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        機械原理課程線上教學(xué)探索與實踐
        ——以華北水利水電大學(xué)為例

        2020-11-11 02:18:48王迎佳秦東晨
        管理工程師 2020年5期
        關(guān)鍵詞:機械課程課堂

        王迎佳,秦東晨,郭 飛

        (1.華北水利水電大學(xué) 機械學(xué)院,河南 鄭州 450045;2.鄭州大學(xué) 機械與動力工程學(xué)院,河南 鄭州 450001)

        一、引 言

        2020年初,為應(yīng)對突如其來的新冠肺炎疫情,全國啟動了重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級響應(yīng)。為減少人員流動,阻斷疫情蔓延,確保師生生命安全,教育部要求2020春季學(xué)期延期開學(xué)。2月初,教育部下發(fā)《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》,要求各高校充分利用上線的慕課和省、校兩級優(yōu)質(zhì)在線課程教學(xué)資源,在慕課平臺和實驗資源平臺服務(wù)支持帶動下,依托各級各類在線課程平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等,積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動,保證疫情防控期間教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量,實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”。

        華北水利水電大學(xué)機械學(xué)院機械原理課程組以國家新工科建設(shè)要求為背景,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo),基于前期線上線下混合式教學(xué)的經(jīng)驗,積極探索疫情期間線上教學(xué)新模式,摸索人才培養(yǎng)新方法,立足機械專業(yè)狠抓課程改革,并將思政教育融入線上課堂,取得了較好效果。

        二、機械原理課程教學(xué)現(xiàn)狀

        機械原理是工科類院校普遍開設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在機械類專業(yè)人才培養(yǎng)中占有舉足輕重的地位[1]。課程主要講授各種機構(gòu)和機器所具有的一般共性問題和各種機器中常用的一些機構(gòu)的性能及其設(shè)計方法以及機械系統(tǒng)方案設(shè)計的相關(guān)問題[2]。

        華北水利水電大學(xué)機械學(xué)院的機械原理課程經(jīng)過多年變革,目前學(xué)時為44+4學(xué)時(理論+實驗)。機械原理是一門理論性、邏輯性很強的課程,與工程實踐緊密聯(lián)系,而且在新工科建設(shè)要求著力學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的背景下,課堂信息量加大,要求各知識點之間融會貫通。這就對尚處于大二下學(xué)期的學(xué)生提出了較高的要求,學(xué)起來難度較大。課時少而任務(wù)重,而且教學(xué)過程中多以教師課堂講授為主,難以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生的獨創(chuàng)性,不能完全體現(xiàn)以學(xué)生為中心的作用,學(xué)生課堂參與度不高。

        為了保證疫情期間順利開展線上教學(xué)活動,課程組教師多次展開教學(xué)研討。如何才能既充分發(fā)揮教師課程主導(dǎo)作用,有效啟發(fā)學(xué)生、掌控整個教學(xué)過程,又能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,是研討的重點問題。根據(jù)目前課程現(xiàn)狀和教學(xué)要求,立足 “新工科”建設(shè)要求,變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),提升學(xué)生自主創(chuàng)新能力,實現(xiàn)教師線上理論講授、師生互動與交流、完善課程教學(xué)資源、高效督教督學(xué),課程組提出了基于釘釘群直播、騰訊課堂、學(xué)習(xí)通、QQ群、微信群等多平臺協(xié)同的機械原理線上教學(xué)模式。

        三、機械原理線上教學(xué)條件的調(diào)查結(jié)果及分析

        在線上教學(xué)過程中,教學(xué)平臺連接著主講教師和分散在全國各地的學(xué)生。教學(xué)平臺采用的均是大公司旗下表現(xiàn)良好的產(chǎn)品[3],而了解學(xué)生端的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)情況是能否順利完成線上教學(xué)的前提條件。

        圖1 問卷調(diào)查部分問題結(jié)果

        開課前一周,課程組教師組織機械學(xué)院本科二年級開設(shè)機械原理課程的77名學(xué)生進行課程直播演練。課后,通過學(xué)習(xí)通軟件向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷,共收到75份有效答卷。部分調(diào)查結(jié)果如圖1所示。

