李亞敏 劉洪軍 楊貴榮
[摘 要]為了保證新冠疫情期間鑄造工藝學(xué)課程在線教學(xué)的效果,結(jié)合新工科建設(shè)的要求,課程組以 “QQ群課堂 + 超星學(xué)習(xí)通”為教學(xué)平臺(tái),采用以學(xué)生為中心的教學(xué)理念進(jìn)行了課程設(shè)計(jì),重組了課程內(nèi)容,改革了考核方式,構(gòu)建了在線教學(xué)的新模式,并對(duì)在線教學(xué)的組織與實(shí)施進(jìn)行了思考。文章可為工科實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課程的在線教學(xué)提供參考。
[關(guān)鍵詞]鑄造工藝學(xué);在線教學(xué);新工科
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2021)10-0047-03
受新冠疫情的影響,各地高校延期開學(xué)。按教育部 “停課不停教,停課不停學(xué)”的要求[1-2],蘭州理工大學(xué)在疫情防控期間實(shí)施在線教學(xué)。
鑄造工藝學(xué)是材料成型與控制工程專業(yè)鑄造方向和卓越工程師班的主要專業(yè)課之一,是為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代鑄造技術(shù)人才的需要而開設(shè)的課程。該課程的任務(wù)是通過講授鑄造工藝的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),使學(xué)生了解和掌握鑄型材料、鑄造工藝設(shè)計(jì)原理和方法、鑄型工藝裝備設(shè)計(jì),最終經(jīng)過課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析和解決鑄造工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。從該課程的性質(zhì)和任務(wù)不難看出,這是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課。為適應(yīng)新工科建設(shè)的要求,對(duì)于鑄造這種傳統(tǒng)工科專業(yè)來說,需要對(duì)課程體系、培養(yǎng)模式、教學(xué)方法等進(jìn)行全方位的改革。專業(yè)課教師在教學(xué)過程中,除了傳授基本理論和基本知識(shí)之外,還應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),并在教學(xué)過程中注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們?cè)诰€下教學(xué)時(shí)采用的是項(xiàng)目制教學(xué),而線上教學(xué)的模式對(duì)于這類實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課來說非常具有挑戰(zhàn)性,因此需要重新對(duì)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)。
一、基礎(chǔ)問題
為了保證線上教學(xué)的質(zhì)量,經(jīng)過認(rèn)真思考,我們認(rèn)為線上教學(xué)首先要解決以下三個(gè)基礎(chǔ)問題。
第一,高等教育的本質(zhì)是什么?如何在線上教學(xué)中體現(xiàn)?
高等教育的本質(zhì)應(yīng)該以“學(xué)生”為中心,積極探求如何提高學(xué)生的素質(zhì)與能力[3]。高等教育的目的是把學(xué)生培養(yǎng)成為社會(huì)和未來發(fā)展所需要的人[4]。高等教育在培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)與就業(yè)技能的同時(shí),也要注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和邏輯思維[5]。因此,在進(jìn)行線上教學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先做到以學(xué)生為中心,在教授基本知識(shí)的同時(shí)要注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)應(yīng)從學(xué)生的視角出發(fā),盡量多地采用思維導(dǎo)圖的形式引導(dǎo)學(xué)生形成自己的邏輯思維。
第二,教什么?線上教學(xué)如何體現(xiàn)新工科的理念?
