劉曉霞　武照云　丁浩　阮競蘭　申會鵬

[摘 要]課題組針對當(dāng)前傳統(tǒng)的機(jī)械原理課程教學(xué)中存在的“教學(xué)模式單一”“先進(jìn)教學(xué)手段匱乏”“考核方法落后”等諸多問題，以新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和布魯姆精熟學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”“成果導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”等核心理念，設(shè)計(jì)了信息技術(shù)條件下機(jī)械原理課程的教學(xué)新模式，對教學(xué)過程和評價(jià)方式進(jìn)行了重構(gòu)，并借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。機(jī)械原理課程的教學(xué)新模式將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分應(yīng)用到課程教學(xué)的全過程，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)開放、共享的泛在化學(xué)習(xí)環(huán)境。經(jīng)過一個(gè)周期的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明：該教學(xué)新模式有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的知識、素質(zhì)和能力均得到了較大的提升。

[關(guān)鍵詞]信息技術(shù);機(jī)械原理;教學(xué)重構(gòu)

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）10-0044-03

隨著互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，各種在線資源通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，信息化教學(xué)成為教學(xué)的熱點(diǎn)，也成為學(xué)校、國家提升教學(xué)質(zhì)量的主要措施[1]。

信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了教學(xué)環(huán)境的變化，進(jìn)而促進(jìn)了教學(xué)模式以及教學(xué)方式方法的變革。目前，構(gòu)成信息化教學(xué)環(huán)境的終端設(shè)備也在發(fā)生著巨大的改變。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心提供的數(shù)據(jù)，截至2017年12月底，我國網(wǎng)民使用手機(jī)上網(wǎng)的比例高達(dá)97.5%，手機(jī)已經(jīng)成為主要的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。因此，作為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)終端，以PAD和手機(jī)為代表的個(gè)人自帶設(shè)備已經(jīng)成為大學(xué)生學(xué)習(xí)的主要終端設(shè)備。智能終端設(shè)備的普及，讓信息化教學(xué)成為可能，也催生了我們的教學(xué)要向?qū)W習(xí)者所喜歡的學(xué)習(xí)模式和他們所喜歡使用的學(xué)習(xí)介質(zhì)方面發(fā)生轉(zhuǎn)變。

在學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生變化的同時(shí)，促進(jìn)我們教學(xué)變革的主要原因是對人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高要求。對于大學(xué)教育，國家提出了以提高人才質(zhì)量為核心的內(nèi)涵式發(fā)展思路，并提出了要求：一是要創(chuàng)新教育教學(xué)理念和教學(xué)模式。二是要創(chuàng)新教學(xué)方式方法和手段，從傳統(tǒng)課堂的“滿堂灌”“填鴨式”教學(xué)，向啟發(fā)式、討論式、參與式等互動型課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變。學(xué)生的創(chuàng)造思維、創(chuàng)新意識、解決問題的能力等在教學(xué)的全過程要得到有效的發(fā)展。三是要創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)以及終身學(xué)習(xí)，構(gòu)建泛在移動學(xué)習(xí)，讓學(xué)生“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”。要實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)涵式發(fā)展，課堂教學(xué)變革是關(guān)鍵，相應(yīng)的教學(xué)模式的變革是前提，而現(xiàn)代信息技術(shù)是最強(qiáng)有力的支撐。

機(jī)械原理課程開設(shè)歷史悠久，近一個(gè)世紀(jì)以來，始終作為全國各工科院校機(jī)械類專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程[2]。該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、與工程實(shí)際結(jié)合緊密等特點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和解決工程實(shí)際問題能力的重要課程。

一、機(jī)械原理課程傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

近年來，隨著機(jī)械學(xué)科的飛速發(fā)展，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的快速推進(jìn)，以及社會需求的逐步提高，機(jī)械原理課程承擔(dān)的人才培養(yǎng)任務(wù)越來越重，所占據(jù)的地位越來越重要，與此同時(shí)，教學(xué)過程中暴露出的問題與不足也越來越多：

