段振亞，張明哲，郭建章,翟紅巖，許恩樂(lè)，曹 興

(青島科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266061)

近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機(jī)的飛速發(fā)展，同時(shí)考慮到新時(shí)代下大學(xué)生所具有的時(shí)代特點(diǎn)，促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速被引入到教學(xué)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了在線課堂的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展，較大程度地改變了傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，國(guó)內(nèi)外高校在教學(xué)中現(xiàn)已普遍使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外98%的高校都利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，93%的高校擁有至少兩個(gè)在線教育平臺(tái)，8%的高校還利用開(kāi)源的教育平臺(tái)[1]。國(guó)外典型的在線課程平臺(tái)有可汗學(xué)院、Coursera、edX等[2]。我國(guó)在教育部的推動(dòng)下，各個(gè)高校也逐步開(kāi)始推出兼具本校特色的網(wǎng)上課程及教學(xué)資源，各試點(diǎn)高校基于校園網(wǎng)的在線課堂與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的混合教學(xué)模式已初具規(guī)模。例如清華大學(xué)基于學(xué)堂在線開(kāi)展的混和教學(xué)[3]，上海交通大學(xué)使用的好大學(xué)在線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[4]，華東理工大學(xué)基于智慧樹(shù)平臺(tái)的東西部高校課程共享聯(lián)盟(WEMOOC)[5]等。

為了改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)模式，并結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，青島科技大學(xué)于2016年組織了精品課程建設(shè)，借助功能廣泛的超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)始推出第一批在線開(kāi)放課程教學(xué)改革，《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》作為專業(yè)核心課程也獲得立項(xiàng)資助，到2018年3月基本建設(shè)完畢并投入2015級(jí)學(xué)生的教學(xué)使用，因此，本文主要對(duì)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》的在線課堂的建設(shè)過(guò)程和應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)2014級(jí)學(xué)生和2015級(jí)學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐效果進(jìn)行對(duì)比分析，并結(jié)合自身的教學(xué)改革實(shí)踐對(duì)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》在線開(kāi)放課程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和不足進(jìn)行說(shuō)明，以期為相關(guān)課程進(jìn)行在線開(kāi)放課程建設(shè)時(shí)提供參考和幫助。

1 《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程教學(xué)情況簡(jiǎn)介

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程是過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，學(xué)科綜合交叉性強(qiáng)，涉及理論力學(xué)、材料力學(xué)、化工原理、金屬材料與熱處理等多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，因此對(duì)學(xué)生的理論基礎(chǔ)要求高。課程內(nèi)容主要圍繞著如何依據(jù)GB150-2011《壓力容器》進(jìn)行常見(jiàn)壓力容器設(shè)計(jì)，例如儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、換熱設(shè)備，典型的塔器、反應(yīng)器等進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，因此工程實(shí)踐性強(qiáng)，對(duì)涉及工程性不多的大學(xué)生而言，缺乏對(duì)具體壓力容器的直觀認(rèn)識(shí)以及對(duì)其涉及的復(fù)雜工程問(wèn)題的理解，因此如果能讓學(xué)生踏踏實(shí)實(shí)地學(xué)好該門課程，需要授課老師投入較大的精力進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，也需要有充足的授課課時(shí)供教與學(xué)使用，但是目前受到學(xué)校培養(yǎng)方案課時(shí)的約束，該門課程共安排64學(xué)時(shí)，因此盡管授課教師進(jìn)行了多媒體授課等多項(xiàng)教學(xué)改革，但依然存在著一些無(wú)法克服的問(wèn)題：

(1)專業(yè)招生規(guī)模120人/年，授課時(shí)四個(gè)班一起大班教學(xué)，不可能全面掌握每個(gè)學(xué)生具體的學(xué)習(xí)情況，也很難依據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和基礎(chǔ)進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。

(2)受到學(xué)時(shí)限制，教師將全部教課內(nèi)容講完已經(jīng)是比較緊張，幾乎無(wú)法在課堂上開(kāi)展討論或者是互動(dòng)性的教學(xué)，也很難再補(bǔ)充授課內(nèi)容外的工程案例以及工程知識(shí)。

(3)課程的理論性較強(qiáng)，注重實(shí)際，知識(shí)點(diǎn)零碎，學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)及理論推導(dǎo)容易遺忘，回顧過(guò)程困難。

為了克服上述傳統(tǒng)課堂的局限性，自2016年開(kāi)始進(jìn)行在線課堂的建設(shè)，以期借助于在線課堂的優(yōu)勢(shì)，使其成為課堂教學(xué)的得力助手，突破只能在課堂時(shí)間進(jìn)行聽(tīng)講的局限性，一方面使學(xué)生能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，隨時(shí)可以觀看制成的在線視頻的重點(diǎn)知識(shí)，并能與老師進(jìn)行互動(dòng)，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，協(xié)助課堂教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。另一方面在線課堂強(qiáng)大的輔助功能也便于老師隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。

