尹旭妮，殷 赳，丁小兵

（湖南城市學(xué)院，湖南 益陽 413000）

0 引言

“互換性與技術(shù)測量”實驗課程是某職業(yè)院校面向機(jī)械類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的基礎(chǔ)必修課程，課程應(yīng)用性較強(qiáng)［1-3］。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實踐中去。目前，很多學(xué)生表示僅應(yīng)用互換性理論基礎(chǔ)知識來從事設(shè)計及測量工作較為困難，而“互換性與技術(shù)測量”實驗課程能夠?qū)⒗碚撝R與實踐有效結(jié)合在一起，不僅有利于學(xué)生更好地理解理論知識，還有利于學(xué)生鍛煉動手操作能力，從而提高職業(yè)院校技術(shù)技能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)水平［4-5］。

實踐性、操作性強(qiáng)的實驗課程僅通過線上教學(xué)方式無法有效實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系中，實驗內(nèi)容基本固定，教學(xué)手段較為單一。在線上線下混合式實驗教學(xué)模式下，學(xué)生通過在線授課、視頻演示、動畫模擬等多種方式，全面掌握實驗的目的和內(nèi)容［6-7］。學(xué)生可以反復(fù)觀看教師提供的視頻素材并提前熟悉實驗的操作、數(shù)據(jù)的記錄與分析，能夠更深入地理解理論知識和測量原理，更直觀地掌握儀器設(shè)備的操作流程［8-10］。

本文以激發(fā)學(xué)生的興趣與熱情為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行“互換性和技術(shù)測量”實驗課程的教學(xué)改革，構(gòu)建線上線下混合式實驗教學(xué)模式，有效提升學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和實踐操作能力。

1 構(gòu)建線上線下混合式實驗教學(xué)模式

目前，國內(nèi)外很多高校對實驗教學(xué)模式進(jìn)行了探索與改革，其中“項目式”和“案例式”教學(xué)模式成效良好［11-13］。本文構(gòu)建了線上線下混合式實驗教學(xué)模式，該教學(xué)模式中包含的教學(xué)方法和資源如圖1所示，圖中虛線框內(nèi)為線下教學(xué)相關(guān)內(nèi)容。借助慕課、智慧樹網(wǎng)課、學(xué)堂在線等平臺，實現(xiàn)線上與線下的教學(xué)融合并應(yīng)用到課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)與課后分析3個教學(xué)階段，實現(xiàn)“教”與“學(xué)”的有效銜接。

圖1 線上線下混合式實驗教學(xué)模式框架圖

在學(xué)習(xí)平臺上，教師發(fā)布實驗指導(dǎo)書、操作演示視頻和動畫模擬。在課堂上，學(xué)生們根據(jù)具體的問題和任務(wù)進(jìn)行實驗操作。為了深入了解學(xué)生的知識點(diǎn)掌握情況，教師在課后組織線上線下討論活動，跟蹤和分析實驗教學(xué)的實施成效。教師針對不同學(xué)習(xí)階段學(xué)生反饋的信息，及時進(jìn)行反思并結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化，以提升課堂教學(xué)效果。

1.1 課前準(zhǔn)備階段發(fā)布線上自學(xué)資源

課前準(zhǔn)備是實驗教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。在該階段學(xué)生不僅要初步掌握實驗操作流程，熟悉實驗儀器的操作方法，還要學(xué)習(xí)搜集有關(guān)資料的方法并培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。在傳統(tǒng)實驗課前的準(zhǔn)備過程中，學(xué)生只能依靠教材，從書面文字中了解實驗的操作，對實驗原理、儀器的構(gòu)造和使用等很難形成深刻的認(rèn)識。

在線上線下混合式實驗教學(xué)模式下，教師制作實驗教學(xué)視頻，收集各種輔助的資源，建立線上平臺，引導(dǎo)學(xué)生做好課前準(zhǔn)備工作，例如觀看實驗教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)課件。通過在線觀看重點(diǎn)、難點(diǎn)的講義文檔和操作視頻，學(xué)生可以深入了解本次實驗的原理和步驟，從而在課前對實驗內(nèi)容有清晰的認(rèn)識。教師在課堂上針對重要知識點(diǎn)設(shè)計相應(yīng)的演示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對整個實驗有清晰、完整的認(rèn)識。

學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中如果遇到疑問，可以通過線上和線下途徑查閱相關(guān)資料，完成仿真實驗和課前測驗。學(xué)生可以通過線下小組討論、線上交流等多種方式進(jìn)行預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報告并繪制實驗流程圖。在線學(xué)習(xí)方式給學(xué)生提供了便利，使教學(xué)不再局限于教學(xué)課堂內(nèi)，學(xué)生能夠隨時隨地獲取知識。

