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SPOC模式下《工程材料及热加工工艺》课程混合式教学方法探究

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  【摘 要】《工程材料及热加工工艺》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课程,本文针对现有教学的不足,结合专业特点和学生基础,进行了《程材料及热加工工艺》课程混合式教学方法探究,采取线上线下结合,设计了该课程的混合教学内容方案。增强了学生学习的主动性,实现“注重解决问题,提倡学习方式的多样化”的教学理念。
  【关键词】SPOC;工程材料及热加工工艺;混合式教学
  中图分类号: TH16 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)11-0109-002
  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.050
  【Abstract】The course of Engineering Materials and Thermal Processing Technology is a professional basic course for mechanical design, manufacturing and automation. This paper focuses on the shortcomings of existing teaching,combining professional characteristics and students’bases,and carries out the process materials and thermal processing technology.The course explores the hybrid teaching method, combines online and offline,designs the mixed teaching content scheme of the course.It enhances the initiative of students’learning and realizes the teaching philosophy of“focusing on solving problems and promoting diversification of learning methods”.
  【Key words】SPOC; Engineering Materials and Thermal Processing Technology; Hybrid teaching
  0 前言
  《工程材料及热加工工艺》是机械设计制造及其自动化专业一门专业基础课,主要研究工程材料和材料热加工方法、原理以及热加工工艺过程。该课程一般安排在基础课程学习和金工实训之后,专业课学习之前,既是对前面所学知识的一种应用巩固与提高,也是学生后续专业课、课程设计和毕业设计不可缺少的基础。但在近几年教学实践中总结发现,该课程教学存在以下几方面的问题:
  (1)该课程涉及材料及加工工艺种类繁多,知识点零碎,且各章内容相关度低,以致学生感到课程内容“广、杂、乱”,记忆困难,进而影响学习积极性和学习效果[1-2];
  (2)该课程实践应用性强,部分学生反映对于所学材料知识的实际应用缺乏足够的實践认识,学习起来存在一定的难度;
  (3)实践发现,静态化、理论化的传统教学模式在该课程上难以取得良好的教学效果。
  SPOC,Small Private Online Course,即小规模限制性在线课程。此概念由是由加州大学伯克分校的阿曼德.福克斯教授最早提出[1]。自2012年美国哈佛大学进行首次SPOC课程尝试至今,莱顿大学、麻省理工学院、清华大学、浙江大学等国内外知名高校先后开展了SPOC课程与翻转课堂的实验及推广[3]。到2015年2月末,中国MOOC平台上有51所大学上线了85门SPOC课程。可见,基于SPOC的教学应用已成为现在及未来教育领域的热点之一。实践研究表明基于SPOC的混合教学模式,集网络教学、翻转课堂、数字化课堂优势于一身,有助培养学生自主学习能力,增强学习兴趣,无疑为解决此类课程教学所面临的以上问题提供了新的思路和解决路径。
  通过调研国内已上线的SPOC课程并梳理国内外相关SPOC方面的文献发现,大部分SPOC的研究及建设停留在为学习者提供课程资源的阶段,缺少系统性的、可操作性的SPOC教学设计模式及教学活动设计模型、学习监控和评价方式。针对以上原因,本课题将基于SPOC理念的教学模式融入《工程材料及热加工工艺》课程的课堂,进行SPOC的教学模式、教学活动设计模型、学习监控和评价的研究,以期改善目前此课程教学中存在的以上问题,同时亦可给其他应用型本科院校的相关专业课程的教学提供有效的借鉴模式。
  1 SPOC混合教学模式设计
  1.1 基于SPOC的混合式教学设计
  通过借鉴清华大学等高校的SPOC教学模式,将SPOC平台与多样化的教学手段相融合,构建基于SPOC理念的翻转课堂混合教学模式,丰富传统课堂,提高教学效果,并借助融于教学中的虚拟工程项目、实践教学项目和校企合作项目,培养学生的应用能力和创新能力。
