申燚，袁明新，范紀(jì)華，羅黎

(江蘇科技大學(xué) a. 蘇州理工學(xué)院； b. 機電與動力工程學(xué)院，江蘇 張家港 215600)

0 引言

“機械設(shè)計”是一門與工程聯(lián)系緊密、應(yīng)用性很強的課程，學(xué)生通常因缺乏工程背景而感到學(xué)習(xí)枯燥。如何有效幫助學(xué)生掌握知識點，并提高工程應(yīng)用能力，一直是該課程教學(xué)改革重點。李勇等[1]通過引入3D繪圖、模型加工來實現(xiàn)課程理論教學(xué)和實踐操作相融合的教學(xué)模式。李秀蓮等[2]將CDIO理念引入到課程教學(xué)中，實現(xiàn)了理論教學(xué)與工程實踐的結(jié)合。魏玉蘭等[3]提出了基于工程項目的課程設(shè)計教學(xué)改革，從而提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力。文獻[4] 圍繞實驗教學(xué)體系、課程設(shè)計和第二課堂開展實踐教學(xué)改革，實現(xiàn)了教學(xué)效果提高和學(xué)生綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)。從已有成果來看，目前機械設(shè)計課程教學(xué)改革更多強調(diào)的是通過工程實踐來提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，但這在很大程度上仍然取決于學(xué)生的知識掌握程度，而現(xiàn)有課程教學(xué)仍遵循課堂知識傳授，課后作業(yè)練習(xí)的傳統(tǒng)模式，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏主動性，教學(xué)效果提升并不明顯。作為當(dāng)前教育領(lǐng)域的一種新型學(xué)習(xí)模式，MOOC(慕課)近年來引起了國際社會的廣泛關(guān)注[5]，MOOC學(xué)習(xí)熱潮已經(jīng)席卷美國和歐洲，近年來在中國也得到了廣泛推廣[6-7]。MOOC教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)架構(gòu)，利用網(wǎng)絡(luò)課程平臺資源，學(xué)生可以課前先完成知識點學(xué)習(xí)，然后在課堂上通過師生交流來掌握自學(xué)中無法理解的知識點，以及難以解決的工程問題，從而提高了教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。為提高工程性很強的機械設(shè)計課程教學(xué)效果，文中提出了MOOC平臺下的理論教學(xué)，同時將MOOC學(xué)習(xí)等納入考核體系，實現(xiàn)了課程的多元化教學(xué)改革，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。

1 MOOC平臺下機械設(shè)計課程教學(xué)改革

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師是教學(xué)活動的中心，是教學(xué)主體，是知識傳授者，而學(xué)生是知識接受者。對于與實際聯(lián)系緊密的機械設(shè)計課程而言，學(xué)生往往因缺乏工程經(jīng)驗而感到枯燥，學(xué)習(xí)主動性不夠。隨著信息時代的到來以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，MOOC作為一種新型網(wǎng)絡(luò)平臺，在實現(xiàn)資源共享基礎(chǔ)上提供了學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)的機會，大大提升了教學(xué)效率。因此，為了進一步提高機械設(shè)計課程的教學(xué)效果，文中提出了MOOC平臺下的機械設(shè)計課程教學(xué)。在整合現(xiàn)有課程教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，體現(xiàn)學(xué)生主體地位，形成具有“工程驅(qū)動學(xué)習(xí)興趣、興趣激發(fā)學(xué)習(xí)自主性、自主性學(xué)習(xí)提高教學(xué)效果”教學(xué)理念的學(xué)生自主、教師輔助型教學(xué)體系，體系構(gòu)成如圖1所示。