（1）傳統(tǒng)教學(xué)模式比較單一，主要以教師的“填鴨式”灌輸為主，學(xué)生被動接受，課堂氣氛不活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，直接影響了教學(xué)效果。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)評價(jià)方法比較簡單，一般只將考勤、作業(yè)和期末考試成績作為評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的標(biāo)準(zhǔn)。這種評價(jià)方法不能有效地激勵學(xué)生進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，學(xué)生只會在考前突擊背概念，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。

（3）傳統(tǒng)教學(xué)方法距離綜合能力的培養(yǎng)還相差甚遠(yuǎn)。目前大多數(shù)教師依舊強(qiáng)調(diào)知識的完整性和系統(tǒng)性，教學(xué)方法仍很陳舊，重教法、輕學(xué)法，重結(jié)果、輕過程，重理論、輕實(shí)踐。

（4）傳統(tǒng)教學(xué)手段相對落后，信息化教學(xué)水平較低，在當(dāng)前流行的慕課、微課、在線自主學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、移動學(xué)習(xí)、虛擬仿真等新興教學(xué)手段的應(yīng)用上，力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

針對上述這些問題，改變“教學(xué)模式單一”“先進(jìn)教學(xué)手段匱乏”“評價(jià)方法落后”現(xiàn)狀是機(jī)械原理課程教學(xué)改革的關(guān)鍵突破口。因此，以先進(jìn)的教學(xué)理念為指導(dǎo)，利用信息化教學(xué)手段，構(gòu)建以學(xué)生為主體的面向互聯(lián)網(wǎng)深度融合的多元化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，是全面改進(jìn)并提升學(xué)生“知識、能力、素質(zhì)”全方位人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。

二、信息化教學(xué)的理論依據(jù)

（一）新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

2011年2月，王竹立教授在建構(gòu)主義的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國目前教育環(huán)境，提出新建構(gòu)主義[4]。新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代學(xué)習(xí)面臨兩大挑戰(zhàn)：一個(gè)是信息超載，一個(gè)是知識碎片化。為了應(yīng)對這兩大挑戰(zhàn)，新建構(gòu)主義一方面強(qiáng)調(diào)要教學(xué)生學(xué)會選擇，根據(jù)個(gè)人需要和興趣來選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，構(gòu)建個(gè)性化的蛛網(wǎng)式知識結(jié)構(gòu);另一方面采用零存整取式學(xué)習(xí)策略來整合信息與知識碎片，實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化乃至知識創(chuàng)新。新建構(gòu)主義把網(wǎng)絡(luò)視為虛擬的知識銀行，主張通過與網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系，來進(jìn)行知識的建構(gòu)與創(chuàng)造[5]。新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對現(xiàn)代信息化教學(xué)與教學(xué)資源的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用將產(chǎn)生革命性的影響，并且具有普遍的指導(dǎo)意義。

（二）布魯姆精熟學(xué)習(xí)理論

20世紀(jì)60年代，美國著名教育心理學(xué)家布魯姆提出精熟學(xué)習(xí)理論。精熟學(xué)習(xí)是指依目標(biāo)進(jìn)行的教學(xué)，通過改變學(xué)生的學(xué)的方式（采用個(gè)性化的學(xué)習(xí)）和教師教的方式（教師需要及時(shí)地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估，在評估的基礎(chǔ)上針對學(xué)生個(gè)性化的問題給予必要的幫助和指導(dǎo)），促進(jìn)更多的學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求[6]。精熟學(xué)習(xí)理論的核心就是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的教與個(gè)性化的學(xué)，教和學(xué)都是以學(xué)習(xí)者的學(xué)為中心，較好地降低學(xué)生學(xué)習(xí)效果的差異性。精熟學(xué)習(xí)理論的基本流程如圖1所示。

在本文的機(jī)械原理教學(xué)設(shè)計(jì)中，微課代替了教師重復(fù)的講解，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的評價(jià)系統(tǒng)代替了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價(jià)功能。該教學(xué)設(shè)計(jì)可以真正地實(shí)現(xiàn)因材施教。

