任海軍

(重慶郵電大學(xué)先進制造工程學(xué)院 重慶 400065)

時代在發(fā)展，技術(shù)在進步，在新工科背景下，對高等教育人才提出了具有適應(yīng)性強、創(chuàng)新思維活躍、國際化視野的更高要求[1]。如何才能培養(yǎng)出適應(yīng)新工科需求的復(fù)合型人才，是工科院校和工科專業(yè)必須深入思考，積極作為的時代課題。機械專業(yè)是典型的工科專業(yè)，是實現(xiàn)制造強國和智能制造的基礎(chǔ)學(xué)科，從教學(xué)模式改革創(chuàng)新入手，探索機械專業(yè)人才培養(yǎng)新方法、新途徑具有十分重大的現(xiàn)實意義[2]。

一、面向新工科的混合式教學(xué)模式

實踐證明，線上教學(xué)是機遇也是挑戰(zhàn)。但是，單純的線上教學(xué)效果并不是太好，需要學(xué)生的自覺性、自律性很強，這引起廣大教育工作者的積極思考和探索。因此，混合式教學(xué)模式得到廣泛關(guān)注?；旌鲜浇虒W(xué)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、線下教學(xué)的優(yōu)點，能最大可能地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮教師解疑答惑、重點講解的作用，使學(xué)習(xí)效果達到最佳[3][4]?？傮w技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 總體技術(shù)路線圖

（一）基于網(wǎng)絡(luò)資源的線上學(xué)習(xí)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，更多資源可以從網(wǎng)絡(luò)獲得，極大豐富了學(xué)習(xí)途徑，但也存在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料的良莠不齊，需要去偽存真、去粗取精。這需要任課教師在開課前充分評判網(wǎng)絡(luò)資源，從中選出可以作為學(xué)習(xí)材料的信息。充分利用中國大學(xué)MOOC國家精品課程在線學(xué)習(xí)平臺等網(wǎng)絡(luò)課程作為課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)鞏固資源[5]；以五軸聯(lián)動數(shù)控加工機床視頻介紹空間加工方法等；以《大國重器》《超級工程》等紀錄片中的相關(guān)內(nèi)容作為課間間歇和課堂教學(xué)的點綴。采用這些線上資源主要起到的作用，一是學(xué)生在課前對即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容有了解，掌握基本知識和概念、發(fā)現(xiàn)存在的問題；二是學(xué)生在課后可以對不理解的問題進行再次學(xué)習(xí)；三是可以從實體動畫中實實在在觀看到實際加工生產(chǎn)過程，加深對知識的理解；四是了解學(xué)科前沿，拓寬視野，提升學(xué)習(xí)興趣，同時厚植家國情懷，增強民族認同感和自豪感，激發(fā)報國熱情（即課程思政）。

線上學(xué)習(xí)的難點是學(xué)生是否真的進行了學(xué)習(xí)。關(guān)于在混合式教學(xué)中的線上教學(xué)，主要分為兩種模式。一種是完全將線上學(xué)習(xí)安排在課前和課后，這種情況下的監(jiān)督是比較困難的。從實際情況來看，有少部分學(xué)生認真按要求進行了線上學(xué)習(xí)，但有相當(dāng)一部分學(xué)生并沒有將學(xué)習(xí)具體落實，他們登陸網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻后，就開始做其他事情了，對安排的任務(wù)只不過是在敷衍了事。為了解決這種模式下的弊端，產(chǎn)生了另一種模式。根據(jù)教育部對混合式教學(xué)的定義，將某門課程原來的總學(xué)時分為線上和線下，而且將線上教學(xué)的學(xué)時也全部安排在某個教室內(nèi)，學(xué)生集中學(xué)習(xí)，任課教師在現(xiàn)場對學(xué)生進行監(jiān)督指導(dǎo)。第二種模式，需要學(xué)校相應(yīng)的硬件設(shè)施配套，部分高校在積極推進這方面的工作。

（二）多元線下教學(xué)模式

在充分利用線上教學(xué)的基礎(chǔ)上，線下教學(xué)仍然占有十分重要的地位。隨著智能手機的發(fā)展，為智慧教學(xué)工具引入課堂奠定了基礎(chǔ)。在線下教學(xué)中，不再是傳統(tǒng)的授課方式，可充分利用智慧教學(xué)工具，提高授課效果。常用的智慧教學(xué)工具有雨課堂、學(xué)習(xí)通、智慧樹等，這些工具都可以實現(xiàn)課堂點名、問題發(fā)布、答案統(tǒng)計、結(jié)果投屏等功能，為豐富課堂教學(xué)手段，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性起到促進作用。

在理論課堂，在講授知識過程中，如果授課方式單一且內(nèi)容單調(diào)時，學(xué)生難以長時間專注于學(xué)習(xí)，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。研究數(shù)據(jù)表明，在課堂上集中精力聽課時間在十五分鐘左右，當(dāng)超過這個時間后容易產(chǎn)生疲勞或難以集中精力，因此，在課堂教學(xué)的教學(xué)設(shè)計中，根據(jù)課程特點和授課內(nèi)容，按照這種頻次，通過智慧教學(xué)工具實時發(fā)布問題讓學(xué)生作答，使其學(xué)習(xí)節(jié)奏得到調(diào)節(jié)。由于此時采用智慧教學(xué)工具的目的是調(diào)節(jié)學(xué)生的情緒，因此，這類問題的設(shè)置，通常宜偏基礎(chǔ)一些，容易作答，利于學(xué)生充滿信心。