2 《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》在線開(kāi)放課程的構(gòu)建

為了更好的教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)，根據(jù)本課程的教學(xué)目標(biāo)，借助超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及移動(dòng)客戶端學(xué)習(xí)通，進(jìn)行在線課堂的構(gòu)建，主要過(guò)程包括以下幾方面：

(1)組成了由段振亞教授負(fù)責(zé)的《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)，其中翟紅巖負(fù)責(zé)平時(shí)的平臺(tái)管理、互動(dòng)和答疑；許恩樂(lè)、曹興老師負(fù)責(zé)參與幾個(gè)重點(diǎn)知識(shí)的視頻錄制和相應(yīng)習(xí)題庫(kù)的構(gòu)建，一方面可以較快地推動(dòng)在線開(kāi)放課程的建設(shè)，另一方面使新教師盡快熟悉在線開(kāi)放課程的建設(shè)過(guò)程和使用，為其普及使用奠定教師隊(duì)伍，提高團(tuán)隊(duì)整體教學(xué)水平。

(2)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的挑選和視頻錄制，教學(xué)團(tuán)隊(duì)詳細(xì)地進(jìn)行了討論，大體按照《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》教材的大框架，但進(jìn)行了調(diào)整和整合，共計(jì)分為壓力容器導(dǎo)言，壓力容器應(yīng)力分析，壓力容器設(shè)計(jì)，換熱設(shè)備，塔設(shè)備與反應(yīng)設(shè)備6個(gè)章節(jié)，總共錄制了37個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)的短視頻，并配套有章節(jié)測(cè)試，以供學(xué)生在課前不定時(shí)的學(xué)習(xí)和檢測(cè)。

(3)充分利用超星網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)強(qiáng)大的管理和輔助功能形成與課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程和學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如利用通知功能可以很方便的把教學(xué)信息及時(shí)地通知到每個(gè)同學(xué)。另外，超星網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)客戶端學(xué)習(xí)通兼具點(diǎn)名、問(wèn)卷調(diào)查等功能，在每次上課前，1-2分鐘內(nèi)即可完成出勤檢查，能夠有效地起到督促學(xué)生上課；圖1為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行督查和統(tǒng)計(jì)的功能。

圖1 超星網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)統(tǒng)計(jì)首頁(yè)

(4)在錄制段視頻和完善多媒體課件的基礎(chǔ)上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)分別與威海匯鑫化工機(jī)械有限公司、青島暢隆電力設(shè)備有限公司等壓力容器制造廠家，錄制了換熱器、攪拌反應(yīng)器與塔設(shè)備等典型壓力容器的制造過(guò)程的視頻，放置在《課程資料》的目錄下共學(xué)生觀看，使學(xué)生能夠了解壓力容器制造的全過(guò)程，有助于學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的融合貫通。

(5)建立試題庫(kù)，每一章節(jié)都有單元檢測(cè)，便于同學(xué)對(duì)知識(shí)的鞏固與理解，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)功能，老師可方便的掌握學(xué)生的完成情況、完成時(shí)間及正確率。

(6)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建的在線課堂教學(xué)，在實(shí)踐過(guò)程中需要教師和學(xué)生的共同參與，最終對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)[6]。在線課堂建設(shè)過(guò)程中，充分考慮學(xué)生需求，注意知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性，對(duì)教學(xué)大綱中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行“字典式”查詢[7-8]。

3 在線課堂使用的教學(xué)效果分析

為了比較明確地體現(xiàn)在線課堂的教學(xué)效果及優(yōu)越性，特將使用在線課堂的2015級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及成績(jī)與2014級(jí)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比。

3.1 學(xué)生表現(xiàn)情況

(1)學(xué)生的參與度明顯提高，學(xué)生可以利用零碎時(shí)間觀看視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分利用課余時(shí)間，方便學(xué)生在自習(xí)室、宿舍等進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高了班級(jí)的學(xué)習(xí)氛圍；

(2)由于課前充分預(yù)習(xí)，充分了解了本課的重點(diǎn)與難點(diǎn)，學(xué)生上課效率明顯提高，回答問(wèn)題積極，教師可以有時(shí)間安排相關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題及其案例，共大家分組討論學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)效果好，也能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；

(3)學(xué)生能主動(dòng)地完成章節(jié)測(cè)驗(yàn)，大作業(yè)等內(nèi)容，教師可利用學(xué)習(xí)通的輔助功能完成作業(yè)批改，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，有重點(diǎn)的進(jìn)行補(bǔ)充和強(qiáng)化。