三、信息技術(shù)條件下機(jī)械原理課程教學(xué)重構(gòu)

（一）教學(xué)過程重構(gòu)

根據(jù)機(jī)械原理課程的特點(diǎn)，以上述理論為指導(dǎo)，結(jié)合國際工程教育專業(yè)認(rèn)證，以學(xué)生為中心、實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的理念，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建了涵蓋課前、課中、課后的全階段、動態(tài)教學(xué)過程模式，即三段遞進(jìn)式的混合教學(xué)過程，如圖2所示。

1.課前——準(zhǔn)備性學(xué)習(xí)階段。學(xué)生在課前學(xué)習(xí)任務(wù)單的導(dǎo)引下，利用自帶終端設(shè)備（電腦、手機(jī)、PAD等）進(jìn)行微課學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)的在線測學(xué)。在線測學(xué)可以即時(shí)給出評價(jià)結(jié)果，如果對所學(xué)知識沒有完全掌握，學(xué)生可以返回去繼續(xù)進(jìn)行微課學(xué)習(xí)，然后再進(jìn)行在線測學(xué)，直到完全掌握為止。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到疑難可以與同伴或老師進(jìn)行在線交流學(xué)習(xí)，無法解決的疑難可通過平臺反饋給教師，教師根據(jù)這些反饋及時(shí)地調(diào)整和改進(jìn)課中深度學(xué)習(xí)階段的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。課前自主學(xué)習(xí)主要達(dá)到對基本概念、原理的理解和記憶，為課中深度學(xué)習(xí)做好知識儲備。

2.課中——深度學(xué)習(xí)階段。學(xué)生帶著課前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。教師給出事先設(shè)計(jì)好的問題或案例，視其復(fù)雜程度采取不同的教學(xué)策略。如果問題或案例比較簡單，多數(shù)學(xué)生經(jīng)過思考就能解決的，教師就采取自主探究的教學(xué)策略;如果問題或案例比較復(fù)雜，學(xué)生自主探究無法完成，教師則采取合作學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。學(xué)習(xí)過程中，無論是問題的界定、解決方案的形成、成果的分享展示都需要學(xué)生積極主動、深度地參與，最終達(dá)到知識的建構(gòu)。教師將根據(jù)這一階段學(xué)習(xí)中遇到的問題及時(shí)地制訂課后拓展性學(xué)習(xí)階段的內(nèi)容和策略。課中深度學(xué)習(xí)是知識內(nèi)化階段，主要達(dá)到對知識的應(yīng)用、分析和綜合。

3.課后——拓展性學(xué)習(xí)階段。課后拓展性學(xué)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際更深入的學(xué)習(xí)階段。學(xué)生聯(lián)系生活和生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行拓展性探索，內(nèi)容可以是文獻(xiàn)綜述、實(shí)踐調(diào)查、科教融合等方面。這一階段應(yīng)該是學(xué)生最感興趣的階段，要鼓勵他們將自己的探索經(jīng)歷和體驗(yàn)進(jìn)行記錄和分享，如討論發(fā)帖、撰寫博客、制作數(shù)字故事等。教師根據(jù)這一階段的學(xué)習(xí)情況總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，反思不足，并及時(shí)地調(diào)整和改進(jìn)下一輪學(xué)習(xí)周期的教學(xué)策略。課后拓展學(xué)習(xí)主要實(shí)現(xiàn)對知識的評價(jià)和創(chuàng)新。

（二）教學(xué)評價(jià)方式重構(gòu)

教學(xué)評價(jià)是指檢驗(yàn)學(xué)生掌握所學(xué)知識和技能的程度，檢查是否實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)的程度，以此判定教學(xué)設(shè)計(jì)的效果，作為后續(xù)改進(jìn)的依據(jù)[7]。

