微课在机械制造技术基础教学改革上的应用

何文斌，马军，都金光，候俊剑，明五一

（郑州轻工业学院机电工程学院，郑州　450002）

微课在机械制造技术基础教学改革上的应用

何文斌，马军，都金光，候俊剑，明五一

（郑州轻工业学院机电工程学院，郑州450002）

0　引言

机械制造技术基础是机械工程本科专业基础课。该课程的教材所包含的教学内容繁杂，是机械制造工艺、金属材料与热处理、金属切削原理及刀具、CAD/ CAM技术、机械制造装备设计等多学科的交叉融合，具有理论与实践、专业与综合相结合的特点［1］，既要求学生掌握机械制造的基础理论，又要求学生熟悉加工工艺和过程，理解企业的管理和组织方式，因而对缺乏宏观和微观协同思维的学生而言，要深入理解和掌握有一定的困难。

《机械制造技术基础》教学改革的基本思想是引入国内外新成果，注重新一代信息技术对传统教学方式的改造，以机械制造技术的绿色化、智能化、网络化和服务化为引导，从系统工程论的视角讲授机械制造技术的基础、关键技术和发展趋势等内容，并重点讲授服务于本地机械制造行业的关键技术。随着信息技术和通信技术的日益发展，一种以移动互联网为载体，以教学视频为主要表达形式，5-12分钟或更短时长为单元的微型课程异军突起，为学习者提供碎片化、移动化的网络学习新体验，其出现为机械制造技术基础的教学改革带来了新的机遇。

1　微课教学的形式与本质特征

从形式上看，微课教学模式以兴趣激发和智慧启迪为教学目的，将课程按照知识点或教学重、难点分成不同的教学模块，每个教学模块是一段5-12分钟的视频［2］，适合通过移动终端进行在线学习和翻转课堂，以其短小精悍和传播效率高等优势受到大众欢迎。

从本质上讲，微课解决了“互联网+”背景下传统批量化教学模式与个性化学习需求之间的矛盾，具有自治、自组织和自适应性的特点，其表现在：①允许学生建设自己的专属在线学习资源库，给予学生以自主学习的空间，打破了传统上由教师“大包大干”的课堂灌输。②微课突破了课堂教学的时空限制，使学习可以在任何时间、任何地点进行，同时满足了具有不同禀赋的学习者的学习需求。③在传统的教学模式中，虽然认识和确立了学生的主体地位，但却往往会湮没学生的主观能动性［3］，而通过微课这一泛在学习方式，充分发挥了学习者的主体作用，使终身学习这一目标成为可能。

2　基于微课的机械制造技术基础教学改革

从系统工程论的思维考虑，基于微课的机械制造技术基础翻转课堂，其本质是在“互联网+”思维启发下，针对机械制造技术基础教学过程中某个知识点或教学环节，以Internet（包括移动互联网）为工具，以教学视频为载体，将教师、学生、教学资源、教学内容等四个关键要素及其关系进行优化重组，形成模块化、可视化、泛在化、柔性化等特点的机械制造技术基础创新教学模式，该模式蕴含了时间-空间-结构相融合的多维特征。

（1）时间维度：机械制造技术基础微课体系需要随着新资源、新技术和新目标的引入而不断的演进，在演进中得以完善和进化，就如有生命力的有机体一样与时俱进，不断创新和发展。

（2）空间维度：指机械制造技术基础微课体系是互联网技术与传统教育手段深度融合的产物，因此其拓展需要以网络空间为载体。如将各个教学资源网站进行互联互通，甚至建立教育资源公共服务平台，提供免费下载和资源共享。

（3）结构维度：指在机械制造技术基础微课教学过程中，以启发式的项目学习法为引导，通过需求和问题导向，激发学生的协同创新思维，以增强其发现问题、思考问题和解决问题的能力，培养其独立思考能力和团队协作精神。

机械制造技术基础微课教学模式通过制作精良、观赏性强的系列微资源来激发学生兴趣，但其自身存在一个先天性不足：就是教学内容的科学系统化与微课的碎片化之间的矛盾［4］。因此，机械制造技术基础微课的设计和实施要有系统的顶层设计思维，从系统科学角度设计具有逻辑性和整体性的微课体系，成为机械制造技术基础微课教学改革成败的关键。

机械制造技术基础微课设计的基本思路是，以项目学习法提出机械制造技术基础微课的教学目标，以此设计机械制造技术基础微课群，将各个微课以项目导向或需求导向进行衔接，从而实现知识点的穿针引线，提升学习的系统性，实现碎而不乱。具体步骤如下：①将各个相关知识点进行优化重组，实现课程知识点设置的主题化、模块化；②将各个知识点，依据教学目标或项目学习法，进行知识点逻辑衔接，形成5-12分钟的微课；③对传统教学模式和工具进行信息化改造，实现机械制造技术基础微课广泛深度的传播，提高教学效果和质量；④引入“互联网+”思维，通过“互联网+机械制造技术基础微课”，建立该课程的微课空间和微课群，培养学生的众创意识，实现课程的教学目标。