1.2 課堂教學(xué)階段激發(fā)學(xué)生興趣

大部分高職院校開設(shè)的“互換性與技術(shù)測量”課程的實驗教學(xué)時長為6～8 學(xué)時。教師講解完測量原理和使用方法并進(jìn)行演示操作后，留給每位學(xué)生親自動手操作的時間非常有限，很多學(xué)生在短時間內(nèi)無法理解實驗測量原理，只能夠進(jìn)行模仿操作，缺少自主思考與舉一反三的能力，不利于知識的掌握與實踐動手能力的提高。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以教師為中心的，教學(xué)方法以教師講授為主，教學(xué)手段簡單，教學(xué)資源有限，導(dǎo)致學(xué)生興趣缺乏，上課積極性和注意力較差。在線上線下混合式實驗教學(xué)模式下，課堂是以學(xué)生為中心的，網(wǎng)絡(luò)課堂集文字、影像、動畫于一體，組成交互系統(tǒng)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在課前準(zhǔn)備階段完成了自主預(yù)習(xí)，對實驗原理、操作流程等已經(jīng)有了比較充分的知識準(zhǔn)備，在實驗課堂上有較多時間進(jìn)行儀器操作并完成實驗任務(wù)。教師不需要用大量的時間進(jìn)行設(shè)備器材的講解，可以針對性地為學(xué)生進(jìn)行答疑解惑，更好地組織實驗課堂教學(xué)。

學(xué)生進(jìn)入實驗課堂后在雨課堂平臺簽到，根據(jù)教師安排的實驗批次，分組開展實驗。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求和問題內(nèi)容，自主進(jìn)行實驗、觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)。在實驗的過程中，學(xué)生可以通過參與組內(nèi)討論和學(xué)習(xí)通平臺上的主題討論，回答教師在課堂上提出的問題，以確定實驗的主要影響因素。學(xué)生完成實驗任務(wù)后，師生共同分析實驗結(jié)果，并提出解決問題的方法與思路。通過線上和線下學(xué)習(xí)方式的結(jié)合，采用以任務(wù)和問題為驅(qū)動的教學(xué)方式，深化了學(xué)生對實驗的理解，使其成為課堂的主體，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

1.3 課后分析階段進(jìn)行教學(xué)反饋與優(yōu)化

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，“互換性與技術(shù)測量”實驗課程的教學(xué)效果主要通過學(xué)生實驗報告的完成水平來進(jìn)行評價。教師通過考核學(xué)生實驗報告的完成度、書寫認(rèn)真程度來評定學(xué)生的實驗成績，忽略了學(xué)生對實驗原理、實驗?zāi)康?、器材操作的掌握程度，這與實驗課程開設(shè)的初衷不一致。線上線下混合式實驗教學(xué)模式下，通過以下4 種途徑進(jìn)行有效的課后分析與教學(xué)反饋。

1）學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和整理，撰寫詳盡的實驗報告，并對實驗過程進(jìn)行深入反思和全面總結(jié)，同時對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我評估。

2）教師通過在線問卷調(diào)查的方式了解學(xué)生對線上教學(xué)的看法，通過布置線上思考題并統(tǒng)計學(xué)生答題結(jié)果的方式來了解學(xué)生知識點(diǎn)的掌握程度。

3）鼓勵學(xué)生將學(xué)習(xí)筆記、實驗方法、心得體會、講解微視頻等上傳至線上平臺。鼓勵學(xué)生積極參與在線討論和問題交流，引導(dǎo)學(xué)生對實驗和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行反饋，對進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)模式提出意見和建議。

4）教師通過線上平臺發(fā)布與實驗相關(guān)的科研項目或設(shè)計任務(wù)典型案例，例如利用三坐標(biāo)測量儀或輪廓儀來測量3D 打印件的形位誤差以檢測高能束增材制造的控形情況等。

2 改革線上線下混合式教學(xué)的實驗內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的實驗課程內(nèi)容主要包括軸或孔直徑測量、軸類零件的綜合測量及箱體零件的綜合測量。

1）在軸或孔的直徑測量實驗中，采用立式光學(xué)計與量塊對軸的直徑進(jìn)行相對測量，采用內(nèi)徑百分表與千分尺對孔的直徑進(jìn)行相對測量，根據(jù)零件圖上的尺寸及偏差或其他技術(shù)要求，對軸徑或孔徑的合格性進(jìn)行評定。