新工科的育人理念是培養(yǎng)學(xué)生成為能夠服務(wù)企業(yè)和行業(yè),并推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的創(chuàng)新型的工程科技人才[6]。新工科培養(yǎng)的學(xué)生不僅要能運(yùn)用所掌握的知識(shí)去解決現(xiàn)有的問題,也要有能力學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù),去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題,對(duì)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到引領(lǐng)作用,同時(shí)懂得經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理,兼具良好的人文素養(yǎng)[7]。新工科注重對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐技能的培養(yǎng),重點(diǎn)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和工程設(shè)計(jì)能力。鑄造工藝學(xué)是一門實(shí)踐性要求很強(qiáng)的專業(yè)課,那么線上教學(xué)如何才能彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)的缺失并實(shí)現(xiàn)新工科對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求?線上教學(xué)和線下教學(xué)最大的不同之處在于教師和學(xué)生處于不同的空間,教學(xué)內(nèi)容如何設(shè)計(jì)才能吸引學(xué)生?要回答好這些問題都需要對(duì)線下教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu),并對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改革。
第三,在哪教?如何教?
在哪教的問題涉及線上教學(xué)平臺(tái)的選擇。依據(jù)簡單高效的原則,首選 “超星學(xué)習(xí)通”作為課程平臺(tái),同時(shí)為了保證直播教學(xué)效果,我們又嘗試了“QQ群課堂”,最終采用了“超星學(xué)習(xí)通+QQ群課堂”組合的教學(xué)平臺(tái)。
教學(xué)是一門“藝術(shù)”。線下教學(xué)時(shí),教師可以發(fā)揮自身魅力,通過表情、聲音、手勢等將教學(xué)內(nèi)容傳遞給學(xué)生,但線上教學(xué)很難做到師生實(shí)時(shí)互動(dòng),這會(huì)使教學(xué)效果大打折扣。因此,線上教學(xué)需要對(duì)教學(xué)形式進(jìn)行改革。首先要在“超星泛雅平臺(tái)”上建立課程體系,通過設(shè)置任務(wù)點(diǎn)讓學(xué)生自主預(yù)習(xí),課內(nèi)在線實(shí)時(shí)互動(dòng)則采用“QQ群課堂+超星學(xué)習(xí)通”組合的模式,實(shí)現(xiàn)在線授課、交流、測試、教學(xué)效果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。
二、課程設(shè)計(jì)與實(shí)施
理清三個(gè)線上教學(xué)的基礎(chǔ)問題后,我們對(duì)課程進(jìn)行了大刀闊斧的改革。
第一,以學(xué)生為中心進(jìn)行課程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)思路如圖1 所示。為了保證教學(xué)效果,我們以學(xué)生的身份學(xué)習(xí)了西交大、哈工大、北科大等兄弟院校在網(wǎng)上開設(shè)的有關(guān)材料方面的精品課程,從中吸取了很多好的經(jīng)驗(yàn)和方法,并且切身體會(huì)了學(xué)生線上學(xué)習(xí)時(shí)的感受,發(fā)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)缺乏學(xué)習(xí)氛圍、注意力很難集中是影響線上教學(xué)效果的最大因素。為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣,方便學(xué)生預(yù)習(xí),課程組在超星學(xué)習(xí)通上進(jìn)行了課程建設(shè)。如何做到以學(xué)生為中心,我們采取了如下措施:為了保證授課質(zhì)量,我們?cè)谡n程內(nèi)容設(shè)置時(shí)進(jìn)一步簡化了教案,加入了一些能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的案例,并以問題為導(dǎo)向重組了授課內(nèi)容,盡可能做到邏輯清晰,重點(diǎn)難點(diǎn)突出;每個(gè)問題的講授時(shí)間小于10分鐘為宜;為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,我們采用引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)方式,增加教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)并提高學(xué)生的參與度,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在授課過程中增加了一些激勵(lì)措施,比如積極參與課堂討論、回答問題等可以獎(jiǎng)勵(lì)適當(dāng)?shù)钠綍r(shí)成績;同時(shí)新型冠狀病毒肺炎疫情對(duì)所有人的心理都造成了或多或少的沖擊,在授課間隙可以抽出一點(diǎn)時(shí)間和學(xué)生聊聊家常,緩解學(xué)生的緊張情緒;課前調(diào)查學(xué)生線上上課有無困難,引導(dǎo)學(xué)生正視疫情對(duì)生活的沖擊,看看父母如何挑起生活的重?fù)?dān),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的未來進(jìn)行規(guī)劃等,拉近和學(xué)生的心理距離。