圖1 教學(xué)體系構(gòu)成

1) 工程驅(qū)動學(xué)習(xí)興趣。如前所述，機械設(shè)計的強工程應(yīng)用背景和學(xué)生的弱工程經(jīng)驗是造成當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥的主因。因此，為了提高學(xué)生利用MOOC平臺進行自主學(xué)習(xí)的興趣，課程教學(xué)團隊在教學(xué)平臺上增加了與課程知識點相關(guān)的工程案例，通過案例給學(xué)生架起聯(lián)系工程背景與課程知識點的橋梁，讓學(xué)生從解決工程問題過程中理解課程知識點，進而驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2) 興趣激發(fā)學(xué)習(xí)自主性。學(xué)生結(jié)合工程案例，在興趣驅(qū)動下逐漸被引導(dǎo)去發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計中存在的科學(xué)問題。對于疑難問題，學(xué)生通常通過課堂上與同學(xué)商討，向老師請教，以協(xié)作又自主的方式解決工程實際問題，進而掌握課程知識點的工程作用。期間教師更多承擔(dān)著問題引導(dǎo)、問題釋疑和問題總結(jié)的輔助性工作。學(xué)生通過問題的自主解決，在提升自身信心和能力的同時，也進一步激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

3) 自主性學(xué)習(xí)提高教學(xué)效果。自主學(xué)習(xí)讓學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，這不僅讓學(xué)生有信心、有意愿去發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計中存在的科學(xué)問題，通過解決工程中存在的技術(shù)難點，從而更好地掌握課程知識點。同時也會讓學(xué)生有意愿去主動考核自己對課程知識點的掌握程度，為此課程教學(xué)團隊在MOOC平臺上提供了網(wǎng)上測試和課外大作業(yè)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決自主學(xué)習(xí)過程中的知識“盲點”，進而保證和提高課程教學(xué)效果。

2 MOOC平臺下機械設(shè)計課程考核方式的改革

考核一直是學(xué)生課程知識是否掌握，教師教學(xué)目標(biāo)是否達標(biāo)的度量尺。作為機械核心課程的機械設(shè)計，其考核一直被任課教師看重。以“知識量化記憶”為主的傳統(tǒng)單一期末閉卷考試，會讓死記硬背成為學(xué)生的唯一法寶，讓考核成為學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)。雖然學(xué)生的學(xué)習(xí)成績可能會有所保證，但學(xué)生對知識的靈活運用能力卻減弱了，這與機械設(shè)計課程教學(xué)目的相背。開展課程考核方法改革，既是課程綜合改革的重要組成和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是教學(xué)方法改革的重要支撐和保障。針對傳統(tǒng)的“知識量化記憶”式課程考核方法，文中提出了基于“課堂參與度、網(wǎng)絡(luò)小測試、課外大作業(yè)和期末考試緊密結(jié)合”的多元化綜合考核方法，如圖2所示。

圖2 課程考核方法實施計劃

這種貫穿課程教學(xué)全過程的考核更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)態(tài)度和綜合能力，消除了考試形式單一化、考試內(nèi)容統(tǒng)一化和考試成績功利化的不良影響。

3 MOOC平臺的多元化教學(xué)效果分析

我院機械設(shè)計課程在2014年被江蘇科技大學(xué)教務(wù)處立項為示范建設(shè)課程，重點推進該課程的MOOC平臺建設(shè)。經(jīng)過兩年的精心建設(shè)，目前課程教學(xué)團隊已經(jīng)完成了立項任務(wù)，并在我院機電、機制和熱動等專業(yè)中進行了運用。為了評價MOOC平臺下機械設(shè)計課程多元化教學(xué)改革的效果，文中從期末考試和課程設(shè)計兩方面進行教學(xué)效果分析。

3.1 課程期末考試成績分析

以2012級熱動專業(yè)1班35名學(xué)生與2013級熱動專業(yè)1班的35名學(xué)生為例進行比較，兩個年級采用同一套期末考試試卷。其中，2012級采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，2013級采用MOOC平臺下的多元化教學(xué)模式，學(xué)期期末考試各分?jǐn)?shù)段分布情況如表1所示。由表1可以看出，2013級學(xué)生成績在60分及以上的學(xué)生數(shù)是31人，占88.57%；2012級學(xué)生數(shù)26人，占74.29%，比2013級低14.28個百分點。由此可以明顯看出， MOOC平臺下的多元化模式教學(xué)效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，而這歸根結(jié)底主要是因為MOOC平臺下的教學(xué)改革，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，而通過課堂答疑和學(xué)生間協(xié)作來解決實際工程問題，在提高自身問題解決能力的同時，也加深了學(xué)生對知識點的理解和掌握程度，從而促進了學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高。

