《机械制造工程学》线上线下混合式金课建设及教学实践

郝敬宾 韩正铜 刘新华 杨海峰 田宪华

摘 要 针对教育部实施的一流本科课程 “双万计划”，开展了《机械制造工程学》线上线下混合式金课建设工作。以微课程这一新的教学模式来弥补传统课堂教学和实验教学的不足，进行了有针对性的微课程设计、内容编选和平台建设;并通过微信公众平台进行课程资源共享和课程教学互动，利用移动终端的即时性、及时性和灵活性的优点，进行线上线下混合式教学，提升学生的学习兴趣和过程参与度，满足学生对课程学习的不同需求，引导学生进行深入探索与拓展学习，为提高《机械制造工程学》教学效果做出了有益地探索和实践。

关键词 机械制造工程学 金课建设 线上线下混合式教学 微课程

中图分类号：G642文献标识码：A

1机械制造工程学金课建设

教育部以建设面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力的一流专业为目标，实施一流专业建设2019-2021年，建设10000个左右国家级一流本科专业点和10000个左右省级一流本科专业点，即所谓的“双万计划”。学校根据《“双万计划”国家级一流本科课程推荐认定办法》，组织各学院认真开展国家级一流本科课程的建设和推荐认定工作，《机械制造工程学》作为机械工程专业本科生的专业主干课，被列为学校2020年线上线下混合式金课的重点培育项目。《机械制造工程学》课程在2018年国际工程教育认证的过程中，按照认证要求进行了教学大纲的重新修订和实验内容的更新，着重于培养学生加工工艺分析、工装夹具设计、装配调试等方面的工程实践能力。由于本课程涉及知识面宽、内容多、而课堂教学从40学时压缩到32学时，如何完成教学目标并取得较好的教学效果，一直是课程组老师不断探索的课题。

随着移动互联网技术的迅猛发展，基于移动网络开发设计的微课程正在展现其独特的优势。与传统教学模式相比，微课程短小精炼和趣味互动，可以让学生根据自己的需求去接收知识。在机械制造工艺的教学中加入微课程网络互动教学环节，一方面，可以很好地激发学生自主学习的兴趣，充分利用课余的零散时间进行知识点的预习和巩固;另一方面，适时地扩充一些课堂上没有涉及到的知识点，尤其是制造业最新最前沿的技术信息，开阔学生的眼界。

依托于2015年校级网络在线课程培育项目和2016年校级网络在线课程建设项目——《机械制造工程学》的微课程建设，以及2015年机电工程学院实验室教学改革项目——《机械制造工程学》实验更新与方法创新。课程组尝试以微课程这一新的教学模式来弥补传统课堂教学和实验教学的不足，进行了有针对性的微课程设计、内容编选和平台建设，并通过微信公众平台进行课程资源共享和课程教学互动，利用移动终端的即时性、及时性和灵活性的优点，进行线上线下混合式教学，提升学生的学习兴趣和过程参与度，满足学生对课程学习的不同需求，引导学生进行深入探索与拓展学习，培养学生的自主学习能力。

2线上线下混合式课程建设内容

2.1构建线上教学与线下教学有机结合的课程体系

2.1.1微课程与课堂教学的内容衔接

微课程在内容设计上以教学大纲为基础，以课前引导和课后巩固为目标，对重新编排的教学内容进行知识点的划分，对每个小节进行独立设计和编排。课前微课程介绍一些储备知识并提出一两个问题，学生通过网络学习后进行答题签到;课后微课程是对课堂教学的重点复习和拓展知识点的补充，学生完成巩固性课程视为课堂学习合格，如果能完成拓展性课程可适度加分。

2.1.2虚拟仿真与实验教学的虚实结合

利用多媒体技术和虚拟现实技术将实验过程或操作设备进行虚拟仿真，让学生在实验课之前通过微课程能够“真实”地观看整个实验过程，了解操作设备的构造，便于学生可以更快地进入实验状态，正确操作机器设备。另外，虚拟仿真实验还为实验操作做好安全提醒，通过一些操作要领的小测试，考查学生的安全操作意识。

2.2制作短小精炼、形式新颖、趣味互动的微课程

2.2.1微课程脚本设计短小精炼

将课程知识点进行分解，每一个知识点录制一节微课程，每节微课程的时间控制在10-15分钟，分为三部分：开始的2-3分钟为课程的引入，中间6-10分钟为知识点的讲解，最后2分钟为课程的总结或小测试。在脚本设计上力求精炼，突出重点，一节微课程对应教学内容中的一个重点或难点。目前所有微课程视频都上传到中国矿业大学泛雅平台，已经运行三年，有两届学生进行了在线学习。

