丁潔瑾，陳進熹

（1.浙江同濟科技職業(yè)學院，浙江 杭州 311231；2.杭州職業(yè)技術學院，浙江 杭州 310018）

2020年初，新型冠狀病毒肺炎疫情致使各高校延期開學，浙江省教育廳提出了“停課不停學”的要求[1]。機械設計基礎課程是高職高專機械類專業(yè)的一門專業(yè)能力基礎必修課程[2]。本課題團隊對該課程進行教學改革，提出“雙軌雙線”教學模式，即“課程+項目”、“線上+線下”的理實一體化教學[3]。采用本模式教學，緊緊圍繞疫情影響下“空中課堂”的特殊性，了解學生的實際需求，加強師生之間的互動交流，努力克服線上“隔空”教學存在的問題。本課題團隊依托“職教云”作為在線學習載體，通過“騰訊課堂直播”在線討論，發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的在線教學優(yōu)勢；利用“理虛實”一體化教學，改進了“雙軌雙線”教學模式并將其稱之為“雙軌雙線”2.0版本，以適應疫情影響下的教學需求。但是由于疫情期間學生只能在家學習，導致學生無法同步進行項目實踐，所以本教學模式暫時還無法完全滿足疫情期間的教學要求。

1 教學設計優(yōu)化

1.1 “項目化”教學，培養(yǎng)創(chuàng)新設計思維

機械設計基礎是一門實踐性非常強的具體研究機器或機構(gòu)的原理、特性、設計計算的技術基礎課程，主要培養(yǎng)學生分析工作原理、選用合理結(jié)構(gòu)并進行計算分析的能力[4]。讓學生掌握常用機構(gòu)的運動原理和結(jié)構(gòu)特性是教學重點，選用和計算分析機構(gòu)和零件是教學難點。

“雙軌雙線”教學模式是根據(jù)行業(yè)發(fā)展需求、“新工科”建設要求、專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學標準、學情分析來設定教學目標的，如圖1所示。采用本模式教學，是基于課程特色及學情特點，根據(jù)職業(yè)崗位能力要求，重組課程教學模塊，開展“項目化”任務驅(qū)動“進階式”教學。將教學分為三個項目，即基礎運動機構(gòu)設計、綜合運動機構(gòu)設計及創(chuàng)新應用機構(gòu)設計，如圖2所示?；A運動機構(gòu)設計部分采用線上教學，綜合運動機構(gòu)設計以學生實際動手設計制作為內(nèi)容，具體內(nèi)容參考2019～2020學年第2學期大學生工程訓練綜合能力競賽-智能制造工程背景中的物流小車項目[5]。經(jīng)過一個學期的學習，通過完成智能物流小車的設計、制作與調(diào)試，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新設計思維，使學生獲得了所需的職業(yè)能力。

1.2 “網(wǎng)絡化”學習，拓展能力形成的空間

“雙軌雙線”教學模式是以疫情期間線上教學改革成果為基礎，融合線下實踐教學資源優(yōu)勢，利用“大數(shù)據(jù)”在線課程平臺，把課堂教學拓展至課前、課中和課后三個階段[6]，如圖3所示。實施線上理論教學時，學生有充足的時間思考和理解理論知識，同時在虛擬仿真平臺、案例教學視頻、專業(yè)教學資源庫等數(shù)字化資源幫助下，學生的理論學習效果比傳統(tǒng)課堂授課大大提升[7]；實施線下實踐教學時，在學生已充分掌握理論知識的情況下，項目實踐效率明顯提升?！熬€上理論教學”和“線下實踐教學”相結(jié)合，優(yōu)化教學過程，構(gòu)建“線上+線下”混合式教學模式[8]，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學，滿足教學過程從一維向多維轉(zhuǎn)化，拓展能力形成的空間。

2 教學方法改進

2.1 成果興趣導向“做中學”

為了更好地開展教與學，在課程開課前開展問卷調(diào)研，了解學生學習習慣、基礎認知及興趣方向，根據(jù)學生關注熱點定制項目。在課程內(nèi)容中融入學生感興趣的“新技術、新工藝、新規(guī)范”，增加服務機器人、移動機器人、共融機器人等最新技術，用行業(yè)最新的工藝和設計規(guī)范來指導學生開展項目設計，始終保持課程內(nèi)容更新與行業(yè)發(fā)展同步。

教師通過運用不同形式的“做中學”方法開展豐富的課堂活動，如圖4所示。教師引導學生自主運用所學理論基礎嘗試性地解決問題，以此來提升學生的技能。讓學生圍繞具體項目任務進行實踐，以達到“用中學，實中思”的目的。例如，利用動態(tài)數(shù)學軟件Geogebra構(gòu)建平面機構(gòu)模型，將書本上的知識通過移動終端立體化，通過案例拓展啟發(fā)學生學以致用；利用三維建模軟件將機械結(jié)構(gòu)虛擬仿真，動態(tài)分析結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動軌跡；通過實物制作來檢驗設計方案的合理性和可行性，進一步改進和完善設計方案。

2.2 信息技術融滲“理虛實”

利用信息技術教學，樹立以學生為中心的教學理念，構(gòu)建符合本課程特點和實際情況的“方案構(gòu)思—仿真建模—裝配實踐—優(yōu)化設計”的“理虛實”一體化教學模式。該教學模式是以常用機構(gòu)和通用零件原理特性、設計方法為“理”，以動態(tài)幾何數(shù)學軟件、三維虛擬仿真軟件及虛擬仿真實驗教學平臺為“虛”[9]，以智能機器人實訓室實踐項目為“實”，如圖5所示。學生通過“虛實”結(jié)合，運用“職教云”移動學習端，在實踐中思原理，實現(xiàn)理論提升、虛擬仿真與實踐操作的有機融合。教師在課程教學過程中不僅要注重學生聆聽、記憶、理解、思辨能力的訓練，更加要注重學生動手觀測、模仿、設計和制作能力的培養(yǎng)[10]，從而切實解決職業(yè)崗位能力培養(yǎng)過程中學生存在的“理論要點靠死記、實際案例難聯(lián)系”的痛點問題，有效提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