第二,在網(wǎng)上搜集了大量與鑄造工藝相關(guān)的視頻,彌補(bǔ)線上教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的困難。例如將熱門的3D打印技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用、寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的鑄造、消失模鑄造等視頻鏈接在學(xué)習(xí)通上,讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,這既開闊了學(xué)生的視野,又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生參加全國大學(xué)生鑄造工藝大賽,讓學(xué)生在鑄造工藝學(xué)課程理論學(xué)習(xí)的同時(shí)對(duì)工廠中實(shí)際生產(chǎn)的鑄件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),做到邊學(xué)邊用。這既加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力。學(xué)生在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)要綜合運(yùn)用鑄造工藝學(xué)、鑄造合金及其熔煉、鑄件凝固原理等課程中的相關(guān)知識(shí),既要注重作品工藝、結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新性,又要注重安全、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性。這些措施都有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
第三,設(shè)計(jì)綜合性訓(xùn)練作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。例如學(xué)習(xí)完造型材料后布置大作業(yè):有兩個(gè)廠都需要制造汽車進(jìn)氣歧管砂芯,一個(gè)要做單件小批生產(chǎn),一個(gè)要做大批生產(chǎn)。共同要求砂芯尺寸精確,鑄件光潔。請(qǐng)分別為兩廠選定造芯材料及造芯工藝,寫出可行性報(bào)告(國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)向、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性)。這種類型的作業(yè)注重對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、查閱文獻(xiàn)、歸納總結(jié),最終做到學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)每個(gè)作業(yè)時(shí),始終以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo),避免名詞解釋、簡單問答等傳統(tǒng)類型的作業(yè)。
第四,采用多樣化的線上教學(xué)形式。充分利用QQ群課堂直播與學(xué)習(xí)通中的小工具,在直播不掉線的情況下,不定時(shí)在學(xué)習(xí)通上發(fā)起簽到、討論、小測驗(yàn)、搶答等活動(dòng),以與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng),吸引學(xué)生的注意力,同時(shí)也可以防止學(xué)生“刷課”的行為。其中的搶答環(huán)節(jié)還可以鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力。
第五,改革考核方式(如圖2所示)。注重培養(yǎng)過程,加大形成性考核,提高平時(shí)成績的比重。本課程的考試形式為閉卷考試,線下教學(xué)時(shí),考試成績占到了60%,采用線上教學(xué)后,課程組將考試成績調(diào)整為40%,這樣既可以督促學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí),提高線上教學(xué)的學(xué)習(xí)效果,又可以避免學(xué)生靠考前“臨時(shí)突擊”考過的現(xiàn)象,真正讓學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)的過程中就掌握枯燥的專業(yè)知識(shí)。同時(shí),要求學(xué)生在聽課時(shí)做筆記,將筆記質(zhì)量納入平時(shí)成績中,這樣做既可以解決學(xué)生注意力不集中、“刷課”的行為,又可以控制線上教學(xué)的節(jié)奏,避免線上授課講得過快、內(nèi)容過多的弊端,讓學(xué)生及時(shí)總結(jié),消化、吸收當(dāng)天的課堂知識(shí)。高質(zhì)量的筆記可以鍛煉學(xué)生歸納總結(jié)的能力。