  (1)针对该课程知识点多且零碎的特点,构建层次化教学模式,集合并优化互联网上海量的教学资源,完善SPOC课程平台;同时通过模拟工程项目实施,将理论与实践结合,有助于知识点的串联及融会贯通;
  (2)针对该课程实践应用性强的特点,以项目为驱动,将SPOC与翻转课堂教学相结合,将课堂变得生动而有趣,提高学习主动性和教学效果,提高学生的工程应用能力;
  (3)针对目前SPOC的研究及建设的短板和课程需要,设计了基于SPOC理念的教学评价体系。
  1.2 主要内容
  利用学校数字化教学资源平台和在线课程手机平台(蓝墨云班课),针对机械设计制造及其自动化专业《工程材料及热加工工艺》课程进行基于SPOC理念的混合式教学模式的探索研究与实践,研究内容主要包括以下几个方面:   1)构建层次化教学内容,创建优质的SPOC课程网络教学资源平台;
  由于材料类相关课程的内容“广、杂、乱”,学生记忆困难,我们在本课题研究中,对课程内容进行串联和层次化设计,将“理论——实验——课堂虚拟项目——实践项目或企业课题”结合起来,以达到巩固基础知识、增强实践应用的双重目的。
  由于SPOC在运行机制、教学形式、教学流程等方面都有较大创新,我们将结合混合式教学模式的要求,对课程平台进行必要的补充和完善,包含课程大纲、教学视频、课堂练习、测验、互动讨论和课后任务等多重环节,让平台更体现SPOC学习的灵活性与“教师主导——学生主体”的现代教学理念。
  2)基于SPOC理念的学习系统设计:SPOC与翻转课堂教学相结合,以项目为驱动,强化学生的工程应用能力;
  由于该课程实践应用性强,学生更适合以问题或任务为驱动的学习方式。本课题考虑在教学过程中模拟工程情境,将企业项目融入课程教学的理论和实践环节,培养工科类学生的工程素质和动手实践能力。同时,SPOC课程平台结合翻转课堂的新教学模式,能够丰富枯燥的传统课堂,增强师生即时互动,激发学生学习兴趣,提高教学效果。
  本课题设计多样化的翻转课堂教学活动,来更大程度的活跃课堂氛围,模拟工程情境,提高学生的学习兴趣。
  以汽车发动机铸造项目为例:
  (1)课前布置:
  课前,教师需要根据教学需要整合网上的SPOC资源(关于铸造的PPT、视频等),并设置好课前任务,提供给学生。学生课前登录SPOC课程平台,查看学习目标,学习指定内容,并自由分组,完成教师预先布置的课前任务(下发生产任务书及产品零件图),并收集在课程学习中出现的问题和存在的困难。
  (2)课堂进行:
  首先,教师进行课堂热身,并根据课前学习情况,快速梳理教学内容的重点和难点;
  然后,学生团队讨论自己的方案,包括计算及材料选择、毛坯成型方法、该工成型艺的生产特点,产品结构工艺性及设计要点等方面;
  最后,讨论总结出最佳方案,并进行知识点总结。
  (3)课后复习:
  课后设置补充教学环节和拓展教学环节,进一步拓展学生对知识的运用能力。教师可以通过云教学平台全方位了解学生的学习情况,并对学习效果不理想的学生进行个性化辅导和补充教学。
  该项目的实施,可以激发学习主动性、协作性与竞争性。同时翻转课堂可以采取多样化的教学活动,使得课堂更加丰富多彩。教师结合SPOC在线教学平台,可以及时获知学生自主学习状况、任务完成情况、班级排名等,以便即时进行优秀项目的在线评价和互动交流,更好地推动学生主动进行学习。
  3)基于SPOC的教学评价体系的设计
  SPOC平台方便教师课前、课中、课后随时考察学生的学习效果,对学生的评价更为全面和科学。本课题的教学评价体系的设计主要采用基于学习分析技术的形成性评价、过程性评价和总结性评价相结合的多元评价方法。
  形成性评价包括基于SPOC平台的资源学习情况、作业、讨论、测试以及在任务组中的表现(主要通过活跃度、同伴互评、教师评价等方式获得),也包括在面对面教学中的课堂作业及课堂表现(主要通过教师评价来获得)。具体来说,包括:小组工程项目实践成绩20%+实验成绩10%+平时成绩20%+期末成绩50%,其中平时成绩着重考察SPOC平台的形成性评价结果。
  2 总结
  本文針对传统课堂,探索了SPOC混合教学模式,一个周期的教学实践表明,SPOC作为一种新的教学模式,有其独到的优点。SPOC混合式教学法的实施,学生可以线上线下学习相结合,不仅拓展了教学时间,也拓展了教学的空间。小组任务的开展,锻炼了学生的分析解决问题的能力,也锻炼了学生的团队协作能力。并且,此种模式下,学生吸收内化知识的过程,有教师的及时支持与反馈,会大大提高学生的理解与掌握,提高了学生的学习主动性与成就感。此外,通过问卷调查结果分析,授课学生也对SPOC教学法的实施给予了较高的评价,通过期末成绩评定,学生成绩亦有一定程度的提高。
  【参考文献】
  [1]王洪金,于赟,李小平,等.提高“工程材料及成形技术”课堂教学效果的思考[J].江苏技术师范学院学报,2013(2):125-128.
  [2]文成,田玉琬,王贵,等.《工程材料及成形技术》课程教学改革问题的探讨[J].广东化工,2014,41(22):176-177.
  [3]康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J].清华大学教育研究,2014,35(1):85-93.
  ※基金项目:浙江省教科规划课题资助项目(2018SCG091);宁波市教科规划课题资助项目(2017YGH052)。
  作者简介:赵晓云(1979.11—),女,河北人,硕士,汉族,讲师,研究方向为金属材料表面工程。
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