蔡厚道

摘要：基于智能工程學(xué)院《機(jī)械CAD/CAM》課程2019-2020學(xué)年第一學(xué)期的線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐，本研究對線上線下混合式學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了深入探究，完成了線上信息化教學(xué)平臺和課程評估方式的設(shè)計，依據(jù)學(xué)習(xí)曲線原理，建立了課程學(xué)習(xí)效果評估零件模型，得到了課程學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)曲線。

關(guān)鍵詞：混合式;學(xué)習(xí)效果;學(xué)習(xí)曲線

中圖分類號：G434;TB301-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0214-02

0? 引言

隨著信息化時代的到來，信息化技術(shù)在教育改革中得到了廣泛應(yīng)用?；诰W(wǎng)絡(luò)在線的MOOC、微課、SPOC以及相應(yīng)的線上線下混合式教學(xué)已成為高校教學(xué)改革發(fā)展的必然，為了驗(yàn)證混合式教學(xué)效果，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽旌鲜綄W(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估是非常必要的。

1? 課程基本信息

《機(jī)械CAD/CAM》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，作為智能工程學(xué)院機(jī)械類以及近機(jī)類本科專業(yè)的專業(yè)必修課[1]，該課程按照“教-學(xué)-做”一體化教學(xué)模式的思路，以項(xiàng)目為依托，要求掌握軟件操作、建模、分模及數(shù)控加工的方法，注重有效培養(yǎng)綜合應(yīng)用CAD/CAM解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。

2? 線上信息化教學(xué)平臺創(chuàng)建

本課程線上信息化教學(xué)平臺借助超星學(xué)習(xí)通在線教育平臺來進(jìn)行構(gòu)建。在平臺上創(chuàng)建《機(jī)械CAD/CAM》課程并上傳了豐富的課程線上教學(xué)電子資源，包括按照課程知識點(diǎn)對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的教學(xué)資料、精選項(xiàng)目一～項(xiàng)目九、作業(yè)及視頻學(xué)習(xí)區(qū)等11個欄目。線下線下混合需要用到的教學(xué)材料，比如課程大綱與教學(xué)日歷、課程命題計劃與電子教案、項(xiàng)目教學(xué)PPT等均設(shè)計在教學(xué)資料欄目里面;在每一個精選項(xiàng)目欄目下，為了培養(yǎng)應(yīng)用型人才，提高學(xué)生就業(yè)力構(gòu)建了以企業(yè)職性工作工程為主線的項(xiàng)目任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)分析、操作過程、相關(guān)知識點(diǎn)及案例訓(xùn)練;為了加強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率構(gòu)建了班級學(xué)習(xí)群聊、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)交流、作業(yè)與試題、視頻學(xué)習(xí)區(qū)。

3? 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

3.1 線上自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

基于課程項(xiàng)目重點(diǎn)與難點(diǎn)，制作精選項(xiàng)目一～項(xiàng)目九相關(guān)知識點(diǎn)教學(xué)視頻，依次為微課程項(xiàng)目任務(wù)分析，主要解決建模思路、建模知識鋪墊問題;微課程零件造型與模具設(shè)計將精選項(xiàng)目分解為若干個子任務(wù)演示視頻;微課程CAM模塊進(jìn)行拓展數(shù)控加工編程知識，鞏固和提高綜合應(yīng)用能力。每個視頻配套有項(xiàng)目課前任務(wù)學(xué)習(xí)單，并將其發(fā)布在學(xué)習(xí)通活動通知里，學(xué)生根據(jù)要求依次觀看視頻，動手演練。這一環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。

3.2 線下上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)

線上自主學(xué)習(xí)缺乏師生互動，無法把控學(xué)生參與度，也將直接影響學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，針對線上與線下脫節(jié)的現(xiàn)象，機(jī)械CAD/CAM采用融合線上MOOC與線下傳統(tǒng)課堂的混合式教學(xué)，課程線下上機(jī)實(shí)踐結(jié)合線上作業(yè)、討論與群聊區(qū)的反饋，對線上學(xué)習(xí)及上機(jī)實(shí)踐普遍存在的的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場演示講解，切實(shí)地提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，避免了眼高手低現(xiàn)象的發(fā)生。這一環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通表達(dá)的能力。

4? 評估方式設(shè)計

《機(jī)械CAD/CAM》課程通過融合基于超星學(xué)習(xí)通構(gòu)建的信息化線上教學(xué)平臺與線下課堂教學(xué)，考慮學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)實(shí)際，體現(xiàn)未來發(fā)展需求設(shè)計精選的項(xiàng)目實(shí)施兩輪混合式教學(xué)。該課程采用“線上+線下”的形成性與終結(jié)性相結(jié)合的評估方式，課程評估分為線上自主學(xué)習(xí)、課堂活動評價、線下期末考試3個評估點(diǎn)，在線時間、觀看課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、章節(jié)測驗(yàn)、考勤簽到、課堂互動、課堂討論、作業(yè)反思共9個評估指標(biāo)，見表1所示。

