郝敬賓，劉新華，楊海峰，劉昊，田憲華

（中國礦業(yè)大學 機電工程學院，江蘇 徐州）

一 引言

《機械制造工程學》是機械類專業(yè)的專業(yè)主干課程，該課程以機械制造工藝為主線，講授零件機械加工過程中所涉及的原理、方法、裝備、工藝等基本知識，培養(yǎng)學生分析和解決機械制造過程中實際工程問題的能力。我校在2018年機械工程專業(yè)國際工程教育認證的過程中，對該課程的教學質(zhì)量標準進行了重新修訂，減少了課堂教學學時（從40學時壓縮到32學時），加大了實驗教學學時（從8學時增加到了16學時），著重于培養(yǎng)學生加工工藝分析、工裝夾具設計、機器裝配調(diào)試等方面的工程實踐能力。在這一背景下，傳統(tǒng)課堂教學所面臨的問題就更加突出，主要體現(xiàn)在：1、課堂學時壓縮和教學內(nèi)容增多之間的矛盾；2、知識體系構建和興趣愛好培養(yǎng)之間的矛盾；3、理論知識學習和實踐能力培養(yǎng)之間的矛盾；4、教師單一講授與師生交流互動之間的矛盾。

基于目標導向的混合式教學是遵循OBE（Outcome based education，OBE）教育理念，以學生為本，采用逆向思維的方式進行課程體系設計，充分利用線上教學平臺和課堂互動工具，引導學生進行課前線上自主學習，課堂教學知識內(nèi)化，課后鞏固拓展學習，有效完成課程既定的教學目標[1-3]。在傳統(tǒng)課堂教學的基礎上加入線上自學環(huán)節(jié)，一方面，讓學生充分利用課余的零散時間進行知識點的預習和鞏固；另一方面，通過線上學情分析，適時調(diào)整課堂教學設計，更有針對性地進行教學知識內(nèi)化。采用線上線下混合式教學，可以提升學生的學習興趣和過程參與度，滿足學生對課程學習的不同需求，引導學生進行深入探索與拓展學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

二 《機械制造工程學》的課程教學目標

《機械制造工程學》的課程總目標是：通過該課程的學習，使學生掌握機械制造技術的基礎知識、基本理論和基本方法，了解機械制造領域的先進技術和發(fā)展趨勢，具備分析切削加工機理和切削加工過程現(xiàn)象的能力、設計零件工藝路線和選擇機床及工裝夾具的能力、機械加工質(zhì)量分析與質(zhì)量控制的能力，達到所學專業(yè)對畢業(yè)生知識結(jié)構要求和解決機械制造工程中實際問題基本能力要求的培養(yǎng)目標。遵循價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授“三位一體”的教學理念[4]，將課程教學目標進一步分解為知識目標、能力目標和價值目標。

（一）知識目標

掌握金屬切削加工過程的基本原理和基本規(guī)律；掌握金屬切削加工機床、刀具、夾具的基礎知識和基本理論；掌握機械加工質(zhì)量控制、工藝規(guī)程、機器裝配的基本方法；了解機械制造領域的先進技術和發(fā)展趨勢。

（二）能力目標

具備分析切削加工機理和切削加工過程現(xiàn)象的能力；能夠利用金屬切削加工的基本規(guī)律和工件表面的加工質(zhì)量要求，合理選擇切削條件、加工方法以及所需機床與刀具；能夠根據(jù)工件的定位原理，合理選擇定位方式和定位元件以及夾緊裝置；能夠綜合運用所學知識，對中等復雜程度的零件進行機械加工工藝規(guī)程的制訂。

（三）價值目標

培養(yǎng)學生國家意識、全球視野、自強不息的愛國精神；精益求精、勇于創(chuàng)新、高效務實的工匠精神；實事求是的科學素養(yǎng)；與人為善、互相尊重的團隊意識。

三 基于目標導向的混合式教學設計

以知識、能力和價值目標為導向，將每個章節(jié)的教學內(nèi)容進行目標分類，明確學習任務目標，借助線上教學資源和課堂互動工具，將線下課堂教學與線上平臺教學相結(jié)合，將教師課堂講授與學生在線互動相結(jié)合，以學生的學習成效為中心，進行混合式教學設計。

（一）以學生為中心的教學設計理念

以學生為中心的教學設計是以學生學習為主、教師講授為輔；將機械式、灌輸式的教師單向講授轉(zhuǎn)變?yōu)榛邮健⑻骄渴降膶W生主動學習；以學習任務為明線，知識與技能、素質(zhì)培養(yǎng)為暗線，在知識傳授中做到能力培養(yǎng)和價值塑造。

根據(jù)課程的教學內(nèi)容、學生的知識儲備和現(xiàn)有的教學環(huán)境，合理劃分線上平臺教學與線下課堂教學的知識點，構建線上自學與線下講授有機結(jié)合的知識體系。將基礎性的知識點放在線上教學平臺，學生自主安排時間完成課前預習；而將重點難點放在線下課堂教學，利用教學交互工具提升學生的過程參與度，采用啟發(fā)式、研討式或案例式教學，使學生完成知識內(nèi)化；最后將復習鞏固和拓展資料放在線上教學平臺，滿足學生對課程學習的不同需求。