傳統(tǒng)的機(jī)械原理課程教學(xué)評價(jià)方法一般是將平時(shí)考勤、作業(yè)和期末考試成績作為評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的標(biāo)準(zhǔn)。這種評價(jià)方法比較簡單和片面，忽略了學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況，不能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，對學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力評價(jià)考慮不足，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課題組構(gòu)建的“多元化、全過程、重能力”的機(jī)械原理課程考核評價(jià)方法，遵從“以學(xué)生為中心”“成果導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，進(jìn)行過程監(jiān)控，將過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，使評價(jià)主體多元、評價(jià)內(nèi)容多維、評價(jià)方式多樣，實(shí)現(xiàn)評價(jià)的有機(jī)反饋，達(dá)到教與學(xué)的不斷循環(huán)改進(jìn)，能比較全面地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有效地促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。本文構(gòu)建的過程性評價(jià)與課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成關(guān)系如圖3所示。

課題組構(gòu)建的機(jī)械原理課程多元化的考核方式，包括評價(jià)內(nèi)容多元化和評價(jià)主體多元化。評價(jià)內(nèi)容包括微課學(xué)習(xí)完成率、課前在線測學(xué)、出勤率、課堂測試、課堂提問、小組合作學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課后主觀作業(yè)完成情況、在線討論、章節(jié)測驗(yàn)、期末考試等，覆蓋學(xué)習(xí)的全過程，能更全面地對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)主體多元化是讓學(xué)生參與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立并實(shí)施評價(jià)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺評價(jià)、教師評價(jià)、同伴互評等。學(xué)生和網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)參與評價(jià)，一方面可以使學(xué)生更清楚教學(xué)目標(biāo)，從而促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成;另一方面可以減少教師批改作業(yè)的工作量，讓教師留有更大的精力投入課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中去。機(jī)械原理課程的教學(xué)評價(jià)貫穿學(xué)習(xí)的全過程，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，教師可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。機(jī)械原理課程的教學(xué)評價(jià)還注重能力方面的培養(yǎng)，建立綜合能力和素質(zhì)相關(guān)的考核內(nèi)容，知識、素質(zhì)與能力評價(jià)并重，方法包括測試、個(gè)人學(xué)習(xí)表現(xiàn)評價(jià)、學(xué)習(xí)能力評價(jià)等。重構(gòu)的教學(xué)評價(jià)內(nèi)容及成績比例如表1所示。

利用本文設(shè)計(jì)的教學(xué)新模式對本校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)201601～201604的四個(gè)班級進(jìn)行了一個(gè)周期的教學(xué)實(shí)踐。教學(xué)效果表明，采用重構(gòu)后的教學(xué)模式能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性也有了較大的提升，同時(shí)學(xué)生的知識、綜合素質(zhì)和能力均得到了不同程度的提升。

四、結(jié)束語

依托河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“基于互聯(lián)網(wǎng)+的機(jī)械基礎(chǔ)類課程多元化教學(xué)模式改革與實(shí)踐”的建設(shè)，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將信息技術(shù)充分應(yīng)用到機(jī)械原理課程教學(xué)的全過程，建構(gòu)了信息技術(shù)條件下機(jī)械原理課程教學(xué)新模式，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)開放、共享的泛在式學(xué)習(xí)環(huán)境，取得了一系列實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新性成果：（1）基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了涵蓋課前、課中、課后的全階段、動態(tài)的機(jī)械原理課程的教學(xué)模式，并成功地應(yīng)用在大班的教學(xué)中。（2）充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，構(gòu)建了機(jī)械原理課程的多元化、全過程、重能力的課程考核評價(jià)方式，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有效地促進(jìn)了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 王國棟，劉國慶，丁玉奎，甄建偉.現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)模式創(chuàng)新有效性研究[J].中國電化教育，2014（11）：51-52.

[2] 羅繼曼，鄭夕健，王丹，等.以項(xiàng)鏈?zhǔn)秸n程規(guī)劃為主線的機(jī)械原理教學(xué)模式改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2018（6）：66-68.

[3] 田桂中，李濱城，周宏根，李純金.基于CDIO的機(jī)械原理綜合考核方法改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2015（8）：138-139+154.

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[7] 徐英俊，曲藝.教學(xué)設(shè)計(jì)：原理與技術(shù)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2011：6.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]