3.2 學(xué)習(xí)成績(jī)對(duì)比

為了充分完成課程對(duì)相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐，自2014級(jí)學(xué)生開(kāi)始，《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程采用了平時(shí)成績(jī)占30%，包括兩次小論文性質(zhì)的大作業(yè)和平時(shí)表現(xiàn)，期末閉卷考試成績(jī)占70%的考核方式。在線開(kāi)放課程自2015級(jí)開(kāi)始使用，因此將2015級(jí)的總體成績(jī)與2014級(jí)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比，以觀察在線開(kāi)放課程的實(shí)踐效果。

表1 2014級(jí)與2015級(jí)學(xué)生總評(píng)成績(jī)對(duì)比

通過(guò)直接的成績(jī)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：

(1)2015級(jí)學(xué)生的平均成績(jī)?yōu)?7.5%，遠(yuǎn)大于2014級(jí)64.6%，而且及格率為97.9%，也遠(yuǎn)高于2014級(jí)的77%，說(shuō)明2015級(jí)的整體學(xué)習(xí)氛圍和對(duì)知識(shí)的把握要比2014級(jí)好，2014級(jí)學(xué)生低于40分的人不少，而2015級(jí)僅有一個(gè)特例學(xué)生12分。這說(shuō)明采用了在線開(kāi)放課程后能使同學(xué)們能夠利用非課堂時(shí)間去學(xué)習(xí)，同時(shí)利用輔助的通知和點(diǎn)名功能能夠基本保證學(xué)生的出勤，使學(xué)生整體的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)風(fēng)得到了提高。

(2)優(yōu)秀率有大幅度提高，2014級(jí)的優(yōu)秀率為4.0%，2015級(jí)則為12.4%；良好以上2014為19%，2015級(jí)學(xué)生則為48.5%，要遠(yuǎn)高于2014級(jí)，說(shuō)明有了在線開(kāi)放課程使學(xué)生們可以做到提前觀看教師主講的難點(diǎn)知識(shí)，并帶著問(wèn)題上課學(xué)習(xí)，課后仍可以對(duì)沒(méi)有掌握的知識(shí)復(fù)習(xí)，通過(guò)這些環(huán)節(jié)使學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握非常牢固，而且有助于學(xué)習(xí)積極性高的學(xué)生更加全面地進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力也有所提高。

4 結(jié)語(yǔ)

主要對(duì)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》在線開(kāi)放課程的建設(shè)過(guò)程及實(shí)踐效果進(jìn)行了介紹，對(duì)兩個(gè)年級(jí)的整體成績(jī)對(duì)比結(jié)果表明：采用在線開(kāi)放課程可以有效地將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)合，實(shí)施后教學(xué)效果得到了大幅度的提升。在實(shí)施的過(guò)程中，筆者有如下幾點(diǎn)體會(huì)：

(1)構(gòu)建基于超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的在線開(kāi)放課程，既能保留傳統(tǒng)課堂教學(xué)的老師與學(xué)生面對(duì)面?zhèn)魇谥R(shí)的優(yōu)勢(shì)，又能充分尊重新時(shí)代學(xué)生的個(gè)性，打破時(shí)空的限制，并充分利用智能手機(jī)的便利，極大的方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，適時(shí)的調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有機(jī)動(dòng)性和靈活性。

(2)在線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以成為老師輔助教學(xué)的有力工具，貫穿課前、課上、課后的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，基本實(shí)現(xiàn)老師對(duì)教學(xué)全周期的數(shù)據(jù)采集工作，從課前預(yù)習(xí)，課堂互動(dòng)，課后復(fù)習(xí)等層面，幫助老師分析課程數(shù)據(jù)，量化分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，并能有效地完成所講授課程的自我完善和持續(xù)發(fā)展。

(3) 盡管在線開(kāi)放課程具有較多的優(yōu)勢(shì)和特色，但是也存在一些制約的因素，例如①視頻的制作成本較高而且耗時(shí)較長(zhǎng)；②章節(jié)測(cè)試中針對(duì)選擇題、判斷題等答案非常明確的題目比較適合，而對(duì)于其他類型的題目不適合，需要進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)；③需要教師投入非常大的時(shí)間和精力才能充分發(fā)揮在線開(kāi)放教學(xué)課程的作用，最好是有教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維護(hù)，對(duì)于有多個(gè)教師的基礎(chǔ)課非常適合，如果想普及推廣使用，需要學(xué)校出臺(tái)相應(yīng)的配套制度才能有效地實(shí)施。