何文斌，馬軍，都金光，候俊劍，明五一

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院，鄭州　450002）

微課在機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革上的應(yīng)用

何文斌，馬軍，都金光，候俊劍，明五一

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院，鄭州450002）

0　引言

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械工程本科專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的教材所包含的教學(xué)內(nèi)容繁雜，是機械制造工藝、金屬材料與熱處理、金屬切削原理及刀具、CAD/ CAM技術(shù)、機械制造裝備設(shè)計等多學(xué)科的交叉融合，具有理論與實踐、專業(yè)與綜合相結(jié)合的特點［1］，既要求學(xué)生掌握機械制造的基礎(chǔ)理論，又要求學(xué)生熟悉加工工藝和過程，理解企業(yè)的管理和組織方式，因而對缺乏宏觀和微觀協(xié)同思維的學(xué)生而言，要深入理解和掌握有一定的困難。

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革的基本思想是引入國內(nèi)外新成果，注重新一代信息技術(shù)對傳統(tǒng)教學(xué)方式的改造，以機械制造技術(shù)的綠色化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和服務(wù)化為引導(dǎo)，從系統(tǒng)工程論的視角講授機械制造技術(shù)的基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢等內(nèi)容，并重點講授服務(wù)于本地機械制造行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的日益發(fā)展，一種以移動互聯(lián)網(wǎng)為載體，以教學(xué)視頻為主要表達(dá)形式，5-12分鐘或更短時長為單元的微型課程異軍突起，為學(xué)習(xí)者提供碎片化、移動化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)新體驗，其出現(xiàn)為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)改革帶來了新的機遇。

1　微課教學(xué)的形式與本質(zhì)特征

從形式上看，微課教學(xué)模式以興趣激發(fā)和智慧啟迪為教學(xué)目的，將課程按照知識點或教學(xué)重、難點分成不同的教學(xué)模塊，每個教學(xué)模塊是一段5-12分鐘的視頻［2］，適合通過移動終端進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂，以其短小精悍和傳播效率高等優(yōu)勢受到大眾歡迎。

從本質(zhì)上講，微課解決了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下傳統(tǒng)批量化教學(xué)模式與個性化學(xué)習(xí)需求之間的矛盾，具有自治、自組織和自適應(yīng)性的特點，其表現(xiàn)在：①允許學(xué)生建設(shè)自己的專屬在線學(xué)習(xí)資源庫，給予學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的空間，打破了傳統(tǒng)上由教師“大包大干”的課堂灌輸。②微課突破了課堂教學(xué)的時空限制，使學(xué)習(xí)可以在任何時間、任何地點進(jìn)行，同時滿足了具有不同稟賦的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。③在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，雖然認(rèn)識和確立了學(xué)生的主體地位，但卻往往會湮沒學(xué)生的主觀能動性［3］，而通過微課這一泛在學(xué)習(xí)方式，充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)者的主體作用，使終身學(xué)習(xí)這一目標(biāo)成為可能。

2　基于微課的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革

從系統(tǒng)工程論的思維考慮，基于微課的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)課堂，其本質(zhì)是在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維啟發(fā)下，針對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)過程中某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)，以Internet（包括移動互聯(lián)網(wǎng)）為工具，以教學(xué)視頻為載體，將教師、學(xué)生、教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容等四個關(guān)鍵要素及其關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化重組，形成模塊化、可視化、泛在化、柔性化等特點的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新教學(xué)模式，該模式蘊含了時間-空間-結(jié)構(gòu)相融合的多維特征。

（1）時間維度：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課體系需要隨著新資源、新技術(shù)和新目標(biāo)的引入而不斷的演進(jìn)，在演進(jìn)中得以完善和進(jìn)化，就如有生命力的有機體一樣與時俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

（2）空間維度：指機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課體系是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)教育手段深度融合的產(chǎn)物，因此其拓展需要以網(wǎng)絡(luò)空間為載體。如將各個教學(xué)資源網(wǎng)站進(jìn)行互聯(lián)互通，甚至建立教育資源公共服務(wù)平臺，提供免費下載和資源共享。

（3）結(jié)構(gòu)維度：指在機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課教學(xué)過程中，以啟發(fā)式的項目學(xué)習(xí)法為引導(dǎo)，通過需求和問題導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的協(xié)同創(chuàng)新思維，以增強其發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力，培養(yǎng)其獨立思考能力和團隊協(xié)作精神。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課教學(xué)模式通過制作精良、觀賞性強的系列微資源來激發(fā)學(xué)生興趣，但其自身存在一個先天性不足：就是教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)系統(tǒng)化與微課的碎片化之間的矛盾［4］。因此，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課的設(shè)計和實施要有系統(tǒng)的頂層設(shè)計思維，從系統(tǒng)科學(xué)角度設(shè)計具有邏輯性和整體性的微課體系，成為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課設(shè)計的基本思路是，以項目學(xué)習(xí)法提出機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課的教學(xué)目標(biāo)，以此設(shè)計機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課群，將各個微課以項目導(dǎo)向或需求導(dǎo)向進(jìn)行銜接，從而實現(xiàn)知識點的穿針引線，提升學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性，實現(xiàn)碎而不亂。具體步驟如下：①將各個相關(guān)知識點進(jìn)行優(yōu)化重組，實現(xiàn)課程知識點設(shè)置的主題化、模塊化；②將各個知識點，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)或項目學(xué)習(xí)法，進(jìn)行知識點邏輯銜接，形成5-12分鐘的微課；③對傳統(tǒng)教學(xué)模式和工具進(jìn)行信息化改造，實現(xiàn)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課廣泛深度的傳播，提高教學(xué)效果和質(zhì)量；④引入“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，通過“互聯(lián)網(wǎng)+機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課”，建立該課程的微課空間和微課群，培養(yǎng)學(xué)生的眾創(chuàng)意識，實現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)。