由于微课的教学内容是包含单一知识点的视频，仅靠此视频难以满足机械制造技术基础的教学需求，必须通过整合多个微视屏及相关辅助教学资源共同构成一个完整的教学环境，以便完成机械制造技术基础的教学任务。如“机械加工工艺”主要内容之一就是以典型零件的加工工艺过程为主线，带动金属切削原理、刀具、机床、工艺及夹具等内容的视频串讲，在此过程中，适时切入机械加工工艺原理的动画，为学生诠释其基本原理。因此，“机械加工工艺”微课教学环境架构见图1所示。

图1　“机械加工工艺”微课教学环境

3　机械制造技术基础微课云服务平台

为使机械制造技术基础微课教学体系良性化发展，赋予其更多大众化和服务化属性是必然的选择。为实现该目的，本文基于云计算技术，将所有机械制造技术基础优质“微课”资源进行了整合，构建了一个机械制造技术基础微课云服务平台，学习者通过统一的接口接入“云”中，既节约了成本，也满足了学生自主学习、业余学习和互动学习需求。如图2所示，机械制造技术基础微课云服务平台架构分为五层：用户层、业务层、组件层、工具层和基础层：①基础层：提供基础设施即服务IaaS。包括应用服务器及相关存储和网络设备，提供计算、存储、带宽等按需的硬件服务。②平台层：提供平台即服务PaaS，支持微课注册、发布、搜索匹配和学习平均及综合管理等平台工具。③服务层：提供软件即服务SaaS，如系统接口和运行环境，存储并管理各种服务构件。④业务层：根据各种不同的学习需求，调用服务构件组合成不同的服务。主要包括互动教学、创新实践、校企协作、在线作业、考试管理等服务；⑤用户层：给学习者提供各种移动终端接入《机械制造技术基础》微课云服务平台的接口进行访问。

4　结语

基于微课的《机械制造技术基础》教学模式作为目前“互联网+”背景下的一种崭新的教学改革方向，充分利用了新一代信息技术，促进了课堂内外、线上自学与线下教学的互动互补，对于培养学生的创新意识和协同合作精神，提升学生理论联系实际的能力，都具有重要意义。

图2　《机械制造技术基础》微课云服务平台

［1］马军，何文斌.基于项目学习法的《机械制造基础》教学与实践［J］.河南科技，2014，23（12）：253-254.

［2］廖国建，谢建平.哈佛大学医学院研究生微课程项目及其启示［J］.学位与研究生教育，2014，1：70-73.

［3］蒋咏华.高校微课建设问题及其对策研究［J］.中国现代教育装备，2014，23：73-76.

［4］曹殿波，薛苏秦.“微课”实践中亟待厘清的四个基本问题［J］.价值工程，2013，27（5）：495-497.

Micro Course；Mechanical Manufacturing；Cloud Service；Higher Education

Application of Micro Course on the Teaching Reformation of Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology

HE Wen-bin，MA Jun，DU Jin-guang，HOU Jun-jian，MING Wu-yi
（Department of Electromechanical Science and Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002）

1007-1423（2015）22-0031-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.22.007

何文斌（1970-），男，河南郑州人，博士研究生，副教授，研究方向为数字化设计与制造

马军（1977-），男，湖北石首人，博士研究生，副教授，研究方向为数字化设计

都金光（1984-），男，山东安丘人，博士研究生，讲师，研究方向为切削加工

侯俊剑（1982-），男，河南郑州人，博士研究生，讲师，研究方向为车辆工程

明五一（1981-），男，湖北浠水人，博士研究生，讲师，研究方向为精密电加工

2015-07-03

2015-08-03

微课是目前高等教育模式互联网化的热点，也是机械制造专业教学改革的新机遇。通过对微课形式与本质的分析，阐释了机械制造技术基础微课教学模式的多维度特征，并对其微课教学体系进行顶层设计和实践，给出机械制造技术基础微课云服务平台架构。

微课；机械制造；云服务；高等教育

郑州轻工业学院第十批教学改革与研究项目

Micro course is the hotspot of Internet higher education mode nowadays，and it is also a new opportunity for mechanical manufacturing professional teaching reformation.Through the analysis of the form and essence of micro course，illustrates the multi-dimensional characteristics of the micro course teaching mode of“Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”，and the top-level design is performed for the micro course teaching system.Finally provides the basic architecture of the cloud service platform for the micro course of “Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology”.