（二）搭建完整的課程線上教學平臺

目前中國大學MOOC慕課、愛課程網(wǎng)以及國內(nèi)外高校的在線開放課程平臺，都有非常多的優(yōu)秀線上教學資源，可以合理選擇部分優(yōu)質(zhì)的教學視頻，在課前推送給學生進行預習。同時針對學生在課堂上重點難點的掌握情況，推送一些課后復習資料，幫助學生進行重難點的知識鞏固。

本課程組在校級網(wǎng)絡在線課程建設項目的支持下，錄制完成了46個課程微視頻和6個實驗微視頻，覆蓋全部章節(jié)的知識點，在學校在線開放課程平臺上搭建了該課程的SPOC課程。授課老師使用學習通APP可以將課前預習視頻和課后復習作業(yè)推送給選課的學生，并通過后臺可以實時了解學生們的線上學習情況。

（三）基于雨課堂的課堂互動式教學設計

使用雨課堂插件后，可以在PPT里插入答題、簽到、點名、互動等環(huán)節(jié)，原本單向輸出的電子幻燈片變成了可以互動交流的學習工具。雨課堂的使用非常簡單，老師只需要根據(jù)課堂教學的內(nèi)容設計和授課編排，在原本的PPT里實時插入答題頁面、簽到頁面、互動頁面等即可，授課時只要到達相應頁面，即可進行相應的互動教學。

雨課堂通過后臺建課和學生信息導入，在課堂教學過程中，學生互動學習的記錄都會被記錄下來，并進行課后總結(jié)分析，形成學期分析報告推送給授課老師。通過移動終端來加強與學生之間的課前、課上和課后的交流互動，及時掌握學生的到課情況和學習效果，有效提高該課程的教學效果。

四 線上線下混合式教學的實施過程

（一）明確學習任務目標，完成教學活動設計

首先按照課程的教學計劃，合理安排線上學時和線下學時。然后將每個課次的教學目標拆分為知識目標、能力目標和價值目標，以此來進行混合式教學的內(nèi)容編選和環(huán)節(jié)設計。以第五章“機械加工精度”的第一課次“零件加工精度與誤差”為例，本課次的知識目標是掌握加工精度與誤差的概念、了解零件精度對使用性能的影響；能力目標是能夠根據(jù)加工精度要求合理選擇加工方法，具備分析圖紙中精度標注問題的能力；價值目標是培養(yǎng)學生愛國情懷、團隊意識和工匠精神。

（二）推送線上微課程，學生課前自主學習

利用學習通給學生布置課前預習視頻，學生在平臺上進行在線學習、在線測驗和課前實踐練習；通過微信公眾平臺和學生進行線上互動，跟蹤學習進度、收集學生問題，并以此來調(diào)整課堂教學的編排。本課次在課前布置兩個微視頻課程（5.1 加工精度及其獲得方法、5.2 工藝系統(tǒng)的幾何誤差），讓學生提前在線學習完成，并設置在線討論題目：加工精度與加工誤差是一回事嗎？以此了解學生對課前預習知識的掌握情況。

（三）利用課堂互動工具，實現(xiàn)教學知識內(nèi)化

利用智慧教室和雨課堂進行線下互動式教學，通過答題測驗、小組討論、拓展訓練、實踐操作讓學生將所學的知識內(nèi)化，轉(zhuǎn)變成技能和能力。本課次首先將學生事先分組落座，一起觀看國產(chǎn)和進口軸承旋轉(zhuǎn)性能對比的視頻；然后進行分組討論，什么原因造成產(chǎn)品質(zhì)量差異，請1-2個組的代表進行發(fā)言；隨之引入精度與誤差的概念與區(qū)別，拿出幾份圖紙，讓學生從中找出精度標注的地方，并解釋其含義；通過工程案例分析，講解如何根據(jù)零件特點和精度合理選擇加工方法；最后拿出往屆本科畢業(yè)設計的圖紙，讓學生分組討論，指出圖紙中精度設計不合理或標注不規(guī)范的地方，并提出修改意見。通過這樣“提問－討論－講授－測試”的方式螺旋式推進教學進程，逐步強化學生對所學知識的內(nèi)化程度。

（四）采用過程考核評價，做好學情分析反饋

在整個混合式教學的實施過程中，通過小組討論、隨堂測試、線上測評、線下作業(yè)與實驗等手段對學習情況進行過程考核評價，課后通過雨課堂的學情報告分析學生的學習情況，進行教學反思，提出下一步改進方案。本課次講授存在的問題主要有：（1）講述的知識實踐性較強，學生通過課堂學習很難完全理解和掌握，需要通過實驗教學來鞏固這部分知識。在講到機床主軸回轉(zhuǎn)誤差和導軌誤差時，需要回顧下機床的結(jié)構設計和傳動原理。（2）工藝系統(tǒng)受力變形的情況比較復雜，在講解過程中需要進行一些實例分析和計算驗證。

五 結(jié)語

本課程目前已經(jīng)進行了三年的線上線下混合式教學實踐，學生普遍反映較好，線上自學的完成率很高，課堂互動明顯增強。以知識、能力和價值目標為導向，合理使用線上教學資源和課堂互動工具，進行混合式教學設計、內(nèi)容編選和平臺建設，并在課堂講授、工藝實驗、網(wǎng)絡自學等環(huán)節(jié)上進行相應的改革，確實為提高本課程的教學效果做出了有益的探索和實踐。通過教學反思和持續(xù)改進，不斷提升混合式教學的效果，并授課過程中潛移默化地融入課程思政要素，激發(fā)學生的擔當意識和愛國情懷，樹立學生正確的人生觀和價值觀。