机械测试技术课程“互联网+”开放式教学改革及实践

江苏科技大学苏州理工学院机电与动力工程学院 江苏张家港 215600

互联网的进步促使高等教育教学改革面临新的机遇和挑战，在“互联网+”背景下，“移动终端+网络+教育”教学模式使学习变得更便捷[1]。高校传统课堂教学过程中，课堂学习效率低、课后自主学习积极性不高的现象十分普遍，而网络教学平台和资源的开放虽然有效地解决了时间和空间对学习的约束，但其成效更多依赖于学习的自主性。因此，如何利用网络资源优化传统教学备受关注。邢婷婷等提出了“手机+微课”的课堂教学模式，激发了学生课堂学习兴趣[2]；董文瀚等优化了网络教学资源与传统课堂教学的配置关系，拓展了学习深度[3]；显然，网络教学资源的合理引入，有助于传统教学效果的提升。但就目前工科类高校的网络课程建设而言，重理论轻实践的现象依旧存在，因此，本文针对传统课堂教学与网络教学改革优化进行研究，重点针对网络课程与传统课堂的同步教学方式、网络课程中理论和实践的同步教学方法进行探索与设计，并在机械测试技术课程中进行了教学实践。

1 “互联网+”开放式教学策略

1.1 教学内容

测试技术是机械类专业的专业基础课程，具有较强的工程应用性，对于理论与实践环节的教和学都有很高的要求[4]。为更好地适应“互联网+”背景下的课程教学改革发展趋势，结合测试技术课程特点，对该课程的教学内容进行了合理编排(如图1所示)，教学内容的组织兼顾理论和实践，理论教学注重新奇，实践教学注重实用。教学内容的组织以实践环节为主线，将理论教学进行串联，即以实现机械工程典型测试实验系统的搭建为目标，针对学生的兴趣爱好，结合生产、生活实际选取工程案例引入课程，引导学生完成常用传感器、信号调理和记录、测试系统特性、信号分析和处理、误差分析和数据处理以及现代测试系统等章节知识的自主学习。教学内容组织有序完整，基础知识的教学内容源于书本，拓展知识的内容呈现于移动终端，形成系统的线上、线下知识链。

图1 教学内容组织

1.2 教学方法

传统的测试技术课程的理论教学遵循讲授、辅导答疑的教学方法，学生处于被动学习状态，学习内容的留存率低，实践环节为验证性实验，知识的应用转化率不高。针对机械测试技术课程理论与实践精密联系的特点，文中提出了基于“互联网+”的递进互动式教学方法。理论教学环节以发现教学法为主，课前，教师利用网络教学平台设计导学案，以创设问题情境的方式启发学生，引导学生利用移动终端自主完成预学习；课中，根据反馈的预学习效果，进行分类指导，引导学生自主完成知识的内化；课后，利用网络拓展知识板块，学生自主完成深化学习，实现迁移发展。实践教学方法为启发式实验，课前，教师引入工程测试实例及课题，激发学生自主学习兴趣；课中，引导学生就具体测试原理及测试系统的搭建探究方法，与理论知识形成联结；课后，学生自主完成测试系统搭建和实验，形成项目报告提交，提高主动学习的意识和能力(见表1)。

表1 递进互动式教学方法

2 “互联网+”开放式教学模式

随着测试技术的不断发展，课程知识体系不断膨胀，已远超传统测试技术课程教学范围，传统课堂满堂灌式的教学方法已不能完全适应课程的教学任务要求，针对“互联网+”和大数据引领的教育领域的方向变革，文中提出了工科自动化类课程的“互联网+”教学模式。该教学模式将学生的学习阶段划分为课前自主学习、课中深化学习和课后巩固学习3个学习阶段，根据不同阶段的教和学的特点，针对理论教学环节和实践教学环节，分别制订相应的“互联网+”开放式教学模式(如图2所示)。

图2 “互联网+”开放式教学模式

2.1 理论教学模式

“互联网+”开放式教学模式注重学生自主探究学习能力的培养，课程的理论教学采用启发式教学方法，即以测试工程实例为教学切入点，创设问题情境启发学生，引导学生对测试技术基本原理和知识展开自主学习。课前，教师端将课程内容以创设问题情境、制订学习目标、发布学习任务的形式编制成导学案[5]，推送至网络教学平台，引导学生预学习，学习效果及时反馈于教师端；课中，教师以学定教，分解学习目标，分类提供方法指导，鼓励学生在课堂上就具体问题通过移动终端查找补充材料，达到深化学习的目的；课后，学生根据自身兴趣，自主选择网络课程，提交学习总结，教师及时在线答疑，了解学习状况，适时调整教学策略，更好地帮助学生巩固所学知识。

2.2 实践教学模式

针对机械测试技术课程与工程实际联系密切的特点，“互联网+”开放式实践教学模式以学生工程素养训练为核心，注重学生工程实践能力的培养，实践教学的开放性体现在实验课题和实验平台的多样性以及可选择性上，学生根据自身能力和兴趣，可以自主选择LabVIEW，Simulink，Proteus等虚拟仿真实验平台，搭建虚拟测试系统，亦可以自主选择主控系统、外围模块和测试方法，设计实物作品。通过课前项目发布及认领、课中项目分解和交流、课后实践和网络再学习，培养学生自主学习的兴趣，锻炼学生实践探索的能力，变被动吸收为主动汲取。

2.3 教学实践案例

为进一步阐述 “互联网+”开放式教学实践方式，以机械工程中力学测试系统教学为例，进行教学设计及实践。“互联网+”开放式教学实践案例如表2所示，以机械工程力学测试系统设计为教学目标，遵循测试系统搭建的一般逻辑和顺序，合理编排理论与实践教学知识点的教学内容和教学顺序，理论教学环节以基础板块知识的发现式教学为主，注重学生对专业知识体系的理解和认知培养；实践教学环节注重知识的启发式拓展，培养学生动手实践操作能力和工程应用能力；在测试系统设计教与学的过程中，实现理论与实践的串联知识体系构建。课程的考核环节，以实现力学测试系统的自主设计和实验为目标，学生根据课堂学习及网络教学平台自主学习情况，结合自身兴趣和能力，选择或自拟实验课题，完成方案制订、仿真测试或实物设计。

表2 教学实践案例

“互联网+”开放式教学改革在学校机械专业实施已有一年多时间，从前期教学实践效果看，学生自主学习的积极性显著提高，主动学习的意识得到强化，理论和实践教学成效凸显。图3为学生自主设计完成的多功能电子秤，学生认领实验项目后，在网络终端导学案的导引下，主动思考力学测试系统基本组成、传感器选用的基本原则、测试系统的搭建等基础理论知识；在项目实施过程中，进一步发现信号失真、频率混叠等现象，进而激发学生利用“互联网+”拓展知识板块，自主探索不失真测试的基本条件、放大电路设计和滤波算法选择等相关知识；此外，操作过程中，学生需要自主完成单片机程序的编写、电子元件的焊接和调试等，工程应用及设计能力得到进一步提升。

图3 多功能电子秤

3 结语

针对机械测试技术课程特点，利用专业网络教学资源平台将移动终端、网络与传统课堂教学相结合，形成“互联网+”开放式教学模式，并将理论教学环节与实践教学环节的有机串联作为研究重点。就课题实施效果而言，不仅有效解决了传统课堂教学模式存在的弊端，而且提高了学生的学习兴趣，有效提升了学生主动学习的意识和自主学习的能力，为同类课程的“互联网+”教育改革和实践提供了新的思路。