        調(diào)查結(jié)果顯示,100%的學(xué)生可通過電腦和智能手機觀看直播課,84%的學(xué)生家中有Wi-Fi,另16%的學(xué)生通過手機流量套餐和其他方式上網(wǎng)聽課,85.4%的學(xué)生上直播課時網(wǎng)絡(luò)流暢或一般,100%的學(xué)生視頻效果清晰或一般,97.3%的學(xué)生音頻效果清晰或一般,100%的學(xué)生對線上教學(xué)過程中由于可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題而造成的多平臺共用現(xiàn)象表示理解。少數(shù)學(xué)生反映,有時會出現(xiàn)聲音延遲現(xiàn)象,但基本不影響上課,影響的部分,也可課后觀看直播回放補上。但掉線、視聽不清晰的情況比較少見。

        學(xué)生對線上教學(xué)的建議和期望主要集中在能否采用的教學(xué)平臺具有直播回放的功能,以利隨時查看;能否及時發(fā)放電子教材和一些輔助學(xué)習(xí)資料;教師能否安排線上答疑等。學(xué)生的疑慮主要集中在擔(dān)心多平臺共用自己操作不熟練,影響聽課,家中上課環(huán)境嘈雜,擔(dān)心自己自覺性不夠,不能很好地完成學(xué)習(xí)任務(wù),擔(dān)心線上學(xué)習(xí)不能取得與線下學(xué)習(xí)一樣的效果,等等。

        根據(jù)調(diào)查問卷反饋,學(xué)生端的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件基本可以滿足線上教學(xué)的軟硬件要求。針對學(xué)生對線上學(xué)習(xí)的疑慮、擔(dān)心和期望,教師應(yīng)加強與學(xué)生的溝通與交流,隨時接收學(xué)生意見并及時處理;教師應(yīng)快速轉(zhuǎn)變觀念,積極學(xué)習(xí)各種信息技術(shù),努力提高信息化教學(xué)能力,充分利用和建設(shè)各種網(wǎng)絡(luò)課程資源,深化機械原理課程教學(xué)方法和手段的改革,全方位提升教學(xué)質(zhì)量和水平。

        四、機械原理線上教學(xué)的設(shè)計與實踐

        接到學(xué)?!巴七t開學(xué)不停課,遠(yuǎn)程教學(xué)保質(zhì)量”的通知后,課程組迅速反應(yīng),充分調(diào)動組內(nèi)教師的積極性,利用省級、校級課程改革建設(shè)項目的優(yōu)勢,人人參與,合理分工,共同研討線上教學(xué)方法。組內(nèi)教師充分利用本校在線課程教學(xué)平臺“華水學(xué)堂”,主要采用直播+錄播混合式線上教學(xué)方法,借助多種線上課程平臺和大量網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,堅持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,力求授課方式多元化。

        1.課前用心準(zhǔn)備教學(xué)資料

        教師根據(jù)機械原理課程教學(xué)大綱要求,補充機械前沿內(nèi)容,自主制作上課課件,自主錄制并上傳課件視頻。尤其在課件和視頻中,要根據(jù)線上教學(xué)要求,明確每課時教學(xué)的目的、內(nèi)容、重點、難點,給出學(xué)生學(xué)習(xí)方法的建議,等等。教師制作課件,將互聯(lián)網(wǎng)搜索和自行制作相結(jié)合,加入適合課程內(nèi)容的視頻、音頻、圖表和文字,將抽象知識形象化,加深學(xué)生理解。

        每次課前,利用學(xué)習(xí)通向?qū)W生推送相關(guān)學(xué)習(xí)資料,QQ群通知學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,帶著問題聽課,若未解決,則可課上或課后提出,還在QQ群或微信群內(nèi)討論也可私信教師,直到問題得以解決,還設(shè)置專題,讓學(xué)生課前自行查找和學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,以拓展知識面。例如,當(dāng)要講到安裝飛輪來調(diào)節(jié)機械周期性速度波動的內(nèi)容時,為了加深學(xué)生對飛輪儲能作用的理解,可讓學(xué)生查找關(guān)于飛輪在電力調(diào)峰、新能源發(fā)電的平滑輸出、飛輪電池等領(lǐng)域的應(yīng)用實例,分小組討論匯總,答疑課上交流。

