互联网背景下高校机械设计课程教学效果调研

2023-08-11原现杰薛会玲

黑龙江科学 2023年11期

郭飞,原现杰,薛会玲

(华北水利水电大学机械学院,郑州 450045)

0 引言

中国互联网络信息中心(CNNIC)第51次《中国互联网络发展状况统计报告》中显示,截至2022年12月,我国网民规模达10.67亿,互联网普及率达75.6%,传统领域应用线上化进程不断加快[1]。社会各领域在互联网的影响下发生了翻天覆地的变化,改变了人们的生活和学习方式。高校大学生作为催动社会快速发展和互联网更新换代的重要群体,电子设备已成为日常学习和生活中不可或缺的一部分[2]。而高校课程思政教育和机械计划课程教学也在互联网背景下面临着新的机遇与挑战,互联网的便捷性、时效性和交互性等特征给高校带来便捷和获取资源多元化的同时,也给其带来了诸多的负面影响,机械设计课程教学方式的选择、互联网背景下机械设计课程教学效果和思政教育环境的复杂化等方面均面临着重大挑战[3]。本研究紧紧围绕互联网背景,着重调研高校机械设计课程的教学效果。

1 互联网特征

互联网是信息资源传播方式发展与变革下的产物,其超越书籍、电话和广播等传统媒介,以润物细无声之势吸收与转化传统媒介,并以电子书、视频和录音等方式展现在大众眼前[4]。互联网这一新媒介主要包含五个特征,其中空间开放性是互联网的核心。互联网的开放性为高校教师和学生提供了更多先进的学习资源,同时也要求教师与学生具备更高的筛查能力。主体虚拟性是互联网的另一大亮点,大众可在虚拟世界里隐藏自身现实中的信息。信息交互性是大众可借助互联网与志同道合之人产生平等的交流与互动。传播的及时性和内容的丰富性是指信息在互联网平台上一经发送,拥有互联网终端的用户就能立刻接受到信息,信息的传递过程中几乎没有延迟,且内容丰富[5],如图1所示。

图1 互联网特征Fig.1 Characteristics of internet

2 研究过程

调研对象为某学院2017级和2018级机械设计课程学生,其中2017级学生39名,2018级学生75名。

2.1 机械设计课程目标维度划分

根据高校机械设计课程的教学计划,将机械设计课程目标分为五个,如表1所示。

表1 机械设计课程目标维度及内涵Tab.1 Dimension and connotation of mechanical design course

2.2 定量评价法

机械设计课程的考核环节包括作业、实验和期末考试,成绩评定方式为平时作业占30%、实验占10%,期末考试占60%,即课程目标1(作业)、课程目标2(作业)、课程目标3(作业)、课程目标4(作业)、课程目标5(作业、实验)及期末成绩。课程目标达成度期望值为0.6,课程目标考核成绩分析法的计算方法如下：取本课程所有学生各考核环节成绩,若学生总数为n,基于成绩考核法的第i个课程目标达成度为：

2.3 定性评价方法

定性评价方法是在问卷调查的基础上评价学生通过课程学习达成课程目标的情况,若学生总数为n,具体计算方法如下：

课程目标达成度=[∑(课程目标i各分数项分值×各分数项学生数)]/(5n)

3 研究结果

3.1 定量评价数据结果

课程目标1达成度为0.77,说明学生基本掌握了单向稳定变应力的强度计算、平键连接特征及强度校核计算、带传动的受力及应力分析、正确设计带传动方面的知识,但达成度低于2017级(0.82)学生,说明学生掌握知识不够全面,综合运用机械设计的一般规律知识稍有不足,运用机械基础知识解决复杂工程问题的能力稍稍弱些。后续教学过程中,要加强基础知识的讲解,通过随堂小测试加深知识的掌握。课程目标2达成度为0.89,高于目标期望值0.6,说明学生掌握了螺栓连接分析及计算、链传动的分析设计、齿轮传动的受力分析方法、齿轮传动的设计原理及设计步骤,但低于2017级(0.92)学生,原因可能在于机械设计的知识点多且很碎。课程目标3达成度为0.81,高于目标期望值0.6和2017级(0.77)学生达成度,说明学生掌握了蜗杆传动的主要参数、材料选择、失效形式、设计步骤和方法方面的知识及滚动轴承承载能力计算及组合设计方面的知识,当然也可能与课堂中讲述的内容重点加强、增加了计算的实例分析和对应的练习有关,说明教学效果较好。如图2所示。

图2 机械设计课程目标1、课程目标2和课程目标3的达成度Fig.2 Achievements of objective 1,2 and 3 of mechanical design course

课程目标4达成度为0.74,说明学生基本掌握了滑动轴承的结构特点、非液体摩擦滑动轴承的设计计算准则及其物理意义、液体动压润滑的基本概念、基本方程和油楔承载机理,达成度高于2017级(0.71)。课程目标5达成度为0.61,低于2017级(0.65),说明学生掌握轴的受力分析、轴的结构设计及轴的强度计算方面的知识较差。如图3所示。

图3 机械设计课程目标4和课程目标5达成度Fig.3 Achievement of objective 4 and 5 of mechanical design course

课程各目标整体达成度较好,满足期望值要求,原因可能是在机械设计课堂教学中,高校教师结合课程内容的特点,采用讲授式、案例式、讨论式、汇报式等教学方法,利用手机等移动信息工具,实现签到、答疑、提问、讨论、作业、测试等各个环节的教学安排,借助图片、音视频等教学手段,应用互联网信息技术,重构教学内容,既提高机械设计课程教学效果,又能将思政元素有机地融入教学内容中,达到了“润物细无声”的育人效果。

教师结合授课内容,部分章节采用翻转课堂的教学模式,发挥学生的主体地位,分小组布置任务,可以采用主题研讨式及答疑解惑式、项目实践式等教学模式。翻转课堂培养了学生的自主学习能力和创新能力,也提高了教师的教学水平。部分章节内渗透相关科学发展史,使思政进课堂,实现德育共赢。

3.2 定性评价数据结果

根据调查问卷原始统计数据进行课程达成度分析,2017级目标1、2、3、4、5达成度分别为0.83、0.85、0.76、0.75、0.72;2018级目标1、2、3、4、5达成度分别为0.83、0.81、0.79、0.78、0.73。总体来看,各课程目标达成度均大于0.6。课程目标达成情况详见表2。

表2 课程目标达成情况调查结果Tab.2 Results of the questionnaire of course objective achievement

出现这一研究结果的原因可能在于高校机械设计课程教师在教学过程中始终以开放式项目和实际工程问题为核心,既向学生传输基础设计知识,还引导其学会如何综合运用基础知识解决工程问题的能力,并且时常开展生活中实际机械工程设计开放性活动,引导学生从生活中发现“机械设计”的存在,体会如何根据需要改进工程实际问题,充分发挥理论联系实际的作用。

4 总结

通过对2017级和2018级机械设计课程学生定量评价与定性评价调研发现,定量评价结果和定性评价结果均高于课程目标达成度期望值,说明机械设计课程教学效果较好。从五个课程目标调查结果来看,2018级学生机械设计课程目标3、课程目标4及课程目标5的目标达成度高于2017级学生,说明这三个目标的教学效果明显。但课程目标2的达成度低于2017级,说明针对这个目标需要调整与改善。