机械设计“MOOC+SPOC”混合教学模式创新与实践研究

柴博森　项玥　王顺　贾艳辉　王丽慧

摘要：以吉林省精品课“機械设计”为主体，依托吉林大学课程中心网络教育资源共享与学习支持服务平台，以培养学生自主学习能力和创新设计能力为目标，构建课堂教学与网络自主学习优势互补的吉林大学“机械设计”课程本土化创新型混合教学模式。建立传统课程评价方式与网络学习评价方式相混合的评价体系，综合评价混合教学模式的实际教学效果。

关键词：机械设计；混合教学模式；自主学习；创新设计

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.01.012

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-1580（2019）01-0056-04

一、引言

慕课（Massive Open Online course，简称MOOc）作为一种知识传播与在线学习方式已逐步更新了传统教育理念，并正在重塑高等教育的方方面面。虽然MOOc以其大规模性、开放性、网络性、交互性、资源丰富性等特征满足了不同层次学习者的需求，但是，在我国高等教育课程体系学习中，MOOc存在低完成率、教学模式单一、个性化学习缺失、课程评价体系模糊和学生创新能力培养空缺等问题。传统形式下的MOOc只是对课堂教学内容的补充，并不能完全替代课堂教学模式。为了更好地发挥MOOc的教学作用，国内外学者逐渐将研究目标定位在MOOc的课堂教学应用方面。2013年，加州大学教授Armando Fox提出了小规模专有在线课程（Small Private Online Course，简称SPOC）的概念，并做出了教学模式上的创新改革。2014年，麻省理工学院开展了SPOC课程与翻转课堂的实践推广。基于SPOC的教学模式应用已成为未来高校教育研究领域关注的热点问题，国外部分课程SPOC建设已初具规模，成为MOOc由“平台技术”向“课堂教学”转变的重要桥梁。但是，由于国内高校针对SPOC模式的研究与应用起步较晚，大部分SPOC课程的研究及建设缺少系统化的教学模式设计及教学活动设计，学习监控难以把控，成绩评价方式单一。

机械设计课程是机械类本科生的主干技术基础课程。作为基础课程，传统的教学内容与新工科工程教育背景下对人才培养模式需求的矛盾，传统的教学方法、手段与日益发展的现代机械设计理论与方法的矛盾越来越突出。混合教学模式的创新改革为解决这些矛盾提供了新的思路和方法，以培养学生自主学习能力和创新设计能力为目标，融合并发挥传统课堂教学与网络在线教学的优势，将SPOC的“小规模、专有性”等特点融入到MOOc的课程体系，重整并优化网络环境下教学资源与教学内容，形成具有本土化特色的“MOOc+SPOC”混合教学模式，实现优质教学资源共享、优化教学内容及效果、提升学生整体设计能力的目标。

二、教学改革思路及措施

网络环境下机械设计“MOOc+SPOC”混合教学模式包括前期准备、教学设计、教学实施和教学评价四个环节，项目实施计划围绕这四个环节展开，如图1所示。

（一）前期准备

首先，完成教学基本情况研判。通过分析教学对象，掌握其基本情况，包括：学科知识背景、学习方式及习惯、网络应用熟练程度等信息。其次，根据专业培养方向和课程教学大纲，分析教学知识类型，参考学生掌握前修基础课程知识的程度，针对不同层次的学习者制定不同混合教学的学习目标，见表l所示。学生可以采用MOOC形式自学难度不大的认知类知识内容：应用技能类知识是课程教学内容的重、难点，应主要以教师课堂面授的形式进行教学，同时混合“MOOC+SPOC”的教学方式，以大量工程设计案例作为网络环境下的教学内容，帮助学生理解机械设计的学习思路和方法；发展类教学是通过E-Learning的形式实现知识拓展和开阔视野，培养学生的工程意识并提高工程设计能力。第三，结合教学目标预测结果，分割教学内容，明确不同教学内容所适合的教学方式。最后，测试混合型教学环境，应用已有条件和设备完成教学。

（二）教学设计

根据教学目标预测结果和教学内容分析结果设计课程教学资源，按照教学知识点分割结果制定教学策略，针对每个知识点所需学时进行合理规划，确定合适的教学模式并给出划分依据，完成单元设计知识对照表，见表2。建立知识单元微课程资源，在网格教学平台上传PPT、文献、电子书、虚拟仿真实验等拓展性资源，完成数字化课程资源的优化集成。按照教学策略和已建立的网络教学资源库，选择合适的教学方法（如PBL、翻转课堂和案例教学法等）开展教学。