2）在軸類零件的綜合測量實驗中，采用立式光學(xué)計配合量塊、齒輪跳動檢查儀及精密粗糙度儀對軸的直徑、徑向圓跳動及表面粗糙度進(jìn)行測量，根據(jù)零件圖上的尺寸要求或者形位要求，對其合格性進(jìn)行評定。

3）在箱體零件的綜合測量實驗中，采用內(nèi)徑百分表與千分尺測量孔徑，采用三坐標(biāo)測量機(jī)、V 形塊與指示表測量圓度和圓柱度，采用平板、心軸、指示表等測量軸心線對箱底的平行度，根據(jù)零件圖上的形位公差評定其合格性。

將綜合性實驗與實際生產(chǎn)進(jìn)行有機(jī)融合，進(jìn)一步擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，通過多種途徑拓寬學(xué)生的視野。學(xué)生可以通過在線平臺觀看與企業(yè)生產(chǎn)實踐相契合的實驗視頻，例如用萬能臥式測長儀測量工件的內(nèi)外尺寸，用三坐標(biāo)測量機(jī)測量零件的各項尺寸誤差及形位誤差，用圓度儀測量圓度誤差，用水平儀和自準(zhǔn)直儀測量直線度誤差，用輪廓樣板法測量線、面輪廓度誤差，用萬能工具顯微鏡和測齒儀測量零件的尺寸、方向與形位誤差等。

3 構(gòu)建線上線下混合式實驗教學(xué)的考核體系

傳統(tǒng)的實驗課程成績考核通常重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的出勤情況和實驗報告的完成情況，缺少對學(xué)生在實驗過程中表現(xiàn)出的自主創(chuàng)新和積極性的評估。

構(gòu)建線上線下相結(jié)合的考核方式，利用線上實驗平臺記錄學(xué)生預(yù)習(xí)的時間軌跡、在線測驗的完成情況、在線回答問題的數(shù)量和質(zhì)量等信息。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)測試，課前預(yù)習(xí)成績占總成績的30%。采用線上方式對學(xué)生進(jìn)行考勤管理，考勤成績占總成績的10%。在實驗過程中，全面評估學(xué)生線下實驗操作的準(zhǔn)確性、完整性以及數(shù)據(jù)記錄和計算的準(zhǔn)確性，該成績占總成績的20%，學(xué)生課堂互動討論成績占總成績的10%。實驗課后作業(yè)檢查和評價是對實驗效果進(jìn)行全面評估的一個重要手段。學(xué)生的實驗報告及綜合作業(yè)的提交應(yīng)當(dāng)及時、完整、準(zhǔn)確，該成績占總成績的30%。

改革后線上線下混合式實驗課程考核體系如圖2 所示，通過雙層考核方式，不僅促進(jìn)了學(xué)生線上理論課程的學(xué)習(xí)，也為提升學(xué)生的綜合應(yīng)用實踐能力奠定了堅實的基礎(chǔ)。

圖2 線上線下混合式實驗教學(xué)考核體系

4 線上線下混合式實驗教學(xué)的效果

線上線下混合式實驗教學(xué)模式提高了學(xué)生的動手操作能力與實踐創(chuàng)新能力。線上線下混合式實驗教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)會了主動尋找學(xué)習(xí)資源，主動思考問題并自主解決問題，加深了對知識的理解與掌握，自學(xué)能力得到了有效提升。在全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽中，學(xué)生參與的積極性提高，獲得多項省級、國家級獎項。

線上線下混合式實驗教學(xué)模式加強(qiáng)了師生之間的聯(lián)系與交流。學(xué)生在課程或項目比賽中遇到困惑時，會在線上平臺及時向教師尋求幫助。另外，該教學(xué)模式也提高了教師視頻錄制、素材制作、視頻剪輯、文本編輯等信息化教學(xué)制作水平，為教師參與教學(xué)信息化大賽奠定了基礎(chǔ)。通過線上線下混合式實驗教學(xué)實踐，學(xué)生與教師均獲益良多。

5 結(jié)語

線上線下混合式實驗教學(xué)模式體現(xiàn)了教學(xué)過程中教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體地位。線上學(xué)習(xí)和線下課堂實踐教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮了線上線下教學(xué)方式的優(yōu)勢，打破了傳統(tǒng)實踐教學(xué)在時間及空間上的局限性。通過實驗教學(xué)模式改革，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實踐有機(jī)結(jié)合，從而提高高職院校技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的水平。