表1 不同教學(xué)模式下機械設(shè)計課程期末考試成績分布

3.2 課程設(shè)計的效果分析

機械設(shè)計課程設(shè)計是機械類專業(yè)和近機械類專業(yè)學(xué)生的一次較全面的機械設(shè)計綜合訓(xùn)練，是繼機械設(shè)計課程之后的綜合性與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力，課程設(shè)計成績也從另一方面反映了學(xué)生的知識掌握程度和工程應(yīng)用能力。表2為2012級和2013級熱動專業(yè)的機械設(shè)計課程設(shè)計成績分布。由表2可以看出，2013級熱動專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計優(yōu)良率為65.71%，而2012級熱動專業(yè)優(yōu)良率為45.71%，2013級比2012級優(yōu)良率整整高出20個百分點。這主要是因為MOOC平臺下的多元化教學(xué)非常注重學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，對于課程中的重要章節(jié)知識點都會引入相應(yīng)的工程實例讓學(xué)生進行分析解決，因此學(xué)生機械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的參數(shù)選擇、設(shè)計計算、圖紙質(zhì)量、答辯時回答問題等正確率都有較大提高，其綜合實訓(xùn)的效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，從而進一步驗證了文中教學(xué)改革的有效性。

表2 2012級和2013級熱動專業(yè)的機械設(shè)計課程設(shè)計成績分布

4 結(jié)語

機械設(shè)計課程是工科院校機械類專業(yè)的主干課程，對培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題，尤其是機械綜合設(shè)計能力起著至關(guān)重要的作用。為了提高我院機械類或近似機械類專業(yè)學(xué)生的機械設(shè)計能力，本課程教學(xué)團隊開展了MOOC平臺下的多元化教學(xué)改革。改革內(nèi)容涉及課程教學(xué)和課程考核。自教學(xué)改革兩年以來，課題組指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計獲得2次省級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計團隊和1次省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計二等獎；教學(xué)團隊連續(xù)兩次指導(dǎo)學(xué)生的本科創(chuàng)新獲得優(yōu)秀項目和優(yōu)秀指導(dǎo)教師；指導(dǎo)學(xué)生參加2014年第六屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽慧魚組獲得3個二等獎，2個三等獎，2016年又有5項機械創(chuàng)新作品入圍現(xiàn)場比賽。一系列成績的取得說明了我院學(xué)生的機械創(chuàng)新設(shè)計能力得到了較大的提高，同時也驗證了課題組開展的教學(xué)改革的有效性。

[1] 李勇，雷福祥，范修文，等.“機械設(shè)計”課程設(shè)計的新教學(xué)模式探索[J]. 新疆農(nóng)機化，2015(6):42-45.

[2] 李秀蓮，楊龍興，邱睿，等. 基于CDIO及探究式教學(xué)法的機械設(shè)計課程教學(xué)改革[J]. 江蘇理工學(xué)院學(xué)報，2014(6):73-76.

[3] 魏玉蘭，李兵. 機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革應(yīng)用與實踐[J]. 湖州師范學(xué)院學(xué)報，2015，37(12):50-54.

[4] 申燚，李平正，王明強，等. 機械原理與設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)體系改革與實踐[J]. 機械制造與自動化，2013, 42(4):101-103.

[5] 劉繼斌，趙曉宇，黃紀(jì)軍，等. MOOC對我國大學(xué)課程教學(xué)改革的啟示[J]. 高等教育研究學(xué)報，2013，36(4):7-9.

[6] 王琪. MOOC背景下高?；A(chǔ)課程教學(xué)改革探究[J]. 教育探索，2015(6):83-86.

[7] 成穎，周四元，張邦樂. 基于MOOC的藥劑學(xué)課程教學(xué)改革構(gòu)想[J]. 教育探索，2015(2):149-153.