        2.課上精心組織教學(xué)過程

        教師應(yīng)合理設(shè)計教學(xué)過程,重點突出、內(nèi)容緊湊。直播時,對重點和難點內(nèi)容在白板區(qū)書寫強調(diào),每隔15~20分鐘提問一次,讓學(xué)生利用釘釘平臺的連麥功能或直接在留言區(qū)回答;還事先輸入問題,利用學(xué)習(xí)通平臺上“投票”“搶答”“主題討論”“隨堂練習(xí)”等多項功能回答??傊?,通過多元化方式,既可提醒學(xué)生保持專注、檢驗學(xué)生對課堂知識點的掌握情況,又啟發(fā)學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

        3.課后細(xì)心查漏補缺

        課后,教師及時上傳多媒體課件,督促學(xué)生查看課程回放,完成課后作業(yè)。教師根據(jù)學(xué)生提交的答題情況給出相應(yīng)分?jǐn)?shù),從知識掌握、創(chuàng)新思維等角度合理評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,保證學(xué)生線上學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

        每周組織一次到兩次在微信群或QQ群內(nèi)集中答疑,每次一個小時,由教師主持,或?qū)W生提問大家討論,或教師提問,學(xué)生回答。根據(jù)學(xué)生參與情況,教師做好記錄,并合理加分,計入平時成績。通過對學(xué)生群內(nèi)討論的觀察,教師可明了學(xué)生對課堂知識的掌握情況,以便及時查漏補缺,對共性問題集中講解,對個別問題單獨輔導(dǎo);還可適當(dāng)延伸課堂,對下一步的教學(xué)工作具有重要的啟發(fā)意義。

        4.加強課程思政建設(shè)

        習(xí)近平總書記強調(diào),用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人,貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務(wù)。面對這場突如其來的疫情,本課程組教師在“新工科”背景下積極開展機械原理課程思政教學(xué)建設(shè),將思政教育引入課堂,為修習(xí)機械原理課程的本科生提供兼?zhèn)鋬r值觀塑造、專業(yè)知識傳授、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,真正落實習(xí)總書記講話精神,實現(xiàn)知識傳授和價值觀引領(lǐng)在課程教育中齊頭并進的發(fā)展。

        (1)機械原理課程思政教學(xué)建設(shè)具體內(nèi)容

        1)提升課程組教師道德水平,加強德育能力。

        2)組織課程組教師學(xué)習(xí)討論,結(jié)合機械原理課程特點,梳理教學(xué)環(huán)節(jié),深入挖掘課程思政內(nèi)涵。

        3)完善《機械原理教學(xué)大綱》,明確課程思政教學(xué)目標(biāo),細(xì)化課程思政教學(xué)任務(wù)。

        4)采用教師引導(dǎo)、學(xué)生討論、案例引入相結(jié)合的教學(xué)模式,將教學(xué)內(nèi)容和工程實例有機結(jié)合,達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的育人效果。

        5)課后總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗,逐步健全課程思政教學(xué)方法和手段。

        (2)機械原理課程思政教學(xué)建設(shè)具體實踐

        1)尋找適當(dāng)切入點,對學(xué)生進行價值觀引導(dǎo)

        在“連桿機構(gòu)及其設(shè)計”一章中,講到“鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件”。在確定四桿機構(gòu)有曲柄的條件時,首先要明確機構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副的條件。對這兩個條件學(xué)生易發(fā)生混淆,教師應(yīng)重點說明其區(qū)別和聯(lián)系。由此,教師可使用三分鐘左右的時間,給學(xué)生講述在實際工程設(shè)計中容不得半點馬虎大意,一個很小的疏忽,可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,甚至生命的代價。故在學(xué)習(xí)和今后的工作中,要始終堅持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng),認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。

        2)結(jié)合疫情期間感人事跡,加強學(xué)生愛國主義教育

        疫情期間,學(xué)生通過新聞報道甚至親身經(jīng)歷,看到醫(yī)護人員的無畏堅守、各條工作戰(zhàn)線上人員的無私奉獻(xiàn)、全國各族人民的團結(jié)一心。教師可課下給學(xué)生分組,利用各種資源制作五分鐘左右的PPT,各組選出一名學(xué)生利用釘釘直播,給全體同學(xué)宣講疫情期間的好人好事。宣講后,教師引導(dǎo)學(xué)生們思考,面對生死考驗,該如何理解責(zé)任擔(dān)當(dāng),如何分辨是非曲直,如何堅定立場、實事求是,突出愛國主義教育、生命教育、社會責(zé)任感教育,結(jié)合課程特點,配合學(xué)校思政課程,注意培養(yǎng)學(xué)生堅忍不拔的意志和迎難而上的奮斗精神,注意培養(yǎng)學(xué)生赤誠仁愛、胸懷天下的家國情懷,引導(dǎo)學(xué)生“扣好人生第一粒扣子”。