為充分調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，在教學(xué)過程中，合理安排翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)。如果翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容太基礎(chǔ)、簡單，學(xué)生會認為上一門課太簡單，容易產(chǎn)生輕視，而導(dǎo)致對往后的課程不認真學(xué)習(xí)。如果翻轉(zhuǎn)課程內(nèi)容太難，學(xué)生花費大量準備時間，也難以理解，容易對課程失去信心，或者是學(xué)生認為不理解的內(nèi)容老師會講解，反而不主動思考。因此，翻轉(zhuǎn)課堂宜安排中等難度內(nèi)容。

學(xué)生上講臺，還可以分小組對學(xué)科前沿進行講解。這需要整個小組分工協(xié)作查閱資料，共同協(xié)商確定講解內(nèi)容，并做好PPT及相關(guān)的視頻材料。做PPT過程可以讓學(xué)生get到新技能，如何做出精美的圖片，如何安排頁面上的講解內(nèi)容等也需要付出努力。最后對學(xué)科前沿內(nèi)容的講解也十分重要，可以培養(yǎng)演講人嚴密的思維、清晰的談吐以及臨場發(fā)揮，可以使教師從多方面對學(xué)生的能力進行了解。

實際上，在線下教學(xué)中，有時也會用到部分線上教學(xué)內(nèi)容，只不過這部分內(nèi)容是以短視頻的形式出現(xiàn)，是為了更好更清楚講明白某個知識點，同時，通過這種模式的切換，可調(diào)節(jié)學(xué)生情緒，將學(xué)生吸引到課堂。

二、以例題、案例講解為主的“逆向教學(xué)”實踐

對于具有一定理論知識，但實踐性很強的專業(yè)課程，以例題、案例教學(xué)方式，采用“逆向教學(xué)”方法進行專業(yè)知識的講授。采用這種教學(xué)方式，一是因為已經(jīng)安排學(xué)生在課前通過網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)課程、慕課等資源對基本知識進行了學(xué)習(xí)，可以直接進行案例分析；二是考慮到部分學(xué)生預(yù)習(xí)情況不理想，采用這種“逆向教學(xué)”方式，在案例中對基本知識進行講解與說明，既形象直觀，也立刻對基本知識進行了運用，記憶深刻。

以機械設(shè)計課程教學(xué)為例，此課程核心就是對各種典型機械零部件進行設(shè)計、計算、校核，通過完整講解一個設(shè)計實例，對設(shè)計流程、其中所涉及的基本概念、公式進行學(xué)習(xí)、運用，即在學(xué)習(xí)設(shè)計實例的過程中回過頭去學(xué)習(xí)所涉及的基本知識—“逆向”。以普通V帶傳動設(shè)計為例進行闡釋。如已知電動機功率、轉(zhuǎn)速、傳動比、每天工作時長等信息，就需要查表確定工作系數(shù)、確定計算功率、再選擇帶型、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速、計算大帶輪的基準直徑、確定V帶的中心距和基準長度、驗算小帶輪上的包角、計算帶的根數(shù)、計算V帶的根數(shù)、計算V帶的初拉力、計算壓軸力等多個步驟，在這個過程中涉及較多公式和基本概念，按照設(shè)計思路，帶著需用到的公式和基本概念進行講解或復(fù)習(xí)鞏固，當(dāng)完成這個案例的設(shè)計時，對V帶涉及的知識就會有比較深入的了解。

對于這類課程，由于一個設(shè)計例題包含了數(shù)十個步驟，整個解答過程有數(shù)頁，并涉及大量的查表工作，教師一定要和學(xué)生一起完整地走過每個步驟，共同查閱每個圖表。因為在某個步驟用到的圖表中查閱的數(shù)據(jù)，可能存在一定的迷惑性，也是學(xué)生容易犯錯誤的地方，必須讓學(xué)生準確理解。

此外，如果課程涉及計算機程序，還應(yīng)該在計算機上輸入程序運行，這個過程看起來只是簡單復(fù)現(xiàn)，但該過程可以幫助學(xué)生更好理解算法的每個步驟的意義所在，通過查看中間變量值得到程序的運行情況，并且，當(dāng)?shù)玫秸麄€程序的正確運行結(jié)果后，可以增強主動學(xué)習(xí)的動力和信心。

三、授課效果動態(tài)調(diào)整機制

大多數(shù)情況下，機械專業(yè)課程的學(xué)時在32以上，長時間學(xué)習(xí)一門課程，在相同的模式下，容易產(chǎn)生疲勞，因此，動態(tài)調(diào)整機制對授課效果有很重要的影響。任課教師需要綜合多方面信息，判斷學(xué)生是否出現(xiàn)思想懈怠、情緒低落、注意力不集中、學(xué)習(xí)效率降低等情況。在教學(xué)過程中，通過智慧教學(xué)工具統(tǒng)計結(jié)果、問卷調(diào)查、督導(dǎo)評價等對教學(xué)效果進行評價，根據(jù)評價結(jié)果和學(xué)生平時課堂整體表現(xiàn)對混合式教學(xué)模式等進行實時調(diào)整，對各種教學(xué)方式的切換做到恰到好處，充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中充滿激情和興趣，實實在在學(xué)到知識，提升能力。

四、結(jié)束語

新工科對人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求，這是高等教育面臨的挑戰(zhàn)。從教學(xué)模式改革創(chuàng)新著手，借助科技進步成果，以線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)方法，使學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)科前沿、祖國的科技成就，全方位培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、創(chuàng)新能力和國際視野，使其成長為既掌握堅實的專業(yè)技能，又具有家國情懷的社會主義建設(shè)者和接班人。