由于微課的教學(xué)內(nèi)容是包含單一知識點的視頻，僅靠此視頻難以滿足機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)需求，必須通過整合多個微視屏及相關(guān)輔助教學(xué)資源共同構(gòu)成一個完整的教學(xué)環(huán)境，以便完成機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)任務(wù)。如“機械加工工藝”主要內(nèi)容之一就是以典型零件的加工工藝過程為主線，帶動金屬切削原理、刀具、機床、工藝及夾具等內(nèi)容的視頻串講，在此過程中，適時切入機械加工工藝原理的動畫，為學(xué)生詮釋其基本原理。因此，“機械加工工藝”微課教學(xué)環(huán)境架構(gòu)見圖1所示。

圖1　“機械加工工藝”微課教學(xué)環(huán)境

3　機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課云服務(wù)平臺

為使機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課教學(xué)體系良性化發(fā)展，賦予其更多大眾化和服務(wù)化屬性是必然的選擇。為實現(xiàn)該目的，本文基于云計算技術(shù)，將所有機械制造技術(shù)基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)“微課”資源進(jìn)行了整合，構(gòu)建了一個機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課云服務(wù)平臺，學(xué)習(xí)者通過統(tǒng)一的接口接入“云”中，既節(jié)約了成本，也滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、業(yè)余學(xué)習(xí)和互動學(xué)習(xí)需求。如圖2所示，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課云服務(wù)平臺架構(gòu)分為五層：用戶層、業(yè)務(wù)層、組件層、工具層和基礎(chǔ)層：①基礎(chǔ)層：提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS。包括應(yīng)用服務(wù)器及相關(guān)存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供計算、存儲、帶寬等按需的硬件服務(wù)。②平臺層：提供平臺即服務(wù)PaaS，支持微課注冊、發(fā)布、搜索匹配和學(xué)習(xí)平均及綜合管理等平臺工具。③服務(wù)層：提供軟件即服務(wù)SaaS，如系統(tǒng)接口和運行環(huán)境，存儲并管理各種服務(wù)構(gòu)件。④業(yè)務(wù)層：根據(jù)各種不同的學(xué)習(xí)需求，調(diào)用服務(wù)構(gòu)件組合成不同的服務(wù)。主要包括互動教學(xué)、創(chuàng)新實踐、校企協(xié)作、在線作業(yè)、考試管理等服務(wù)；⑤用戶層：給學(xué)習(xí)者提供各種移動終端接入《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》微課云服務(wù)平臺的接口進(jìn)行訪問。

4　結(jié)語

基于微課的《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)模式作為目前“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的一種嶄新的教學(xué)改革方向，充分利用了新一代信息技術(shù)，促進(jìn)了課堂內(nèi)外、線上自學(xué)與線下教學(xué)的互動互補，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和協(xié)同合作精神，提升學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，都具有重要意義。

圖2　《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》微課云服務(wù)平臺

［1］馬軍，何文斌.基于項目學(xué)習(xí)法的《機械制造基礎(chǔ)》教學(xué)與實踐［J］.河南科技，2014，23（12）：253-254.

［2］廖國建，謝建平.哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生微課程項目及其啟示［J］.學(xué)位與研究生教育，2014，1：70-73.

［3］蔣詠華.高校微課建設(shè)問題及其對策研究［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2014，23：73-76.

［4］曹殿波，薛蘇秦.“微課”實踐中亟待厘清的四個基本問題［J］.價值工程，2013，27（5）：495-497.

Micro Course；Mechanical Manufacturing；Cloud Service；Higher Education

Application of Micro Course on the Teaching Reformation of Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology

HE Wen-bin，MA Jun，DU Jin-guang，HOU Jun-jian，MING Wu-yi
（Department of Electromechanical Science and Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002）

1007-1423（2015）22-0031-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.22.007

何文斌（1970-），男，河南鄭州人，博士研究生，副教授，研究方向為數(shù)字化設(shè)計與制造

馬軍（1977-），男，湖北石首人，博士研究生，副教授，研究方向為數(shù)字化設(shè)計

都金光（1984-），男，山東安丘人，博士研究生，講師，研究方向為切削加工

侯俊劍（1982-），男，河南鄭州人，博士研究生，講師，研究方向為車輛工程

明五一（1981-），男，湖北浠水人，博士研究生，講師，研究方向為精密電加工

2015-07-03

2015-08-03

微課是目前高等教育模式互聯(lián)網(wǎng)化的熱點，也是機械制造專業(yè)教學(xué)改革的新機遇。通過對微課形式與本質(zhì)的分析，闡釋了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課教學(xué)模式的多維度特征，并對其微課教學(xué)體系進(jìn)行頂層設(shè)計和實踐，給出機械制造技術(shù)基礎(chǔ)微課云服務(wù)平臺架構(gòu)。

微課；機械制造；云服務(wù)；高等教育

鄭州輕工業(yè)學(xué)院第十批教學(xué)改革與研究項目

Micro course is the hotspot of Internet higher education mode nowadays，and it is also a new opportunity for mechanical manufacturing professional teaching reformation.Through the analysis of the form and essence of micro course，illustrates the multi-dimensional characteristics of the micro course teaching mode of“Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”，and the top-level design is performed for the micro course teaching system.Finally provides the basic architecture of the cloud service platform for the micro course of “Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”.