3 教學實踐成效

3.1 德技并修，激發(fā)學生主動學習熱情

在課程教學中，通過服務機器人播放國內(nèi)外疫情和體現(xiàn)中國國力強盛的機械裝備等視頻資源，讓學生開展思想辯證討論，以達到德育滲透和職業(yè)道德滲透的目的，培育學生的社會主義核心價值觀。通過視頻播放當今中國的國之重器，把思政教育生動形象地融入課堂，培養(yǎng)學生的愛國情懷、民族自豪感和主人翁意識，引導學生關注了解國家裝備制造特別是智能制造的有關政策，使學生樹立為實現(xiàn)中國夢而刻苦學習的理想信念。在分析機械零部件設計的關鍵點時，引入各種工程事故案例，重點展示事故后觸目驚心的現(xiàn)場圖片，給學生以警示，以培養(yǎng)學生的職業(yè)操守和責任意識，讓學生明白細節(jié)決定成敗[11]。在課程實踐中融入培養(yǎng)學生工匠精神的任務內(nèi)容[12]，通過任務驅(qū)動培養(yǎng)學生探究精神。在任務考核中，不僅要考察任務是否完成，還要考察任務完成的質(zhì)量，以引導學生樹立探索創(chuàng)新、精益求精、價值追求、耐心專注的“工匠精神”，如圖6所示。

通過具體實踐設計任務，增強學習外推力，激發(fā)學生的主觀能動性。在智能物流小車設計的子任務中，規(guī)定了設計基本參數(shù)和設計要求，讓學生產(chǎn)生完成任務的壓力并將壓力轉(zhuǎn)化為學生個人及團隊的有效驅(qū)動力。在發(fā)揮主觀能動性的前提下，學生通過查閱相關標準、手冊和規(guī)范來完成項目設計。具備扎實的理論基礎是完成項目任務的必要前提，這就倒逼學生在在線學習階段要掌握堅實的理論基礎。隨著課程的不斷推進，據(jù)“職教云”大數(shù)據(jù)給出的分析發(fā)現(xiàn)，學生的學習參與度、積極性和主動性有明顯的提升，學習效果和教學質(zhì)量明顯提高，如圖7所示。

3.2 構(gòu)建“學測練賽”模式，提升綜合職業(yè)技能水平

把競賽納入到教學活動中，構(gòu)建“理論學習、知識測驗、技能訓練及競賽評比”四環(huán)節(jié)漸進式循環(huán)模式，如圖8所示。以實施大學生競賽項目為抓手，組建機器人課程項目平臺，選拔協(xié)同創(chuàng)新團隊[13]；以特色課程體系建設為依托，實現(xiàn)系統(tǒng)理論學習和機器人技術項目實踐的教學目標；以機器人應用創(chuàng)新發(fā)展為方向，培養(yǎng)智能制造和機器人方向的創(chuàng)新型綜合技能人才。

學生參賽的目的是激勵、交流、展示與進步。讓學生通過參加競賽評比，提升自己的專業(yè)技能及團隊協(xié)作能力、反思自身學習的不足、不斷改進學習方法、加強薄弱技能的訓練、提升核心競爭能力，從而達到“以賽促學”的效果[14]。

3.3 創(chuàng)新立體評價體系，培養(yǎng)學生合作競爭意識

構(gòu)建“三階段、三評價、三模塊、三指標”的立體化評分體系，如圖9所示。教師要求學生根據(jù)任務填寫分工情況，將職業(yè)素養(yǎng)和安全操作規(guī)范作為評價指標納入對學生的能力考核之中，將職業(yè)素養(yǎng)教育和規(guī)范操作教育融入到專業(yè)課程。每次課程結(jié)束后，小組長統(tǒng)計任務成績。教師在學習平臺上公布各小組分數(shù)對比柱狀圖，學生可通過柱狀圖了解自己所在小組在整個班級的排名情況。通過成績評價反饋系統(tǒng)，在組與組之間營造“比學趕超”的良性競爭氛圍，樹立學生的競爭意識，培養(yǎng)學生爭先創(chuàng)優(yōu)的思想。另外，采用競賽方式實施小組項目綜合成果評價，加速提高學生動手實踐能力，促進學科交叉知識的應用遷移，為學生今后從事產(chǎn)品設計相關崗位工作奠定了堅實的基礎。

4 結(jié)語

“雙軌雙線”2.0教學模式改進了“課程+項目”、理論與實踐同步的教學模式，將理論教學前置，項目實踐后置，適用于應對疫情等突發(fā)狀況下的教學。疫情影響下的教學目前還處于摸索實踐階段，不同的專業(yè)、不同的課程有所差異。本課題組以機械設計基礎課程為例，將在線直播和線上交互結(jié)合起來，開展線上授課、線下項目實踐鍛煉，積極探索疫情影響下的教育教學工作，使學生獲得良好的學習體驗。為本課程設計的項目化教學案例、“學測練賽”教學模式以及立體評價體系可為其他課程教學提供一定的參考與借鑒。本課題組將通過不斷實踐探索，進一步優(yōu)化設計出更好的教學實施方案。