基于微课的《工程材料及机械制造基础》在线课程建设初探

高丽　李永国　宋秋红　郑兴伟　李庆军

摘要：为顺应“互联网+”时代的发展趋势，进一步推动信息技术与教育教学深度融合，全国高校都在积极组织开展在线课程建设。本文通过对《工程材料及机械制造基础》课程性质和特点的分析，初步探讨了其在线课程的建设思路。

关键词：微课；工程材料及机械制造基础；在线课程；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0114-02

一、引言

《工程材料及机械制造基础》是上海海洋大学机械类专业的技术基础课，该门课是从基础课学习转向专业课学习的桥梁。学习本课程的目的是使学生对金属材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律建立比较系统的理论基础，从而掌握强化材料的几种手段，掌握合理选用金属材料、选择热加工工艺、安排工艺流程的基本知识和基本技能。

该课程的特点是内容繁杂、原理规律多，抽象、术语概念多，学生普遍感到枯燥无味、难以掌握。同时，课程内容与有限的授课学时形成明显反差，给教学带来困难。学生普遍反映课堂信息量大，课后难以及时消化，尤其对一些较复杂、有一定难度的问题更是难以理解和掌握[1-3]。

为顺应“互联网+”时代的发展趋势，深化教育教学改革，推动信息技术与教育教学深度融合，促进优质教育资源应用与共享，创新教育教学模式，全国各省市高校积极组织开展精品在线开放课程建设。在线课程实现以教为主向以学为主转变、以课堂教学为主向课堂教学与课外教学相结合转变、以结果评价为主向结果评价与过程评价相结合转变。在线课程具有便捷、灵活的“五个任何”的特点，显著特征是：任何人、任何时间、任何地点、从任何章节开始、学习任何课程。学习模式上最直接体现了主动学习的特点，使学生从被动学习转向主动学习[4]。

二、在线课程的设计

为了解决《工程材料及机械制造基础》课程内容繁杂、原理规律多，抽象、术语概念多的主要问题，根据工程材料及机械制造热加工的发展形势和工程学院的教学特点，将课程中的理论及实验教学，以微课为载体，采用“翻转课堂”的教学模式，结合线上线下相结合的“混合式学习”方法，将理论和实践相结合，将知识传授、能力培养、素质教育于一体。具体的教学设计方案如下：

1.知识模块化，课程内容简洁化。本次在线课程的建设，重新梳理工程材料及机械制造基础课程的知识难点、关键点。根据微课时间10—15分钟的特点，短小精悍、信息量大，将知识点重新划分，即知识点微型化、模块化。单个知识点，从解决实际应用问题出发，将复杂的原理简单化，易于学生理解。每个微课，配有内容简介、问题的导入、知识点的讲解、课程的总结及相应的习题测试。对于实验课程，首先对验证型实验进行微课录制，包括实验原理、设备介绍、实验方案的设计及数据分析等。

2.在线课程的前期准备。微课与正常上课完全不同，其显著特点是时间短、信息量大，主要采用现代化信息手段，充分利用PPT、动画、视频等。对于问题的导入，需要精心收集大量的与知识点相关的案例并进行凝练，提出疑问，引导学生进行思考；另外，知识点的应用案例，应生活化、现代化，这都需要收集大量资料；微课的PPT课件也需要重新制作，图表清晰、动画形象；课程的讲解思路清晰，环环相扣，语言简洁；认真撰写微课讲义，并进行后期字幕的制作。

线上习题的搜集、整理和设计。线上课前习题，题量应适度、覆盖整个知识面，给学生足夠的思考和学习的空间。线上课后习题量可稍大，更深入，更侧重于实际应用。另外，搜集大量与知识点相关的视频作为线上共享资源，不仅可用于知识点的讲解，还可以给学生提供课外知识点的延伸。同时，开设线上讨论社区，增加师生互动环节，更加及时地对学生提出的问题进行解答。每天均会专门安排一位教师对学生的问题统一答复。