5? 學(xué)習(xí)效果評估與分析

教之效果在于學(xué)，為了評估線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐對學(xué)生應(yīng)用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)解決實(shí)際問題能力的影響，本次實(shí)踐教學(xué)研究依據(jù)Wright學(xué)習(xí)曲線原理，構(gòu)建課程學(xué)習(xí)效果評估模型，設(shè)計評估模型的測試參數(shù)及評分細(xì)則，收集測試數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，最終衡量評估模型學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)曲線。

本文構(gòu)建的學(xué)習(xí)曲線函數(shù)關(guān)系是以美國T.P.wright博士提出的學(xué)習(xí)曲線模型為基礎(chǔ)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：y（x）=y（1）x-a，式中，y（x）-第x次學(xué)習(xí)所花時間;y（1）-第一次學(xué)習(xí)所花時間;x是學(xué)習(xí)次數(shù);a-學(xué)習(xí)系數(shù)[2]。

5.1 研究對象

實(shí)踐教學(xué)研究選擇本校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)18本機(jī)械設(shè)計1班的45位同學(xué)進(jìn)行，教學(xué)學(xué)期為2019-2020學(xué)年第一學(xué)期（16周），單1雙2排課、每次2學(xué)時（共48學(xué)時，3學(xué)分），上課軟件為UG10.0。

5.2 評估測試描述

課程學(xué)習(xí)重點(diǎn)是要求學(xué)生在完成學(xué)習(xí)項(xiàng)目任務(wù)和實(shí)踐操作內(nèi)容后，能夠?qū)AD/CAM技術(shù)有深刻的理解，并能熟練掌握應(yīng)用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)解決實(shí)際問題的能力[3]，如表2所示，本研究評估學(xué)生建模技能采用的測試參數(shù)是建模速度（建模時間）和建模步驟（建模順序），學(xué)生分別在課程學(xué)習(xí)的不同時段參加建模技能評估測試，建模技能測試評估零件模型由課程組老師共同商定，同時，為了盡可能保證測試的準(zhǔn)確性和可信度，建模速度采用學(xué)生完成提交評估零件建模時間，建模步驟采用由課程組老師集體討論擬定的執(zhí)行命令順序確定。

課程測試安排學(xué)生在經(jīng)過5周、10周和16周實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)后，通過建構(gòu)表2中評估零件的2個不同建模步驟形式的實(shí)現(xiàn)來衡量。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在個體差別，建模技能水平也存在差異，相同零件的建模速度與建模順序不盡相同，對每一位參加測試學(xué)生的建模過程進(jìn)行記錄，測試記錄的原始數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，所有數(shù)據(jù)采用SPASS20.0進(jìn)行統(tǒng)計處理[4]。

5.3 評估結(jié)果與分析

如表3所示，對于評估零件，第5周測試的平均建模時間和均方差分別是24.2min和4.59min，學(xué)生再經(jīng)過5周和6周時間的實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)，在第10周和第16周測試評估中，數(shù)據(jù)指標(biāo)表現(xiàn)較之前有了顯著提高，建模時間的平均值縮短了9.11和5.22min，均方差減少了1.79和1.20min，這意味著學(xué)生的建模技能有了顯著提高，在圖形分析、繪圖技巧等方面也取得了明顯進(jìn)步，學(xué)生能在更短的時間內(nèi)完成零件建模，不再像實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)初期那樣費(fèi)時費(fèi)力，而且建模思路更清晰，建模步驟更合理，這是關(guān)于學(xué)習(xí)效果的典型表現(xiàn)。

根據(jù)表3評估測試記錄的原始數(shù)據(jù)，繪制如圖1所示學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)曲線，橫軸表示實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)周數(shù)，縱軸表示評估建模時間。通過對比建模步驟1、建模步驟2和建模步驟3建模時間的學(xué)習(xí)曲線不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在不同實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)時段采用不同建模步驟，會使學(xué)習(xí)曲線向下方移動，建模效率得到明顯提升，這正反映了隨著實(shí)踐教學(xué)學(xué)習(xí)時間的增加，學(xué)生對模型建模思路的分析和模型分解技巧的技術(shù)掌控更加熟練，應(yīng)用軟件的建模技能更加嫻熟，執(zhí)行操作命令的速度更加迅捷，大大地縮減了零件建模時間。

從圖1中評估課程學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)曲線可以看出，學(xué)習(xí)曲線包括三個階段，體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的熟能生巧[5]：初始學(xué)習(xí)階段（5周前），建模時間隨學(xué)習(xí)周數(shù)的增加迅速降低;穩(wěn)定學(xué)習(xí)（5-20周），建模時間隨學(xué)習(xí)周數(shù)的增加趨于穩(wěn)定;緩慢學(xué)習(xí)（20周后），建模時間隨學(xué)習(xí)周數(shù)的增加基本不變。

6? 結(jié)語

為了評估《機(jī)械CAD/CAM》課程線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐對學(xué)生應(yīng)用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，本研究在大量課程學(xué)習(xí)效果評估模型建模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了課程學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)曲線，分析了不同建模步驟即建模技術(shù)轉(zhuǎn)移可使學(xué)習(xí)曲線向下方移動且把學(xué)習(xí)曲線分為初始學(xué)習(xí)、穩(wěn)定學(xué)習(xí)和緩慢學(xué)習(xí)三個階段。

參考文獻(xiàn)：

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