第六,加強(qiáng)在線評(píng)價(jià)與反饋,強(qiáng)化在線督學(xué)。充分發(fā)揮超星學(xué)習(xí)通學(xué)情分析的強(qiáng)大功能,及時(shí)評(píng)價(jià)線上教學(xué)的效果并改進(jìn),對(duì)于上課不太積極的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)預(yù)警。在超星學(xué)習(xí)通課程建設(shè)時(shí),可以充分利用“統(tǒng)計(jì)”模塊中的各種功能,其中的“成績管理”模塊可以對(duì)各部分平時(shí)成績所占比重進(jìn)行設(shè)置,教師可以實(shí)時(shí)分析教學(xué)效果并及時(shí)改進(jìn)。對(duì)于平時(shí)成績較差的學(xué)生,可以利用“教學(xué)預(yù)警”模塊發(fā)布警示,實(shí)現(xiàn)在線督學(xué)。
第七,營造上課氛圍,采用多種方式進(jìn)行師生互動(dòng)。嚴(yán)格按照蘭州理工大學(xué)2020年春季學(xué)期課程任務(wù)安排,授課教師盡量按時(shí)到辦公室或教室進(jìn)行直播教學(xué)。教師在上課時(shí)出鏡,讓學(xué)生切實(shí)感受到面對(duì)面教學(xué)的氛圍;同時(shí)采用啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)方式,教師在講授知識(shí)的時(shí)候多提問題,以加強(qiáng)師生間的溝通與互動(dòng)。學(xué)生有問題可以申請(qǐng)排麥或打字提問,教師應(yīng)及時(shí)做出反饋;教師要不定時(shí)發(fā)起搶答、選人等活動(dòng),并在學(xué)生自愿的前提下安排他們出鏡。由于引導(dǎo)性問題較多,為了保證教學(xué)進(jìn)度,絕大多數(shù)提問在QQ群課堂直播時(shí)讓學(xué)生做二選一回答,例如講完鑄鋼件冒口設(shè)計(jì)后,針對(duì)某一特定鑄鋼件讓學(xué)生按步驟進(jìn)行冒口設(shè)計(jì),要求有設(shè)計(jì)思路的學(xué)生在鍵盤上打“1”,沒有設(shè)計(jì)思路的學(xué)生在鍵盤上打“2”,教師可以實(shí)時(shí)掌控學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度。
第八,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,增加課堂討論環(huán)節(jié)。充分利用超星學(xué)習(xí)通討論模塊的功能,教師可以在課前提前布置討論話題,學(xué)生通過上課、查閱資料獲得相應(yīng)的知識(shí)和信息,然后就某一問題展開有意義的討論,這樣可以引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)思考的習(xí)慣。其中一部分優(yōu)秀的學(xué)生還會(huì)自己發(fā)起討論話題。這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)還可以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力和批判性思維。課堂討論實(shí)施結(jié)果表明,有些學(xué)生的見解還是有一定深度的。
第九,既授之以魚,又授之以漁。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)使筆者深刻體會(huì)到授課是一門藝術(shù)。教師講課一般分三個(gè)層次,第一層次的教師“講書”,第二層次的教師“講課”,第三層次的教師“教書育人”。教師在教書育人的過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的塑造,其中便包括知識(shí)的傳授與經(jīng)驗(yàn)、方法的傳授。線上教學(xué)要想達(dá)到第三層次的教學(xué)是有一定困難的,我們目前能做到的是在傳授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)也傳授一些思維方法。例如在講鑄型與金屬液之間的界面反應(yīng)會(huì)造成一些鑄件缺陷時(shí),我們首先會(huì)給出實(shí)際鑄件缺陷的例子(提出問題),然后引導(dǎo)學(xué)生提出哪些因素會(huì)導(dǎo)致這種鑄件缺陷(分析問題),能不能把鑄造缺陷問題歸納為化學(xué)問題、物理問題和數(shù)學(xué)問題(提升到缺陷產(chǎn)生的機(jī)理層面),最后引導(dǎo)學(xué)生提出預(yù)防缺陷的措施(解決問題)。經(jīng)過幾次這樣的反復(fù)訓(xùn)練,可以實(shí)現(xiàn)在授課過程中培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力,最終實(shí)現(xiàn)新工科以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,達(dá)到對(duì)工科學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的鍛煉。