2.2.2微课程内容编排形式新颖

所有微课程视频教师出镜讲解，同时借助强大的多媒体技术，摆脱传统的板书或讲台的形象，使用三维动画来展示二维图形无法表达的空间结构。通过现场视频来介绍生产流程或加工过程，借助虚拟现实技术对装置或设备进行虚拟操作，让学生更容易掌握实践性强的教学内容。

2.2.3微课程教学过程趣味互动

在微视频中添加有趣的元素，如：幽默的语言声音、搞笑的人物形象、社会热点话题等，以吸引学生在课余时间来自主学习。微视频播放中设置互动答题环节，需回答问题后才能继续观看，以检验学生对知识点的掌握情况。另外，在泛雅平台的每个课程点上还添加了一些拓展知识（如：国外先进制造技术视频、最新的研究论文等），让感兴趣的学生自主选择来观看和学习。

2.3基于微信公众平台的线上线下混合式教学

2.3.1通过公众平台共享网络课程资源

由于课程所涉及的知识面宽、内容多，将课程资源放到微信公众平台上，学生可以选择关注课程微信公众号进行自主学习，打破了以往课堂教学在时间和地点上的局限，让学生根据各自的情况选择学习时间和学习内容。作者于2015年注册了“郝博士微课堂”微信公众号，借助第三方工具进行了平台建设。

2.3.2通过公众平台实现全方位互动教学

利用微信公众平台有针对性地设计课前提问、课上互动和课后答疑等互动模块，如：课前的微话题和微投票;课上的微签到和微信墙;课后的微测试和微任务等。通过移动终端来加强与学生之間的课前、课上和课后的交流互动，及时掌握学生的到课情况和学习效果，有效提高该课程的教学效果。

3機械制造工程学混合式教学实践情况

在校级网络在线课程建设项目的支持下，录制完成了46个视频并上传到中国矿业大学泛雅平台，覆盖全部章节的知识点。在微课程录制期间，已在2015级机械工程专业12班357名本科生的教学过程中进行了试用，学生普通反应较好，同时也提出了一些合理化建议，对后期的制作和剪辑很有帮助。从2016级全年级的课程达成度评价统计来看，课程教学效果较2015级有所提高，4项支撑指标点的达成度值都有所上升。

本学期2017级机械工程专业10个自然班全部使用该微课程教学资料，由于疫情原因，课程组采用的是线上混合式教学，即：由学生先通过超星平台学习课程的微课视频，完成1个学时的线上自学环节;再由任课老师通过腾讯课堂/腾讯会议平台为学生进行线上直播授课和互动答疑，完成1个学时的直播互动环节，进而完成一个教学单元的授课工作。

在教学过程管理上，课程组老师“课前”使用超星学习通、QQ群和微信公众号推送教学资源与教学任务，通过学生的反馈，及时掌握学情，调整教学内容。“课中”依托腾讯课堂/腾讯会议直播平台，搭建线上同步课堂，授课过程中加强和学生的互动。“课后”通过作业发布，了解学生掌握知识的程度，同时用好班级QQ群，及时进行课程反馈和知识点答疑。从随堂测试和课后作业的总体成绩来看，较往年有所提高。

“郝博士微课堂”微课公众号的关注人数一直保持在500人左右，在《机械制造工程学》的课程平台里共设置了课前预习环节20个知识点、课后复习环节20个知识点，课程作业九个单元。通过微信公众号的后台查看，各环节的累积点击率都超过了500次。学生通过移动终端可以完成课前预习、课上签到和课后答疑等教学环节。该平台的运行很好地实现了线上线下混合式教学，增强了课堂教学的互动性，提高了课程的教学效果。

4总结和展望

目前，线上教学与线下教学的内容设计还有一些重复的地方，需要通过知识点的梳理和难易程度划分，进行有梯度地编选。虚拟实验平台还需要进一步建设，补充一些大型贵重仪器设备的虚拟操作实验。在线上线下混合式教学的方式方法、内容衔接、网络平台等方面还有很多工作要做。

作者简介：郝敬宾（1982—），男，汉族，江苏徐州，工学博士，副教授，研究方向：3D打印与智能制造，激光再制造。

参考文献

[1] 王建华.关于一流本科专业建设的思考——兼评“双万计划”[J].重庆高教研究，2019，7（04）：122-128.

[2] 蔡兴壮.基于学习通平台的计算机应用基础微课程建设及教学实践探究[J].计算机时代，2018（10）：74-77.

[3] 中国矿业大学泛雅平台网络课程：机械制造工程学[DB/OL].https：//mooc1-1.chaoxing.com/course/207997313.html.