高职院校“互换性与技术测量”实验课程线上线下混合式教学模式探究

2023-11-06尹旭妮丁小兵

山东电力高等专科学校学报 2023年5期

尹旭妮，殷赳，丁小兵

（湖南城市学院，湖南益阳 413000）

0 引言

“互换性与技术测量”实验课程是某职业院校面向机械类专业学生开设的基础必修课程，课程应用性较强［1-3］。通过该课程的学习，学生能够将理论知识应用到企业生产实践中去。目前，很多学生表示仅应用互换性理论基础知识来从事设计及测量工作较为困难，而“互换性与技术测量”实验课程能够将理论知识与实践有效结合在一起，不仅有利于学生更好地理解理论知识，还有利于学生锻炼动手操作能力，从而提高职业院校技术技能应用型人才的培养水平［4-5］。

实践性、操作性强的实验课程仅通过线上教学方式无法有效实现教学目标。在传统的实验教学体系中，实验内容基本固定，教学手段较为单一。在线上线下混合式实验教学模式下，学生通过在线授课、视频演示、动画模拟等多种方式，全面掌握实验的目的和内容［6-7］。学生可以反复观看教师提供的视频素材并提前熟悉实验的操作、数据的记录与分析，能够更深入地理解理论知识和测量原理，更直观地掌握仪器设备的操作流程［8-10］。

本文以激发学生的兴趣与热情为出发点，进行“互换性和技术测量”实验课程的教学改革，构建线上线下混合式实验教学模式，有效提升学生的学业水平和实践操作能力。

1 构建线上线下混合式实验教学模式

目前，国内外很多高校对实验教学模式进行了探索与改革，其中“项目式”和“案例式”教学模式成效良好［11-13］。本文构建了线上线下混合式实验教学模式，该教学模式中包含的教学方法和资源如图1所示，图中虚线框内为线下教学相关内容。借助慕课、智慧树网课、学堂在线等平台，实现线上与线下的教学融合并应用到课前准备、课堂教学与课后分析3个教学阶段，实现“教”与“学”的有效衔接。

图1 线上线下混合式实验教学模式框架图

在学习平台上，教师发布实验指导书、操作演示视频和动画模拟。在课堂上，学生们根据具体的问题和任务进行实验操作。为了深入了解学生的知识点掌握情况，教师在课后组织线上线下讨论活动，跟踪和分析实验教学的实施成效。教师针对不同学习阶段学生反馈的信息，及时进行反思并结合学生学习情况进行教学优化，以提升课堂教学效果。

1.1 课前准备阶段发布线上自学资源

课前准备是实验教学的一个重要环节。在该阶段学生不仅要初步掌握实验操作流程，熟悉实验仪器的操作方法，还要学习搜集有关资料的方法并培养自主学习的能力。在传统实验课前的准备过程中，学生只能依靠教材，从书面文字中了解实验的操作，对实验原理、仪器的构造和使用等很难形成深刻的认识。

在线上线下混合式实验教学模式下，教师制作实验教学视频，收集各种辅助的资源，建立线上平台，引导学生做好课前准备工作，例如观看实验教学视频、预习课件。通过在线观看重点、难点的讲义文档和操作视频，学生可以深入了解本次实验的原理和步骤，从而在课前对实验内容有清晰的认识。教师在课堂上针对重要知识点设计相应的演示环节，让学生对整个实验有清晰、完整的认识。

学生在预习过程中如果遇到疑问，可以通过线上和线下途径查阅相关资料，完成仿真实验和课前测验。学生可以通过线下小组讨论、线上交流等多种方式进行预习，撰写预习报告并绘制实验流程图。在线学习方式给学生提供了便利，使教学不再局限于教学课堂内，学生能够随时随地获取知识。

1.2 课堂教学阶段激发学生兴趣

大部分高职院校开设的“互换性与技术测量”课程的实验教学时长为6～8 学时。教师讲解完测量原理和使用方法并进行演示操作后，留给每位学生亲自动手操作的时间非常有限，很多学生在短时间内无法理解实验测量原理，只能够进行模仿操作，缺少自主思考与举一反三的能力，不利于知识的掌握与实践动手能力的提高。

传统的课堂教学是以教师为中心的，教学方法以教师讲授为主，教学手段简单，教学资源有限，导致学生兴趣缺乏，上课积极性和注意力较差。在线上线下混合式实验教学模式下，课堂是以学生为中心的，网络课堂集文字、影像、动画于一体，组成交互系统，有效激发学生的学习兴趣。学生在课前准备阶段完成了自主预习，对实验原理、操作流程等已经有了比较充分的知识准备，在实验课堂上有较多时间进行仪器操作并完成实验任务。教师不需要用大量的时间进行设备器材的讲解，可以针对性地为学生进行答疑解惑，更好地组织实验课堂教学。