第十,教會(huì)學(xué)生建立自己的專業(yè)知識(shí)體系,及時(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)。在授課過程中與學(xué)生交流時(shí)發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生到畢業(yè)時(shí)都沒有建立起自己的專業(yè)知識(shí)體系,既沒有“融會(huì)”,更談不上“貫通”。因此,我們?cè)诰€上課程設(shè)計(jì)時(shí)單獨(dú)加入了一章“鑄造工藝基礎(chǔ)”,目的是將鑄造工藝所需的專業(yè)基礎(chǔ)課融入鑄造工藝中來,幫學(xué)生建立起自己的專業(yè)知識(shí)體系,并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)及時(shí)歸納總結(jié),盡可能在學(xué)校就做到將書“讀厚”,再“讀薄”,用時(shí)再“讀厚”,讓學(xué)生所學(xué)與企業(yè)所需實(shí)現(xiàn)“平滑對(duì)接”,解決大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)需求的人才相脫節(jié)的問題。
三、教學(xué)效果反饋
線上教學(xué)任務(wù)完成后,我們借助超星學(xué)習(xí)通學(xué)情分析的強(qiáng)大功能,對(duì)線上教學(xué)效果進(jìn)行了實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)以便不斷改進(jìn)。超星學(xué)習(xí)通學(xué)情分析結(jié)果表明線上教學(xué)取得了較好的效果:線上作業(yè)平均完成率達(dá)到39.5%,平均分為91.3;課堂學(xué)情實(shí)時(shí)最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果平均分為28(滿分30);課程知識(shí)點(diǎn)掌握情況匿名投票結(jié)果表明,88.1%的學(xué)生都達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。
四、結(jié)束語
線上教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué),這是優(yōu)勢,同時(shí)也是劣勢。教學(xué)是一門藝術(shù),是一個(gè)春風(fēng)化雨、潤物細(xì)無聲的過程。教師在線下講授知識(shí)的同時(shí),可以通過肢體語言、面部表情、處理問題的方式方法等完成對(duì)學(xué)生的塑造,但是線上教學(xué)時(shí)教師的激情不太容易被調(diào)動(dòng)起來,學(xué)生也缺乏學(xué)習(xí)的氛圍和環(huán)境。為保證線上教學(xué)的質(zhì)量,我們充分考慮了新工科建設(shè)的要求,進(jìn)行了線上教學(xué)的改革和探索:在教學(xué)設(shè)計(jì)上以學(xué)生為中心,注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力;對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了重組,精簡了教學(xué)內(nèi)容;對(duì)考核方式進(jìn)行了較大的改革,加大了形成性考核;教學(xué)形式采用“超星學(xué)習(xí)通+QQ群課堂”多平臺(tái)相結(jié)合的方式,可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢,鏈接網(wǎng)上最新的專業(yè)視頻,開闊學(xué)生視野,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過前期線上教學(xué)的實(shí)踐,本課程取得了預(yù)期的教學(xué)效果,達(dá)到了教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 教育部關(guān)于2020年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知[EB/OL].(2020-01-27)[2020-05-16].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-01/28/content_5472571.htm.
[2] 教育部:利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),“停課不停學(xué)”[EB/OL].(2020-01-29)[2020-05-17].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202001/t20200129_416993.html.
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[責(zé)任編輯:陳 明]
[收稿時(shí)間]2020-05-20
[基金項(xiàng)目]2019年蘭州理工大學(xué)示范性項(xiàng)目式教學(xué)課程《鑄造工藝學(xué)》,269082;蘭州理工大學(xué)高等教育研究項(xiàng)目,GJ2020C-24。
[作者簡介]李亞敏(1973-),女,河北蠡縣人,博士,副教授,研究方向:材料加工。劉洪軍(1974-),男,河北景縣人,博士,教授,研究方向:3D打印。楊貴榮(1976-),女,河北棗強(qiáng)縣人,博士,教授,研究方向:金屬材料表面改性。