3.教学视频的录制。紧密贴合培养方案所提出的新思路、新要求，找准《工程材料及机械制造基础》课程在机制专业培养体系中的位置，针对各章节教学关键点、难点进行梳理，录制一批10—15分钟短视频，提升学生所学内容的体系性。微课视频的录制主要采用两种方法。一是随堂录像，这种方式老师可随时观察学生的学习效果，调节讲课进度，有的放矢，具有师生互动环节，教师讲解更生动。但是课下需对视频进行分割和格式转换，然后上传到EOL中，帮助学生及时复习、查漏补缺。另外一种方法是单独录制，需在学校专用的微课录制教室进行，没有学生的互动。但视频长度在15分钟左右，不用后期制作。对于该课程的理论课程拟采用随堂录制和单独录制相结合的方法，实验课程拟采用单独录制，可以使实验设备的介绍、设备的操作、实验流程的讲解更加清晰。

计划首批录制六个教学内容的视频：铁碳合金相图的介绍、铁碳合金相图的应用、钢C曲线的介绍、钢的退火和正火、钢的回火和金属的塑性变形；实验课的录制内容为金相试样的制备和金相显微镜的使用，均在学校专用的录课教室进行录制，时长控制在15分钟左右。

4.理论/实验环节的教学设计。通过教师巧妙的理论/实验环节的教学设计，使学生在课程学习任务的引导下，有机结合线上视频、线下课堂讲解及交流系统地完成知识点的学习，形成线上及线下教学环节的无缝连接、充分互动的学习系统。①课前预习。课前教师根据课程内容，发布学习内容介绍，包括主要内容、难点详解以及相应的测试题。学生借助视频自主学习，并完成测试题。对于难以理解的知识点，学生可以在线上提出疑问，教师进行线上答疑。另外，课程任务书的最后一项，就是典型案例的分析，需要学生进行课前准备。②课堂学习。首先采用提问的方式对学生线上学习情况进行了解，并结合学生视频下载率、试题正确率综合考量。其次，重点讲解学生的难点和疑点，同时进行典型例题的讲解，加深学生对所学知识的理解。线下课堂学习的主要任务是聚焦并解决问题，对核心知识及其问题进行多维度探讨。最后，检验学生典型案例的设计情况，并进行点评。对于验证型实验课堂上实行翻转教学，教师不再进行实验讲解，只针对线上的学生提问，进行点拨。学生根据之前的线上视频学习直接进行实验操作，对于有疑惑的地方，可以通过移动设备反复观看视频，或者找老师指导讨论。③课后复习。每节课后，都配有相应的复习题，学生根据自身掌握情况，可反复观看视频，可随时随地观看视频，通过测试题来检验学习情况。如有疑问可进行线上答疑，或与老师进行面对面答疑。线上和线下答疑的有机结合，更有利于学生对知识点的理解和掌握。

5.课程测试与评价。本课程采用微课为载体、翻转课堂为方法，进行在线课程建设，课程建设还处于初期探索阶段。在线课程测试主要包括线上成绩、线下课堂成绩与期末总成绩。线上成绩主要包括视频点击率、课件下载率、习题完成率与正确率，三个成绩的总和来整体测评在线课程学习的有效性。课程的评价主要包括学生评价，督导评价和同行评价。学期末对学生进行匿名的“学生意见反馈”调查问卷，主要包括在线课程的有效性，在线视频的使用率及线上问题的回答度，知识点的掌握度等，同时结合学校及学院督导的意见，同行评价进行整体测评。

三、结语

在线课程是一种全新的教育课程模式，在线教育提供了一种全新的知识传播模式和学习方式，会带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养过程等方面的深刻变化。工程材料及机械制造基础课程的在线课程建设正处于初期探索阶段，将会面临很多挑战，如何低成本高质量的制作微视频，如何将线上课程与线下教学有机结合，如何更好的通过在线课程建设激发学生的学习兴趣等问题，有待今后深入的教学实践与评价反馈，以期能真正地提高学生的学习能力、更好地掌握所学知识。

参考文献：

[1]张有强，罗树丽，周岭.机械工程材料课程教学探讨[J].中国现代教育装备.2013，（3），56-58.

[2]邓想.《机械工程材料及热处理》教学改革的探索与实践[J].内江科技.2012，（3），199.

[3]胡礼广，谢海燕，张棉好.基于特色的《机械制造基础》课程考试评价研究[J].淮北职业技术学院学报.2013，（12）：86-87.

[4]郑巧玲，李烨飞，孙巧艳，高义民.基于MOOCs的工程材料基础课程建设初探[J].中国现代教育装备.2016，（235）：108-110.