学生进入实验课堂后在雨课堂平台签到，根据教师安排的实验批次，分组开展实验。学生根据任务要求和问题内容，自主进行实验、观察实验现象、记录实验数据。在实验的过程中，学生可以通过参与组内讨论和学习通平台上的主题讨论，回答教师在课堂上提出的问题，以确定实验的主要影响因素。学生完成实验任务后，师生共同分析实验结果，并提出解决问题的方法与思路。通过线上和线下学习方式的结合，采用以任务和问题为驱动的教学方式，深化了学生对实验的理解，使其成为课堂的主体，从而激发了学生的学习热情和求知欲，培养了学生的探索精神和创新能力。

1.3 课后分析阶段进行教学反馈与优化

传统的教学模式下，“互换性与技术测量”实验课程的教学效果主要通过学生实验报告的完成水平来进行评价。教师通过考核学生实验报告的完成度、书写认真程度来评定学生的实验成绩，忽略了学生对实验原理、实验目的、器材操作的掌握程度，这与实验课程开设的初衷不一致。线上线下混合式实验教学模式下，通过以下4 种途径进行有效的课后分析与教学反馈。

1）学生对实验数据进行归纳和整理，撰写详尽的实验报告，并对实验过程进行深入反思和全面总结，同时对学习过程进行自我评估。

2）教师通过在线问卷调查的方式了解学生对线上教学的看法，通过布置线上思考题并统计学生答题结果的方式来了解学生知识点的掌握程度。

3）鼓励学生将学习笔记、实验方法、心得体会、讲解微视频等上传至线上平台。鼓励学生积极参与在线讨论和问题交流，引导学生对实验和教学内容进行反馈，对进一步优化教学模式提出意见和建议。

4）教师通过线上平台发布与实验相关的科研项目或设计任务典型案例，例如利用三坐标测量仪或轮廓仪来测量3D 打印件的形位误差以检测高能束增材制造的控形情况等。

2 改革线上线下混合式教学的实验内容

机械设计制造及其自动化专业学生的实验课程内容主要包括轴或孔直径测量、轴类零件的综合测量及箱体零件的综合测量。

1）在轴或孔的直径测量实验中，采用立式光学计与量块对轴的直径进行相对测量，采用内径百分表与千分尺对孔的直径进行相对测量，根据零件图上的尺寸及偏差或其他技术要求，对轴径或孔径的合格性进行评定。

2）在轴类零件的综合测量实验中，采用立式光学计配合量块、齿轮跳动检查仪及精密粗糙度仪对轴的直径、径向圆跳动及表面粗糙度进行测量，根据零件图上的尺寸要求或者形位要求，对其合格性进行评定。

3）在箱体零件的综合测量实验中，采用内径百分表与千分尺测量孔径，采用三坐标测量机、V 形块与指示表测量圆度和圆柱度，采用平板、心轴、指示表等测量轴心线对箱底的平行度，根据零件图上的形位公差评定其合格性。

将综合性实验与实际生产进行有机融合，进一步扩充教学内容，通过多种途径拓宽学生的视野。学生可以通过在线平台观看与企业生产实践相契合的实验视频，例如用万能卧式测长仪测量工件的内外尺寸，用三坐标测量机测量零件的各项尺寸误差及形位误差，用圆度仪测量圆度误差，用水平仪和自准直仪测量直线度误差，用轮廓样板法测量线、面轮廓度误差，用万能工具显微镜和测齿仪测量零件的尺寸、方向与形位误差等。

3 构建线上线下混合式实验教学的考核体系

传统的实验课程成绩考核通常重点关注学生的出勤情况和实验报告的完成情况，缺少对学生在实验过程中表现出的自主创新和积极性的评估。

构建线上线下相结合的考核方式，利用线上实验平台记录学生预习的时间轨迹、在线测验的完成情况、在线回答问题的数量和质量等信息。学生通过网络进行课程学习测试，课前预习成绩占总成绩的30%。采用线上方式对学生进行考勤管理，考勤成绩占总成绩的10%。在实验过程中，全面评估学生线下实验操作的准确性、完整性以及数据记录和计算的准确性，该成绩占总成绩的20%，学生课堂互动讨论成绩占总成绩的10%。实验课后作业检查和评价是对实验效果进行全面评估的一个重要手段。学生的实验报告及综合作业的提交应当及时、完整、准确，该成绩占总成绩的30%。

改革后线上线下混合式实验课程考核体系如图2 所示，通过双层考核方式，不仅促进了学生线上理论课程的学习，也为提升学生的综合应用实践能力奠定了坚实的基础。