        5.加強在線教學(xué)的指導(dǎo)與監(jiān)控

        華北水利水電大學(xué)、機械學(xué)院以及機械原理課程組對線上教學(xué)工作高度重視,由各級領(lǐng)導(dǎo)、專家和同事組成的督導(dǎo)團,多次進入直播間,對機械原理在線教學(xué)進行必要的指導(dǎo)、督導(dǎo)與監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)問題并及時解決,有力促進了教師線上教學(xué)技能的快速提升,保障了線上教學(xué)的順利開展。

        五、線上教學(xué)效果的調(diào)查及分析

        線上教學(xué)8周后,課程組進行了一次教學(xué)效果調(diào)查,仍采用學(xué)習(xí)通發(fā)放問卷的形式。共發(fā)放77份問卷,收到75份有效答卷。部分問題結(jié)果如圖2所示。

        圖2 教學(xué)效果調(diào)查部分結(jié)果

        數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,85.3%的學(xué)生課前會通過教師制作的課件視頻、電子課本等方式預(yù)習(xí),94.7%的學(xué)生課后會復(fù)習(xí),大多通過觀看直播回放、電子課本以及教師制作的課件視頻來進行。81.3%的學(xué)生經(jīng)常參加或參加過同學(xué)之間的互助討論,也有18.7%的學(xué)生表示從未參加過。80%的學(xué)生會積極或比較積極的回答直播時老師提出的問題,但也有20%的學(xué)生表示很少回答或從不回答??偟膩碚f,對線上教學(xué)模式,37.3%的學(xué)生表示滿意,54.7%的學(xué)生一般滿意,8%的學(xué)生表示不滿意。

        通過線上教學(xué),教師提醒學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),有效引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí);通過提問、思考題、作業(yè)等,拓展課堂,豐富教學(xué)資源,加大課程信息量;學(xué)生可以突破時空限制,隨時隨地開展學(xué)習(xí),也能隨時與同學(xué)教師交流、討論和合作;學(xué)生可在課后反復(fù)觀看課程視頻,便于復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué),精準(zhǔn)解決課堂遺留疑難問題,這些都是傳統(tǒng)課堂不可比擬的優(yōu)勢。教師通過精心準(zhǔn)備、合理安排、靈活應(yīng)對、悉心指導(dǎo),使得學(xué)生在在線學(xué)習(xí)過程中,體會到豐富多樣學(xué)習(xí)方法、覆蓋面廣教學(xué)資源,在線協(xié)同學(xué)習(xí)、交流互動生動有趣,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)態(tài)度,由“被動學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)”,逐步適應(yīng)線上教學(xué),體現(xiàn)線上學(xué)習(xí)新穎獨特的魅力,充分展現(xiàn)教學(xué)中以學(xué)生為主體的地位,得到了大多數(shù)同學(xué)的認(rèn)可與好評。

        但也必須看到,僅僅通過線上教學(xué),教師無法通過學(xué)生的表情及現(xiàn)場反饋全面了解學(xué)生對課堂知識的掌握情況;網(wǎng)絡(luò)交流不如面對面直接交流效率高;缺乏教師現(xiàn)場督促,學(xué)生狀態(tài)過于松弛,不能完全集中精力投入課堂;有些學(xué)生過于依賴直播回放功能,使得課堂的學(xué)習(xí)效率下降。

        疫情結(jié)束后,應(yīng)繼續(xù)大力發(fā)展線上線下混合式的教學(xué)方法,課堂上以講授基本理論為主,適當(dāng)設(shè)計“啟發(fā)式”的討論活動,著重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力;線上通過思考題、作業(yè)加深學(xué)生對課程理論的理解,擴展知識面,有效延伸課堂教學(xué)。在整個教學(xué)過程中,應(yīng)將線上、線下高效的教學(xué)方法有機結(jié)合,綜合運用多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),精心組織,認(rèn)真落實,取得機械原理課程最佳的教學(xué)效果。

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