（三）教学实施

按照教学设计实施教学，将课堂面授和在线学习两种教学模式的优势相结合，构建机械设计“MOOC+SPOC”混合教学模式，通过师生、学生之间on-line、face to face混合互动教学，以翻转课堂教学形式实现课前、课中、课后教学内容和方式的翻转，充分体现学生的主体地位，发挥教师的主导作用。在翻转课堂教学过程中不断调整教学进度、改进教学方法、优化学习行为。构建“MOOC+SPOC+课堂教学”的混合教学模式，夯实师生之间的情感基础，点燃学生自主学习的激情，以群体学习带动个体学习、个体学习促进群体学习的双向激励模式提升教学效果。

（四）教学评估

根据教学目标，实时收集在混合教学模式下学生学习过程中的客观信息和数据，基于学习态度、学习行为和学习效果等评价指标，评估混合教学模式。同时采集教学过程中的评价信息，包括：教学资源评价、教学效果评价、教学实施评价以及教师教学反思，教学评价过程需要教师和学生共同参与和完成，基于学生对教学资源、教学方式、教学方法的评价反馈信息，协助教师合理规划教学资源和优化教学内容设计。教师实时监控教学实施过程中学生的实际学习效果，通过教学反思总结教学经验，不断优化混合教学模式的内容及其运行方式。

三、实践教学成果

（一）依托网络教学平台实现数字化课程资源的优化与集成

以“机械设计”省级精品课程为重点，将“机械设计”精品课程优质教学资源转化为数字化网络课程教学资源，实现网络教学资源的开放与共享。以启发学生思维，培养工程设计意识，加强自主学习为宗旨，依托吉林大学课程中心3.0网络教学平台，建立“机械设计A”“机械设计B”“机械设计课程设计”3门本科生基础主干课程的网络教学资源，如图2所示。通过师生共建、共享网络教学平台，基于学生的评价反馈信息和教师的教学反思，实时调整课程教学进度和教学内容，从学生角度出发优化重组网络课程数字化教学资源，增强课程教学的活力，不断优化、更新网络课程，以补充课堂教学的不足，加强师生之间的教学互动以及学生之间的学习互动。

（二）基于数字化课程资源的混合教学模式实践

依托机械设计课程网络教学平台和数字化课程教学资源，以学生为主体，以混合学习活动为主线，以吉林大学2014级汽车工程学院与2015级材料工程学院学生为主，开展机械设计“课堂面授+MOOC+SPOC”混合教学模式实践。基于学生的多元化学习特征，采用以主题性学习活动为中心的教学设计，围绕学习主题促使学生使用数字化课程资源以提高学习效率，充分发挥了学生的主观能动性，提高了教學过程中师生之间的互动频率，提升了学生自主学习和创新实践的能力，学生工程设计意识在不断地提升，“MOOC+SPOC”的网络辅助教学的创新模式已深入到学生心中，并取得良好的教学效果。

（三）构建混合教学模式下的课程综合考评机制

结合传统教学评价方式与网络平台教学评价方式，构建“机械设计”课程混合教学模式评价体系，建立课程综合考评机制。基于吉林大学课程中心3.0网络教学平台完善课程教学管理功能，全程监控学生的自主学习过程及学习效果并做出综合评价。围绕教学大纲由教师设计网络情景下的教学内容，开展师生、学生之间的研讨环节，以学生网络活跃程度、互动交流频率、问题解决程度为指标，综合评价学生网络课程环节的成绩，改变以往以“期末考试+平时作业”为主体的评价方式，突出教学过程中学生的主体地位，强调自主学习过程，倡导学生积极应用网络数字化课程资源学习的思路，加强师生、学生之间的互动交流频率，弱化期末试卷考试成绩的权重，发展成为人性化、综合性、激励性的新型混合考评方式。

（四）实践教学效果

在吉林大学2016～2017学年，基于“MOOC+SPOC”混合教学模式开展机械设计课程实践教学，教学效果被学院教学委员会评为优秀。在混合教学模式驱动下，点燃了学生自主学习的激情，加强了师生、学生之间的教学互动，不仅使学生对机械设计理论基础知识掌握得十分扎实，而且学生在工程意识培养和机械设计能力方面得到显著提升，部分学生在完成课程学习内容的前提下，积极参与机械设计学科相关竞赛并取得了良好的成绩。

五、结束语

为了提高机械类和近机械类专业学生的机械设计能力，基于“MOOC+SPOC”混合教学模式开展机械设计课程教改研究与创新实践教学，根据实践教学效果反馈，认为混合教学模式改革对于提升教学质量和促进学生自主学习能力具有明显效果和重大的推动作用，课程教学改革的有效性经过连续两轮机械设计教学环节得到了验证。混合教学模式的改革经验可推广并应用到其他课程教学改革，具有重要的实用价值。

[责任编辑：马妍春]