到實施后的75.96分。從統計數據來看，項目教學法實施取得了較好的效果，達到了預期目標。

五、結語

教學團隊構建了以學生為中心、基于問題驅動、融入項目教學法的線上線下混合教學模式，該模式以學生為中心，以產出（學生的培養效果）為目標，以教學改革為突破口，以結合工程實際的課程項目為載體，多手段、深層次地推進理論與實踐相結合，使學生自主學習能力、團隊意識大大增強，工程能力與創新能力明顯提高，促進了人才培養的高質量、高效率、可持續發展。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 李培根.工科何以而新[J].高等工程教育研究，2017（4）：1-4.

[2] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3] 羅杰，黨波.基于CDIO的機械制造工藝課程改革與實踐[J].產業與科技論壇，2019，18（5）：175-177.

[4] 張海紅.“以學為中心”建設高階教學目標下的“金課”[J].大學教育，2021（1）：79-80.

[5] 鄭華林，胡騰，董亮亮.基于項目教學法的《機械制造工藝學》課程教學改革與實踐[J].科技風，2021（6）：52-53.

[6] 張榮.《機械制造技術》項目教學改革與實施[J].湖南理工學院學報（自然科學版），2013，26（2）：90-94.

［責任編輯：鐘 嵐］