基于学习通平台的机械原理课程混合式教学改革创新和实践研究

于蒙杰，张学军，王晓暄，马卫彬，史增录

(新疆农业大学 机电工程学院，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830052)

“互联网+”环境下，利用互联网技术创新教学模式是高校提升教学质量和推进教学改革的发展趋势[1-2]。超星学习通是基于微服务架构打造的课程学习、知识传播与管理分享平台；混合式教学是指将线上教学和线下教学相结合的教学方式。本文以新疆农业大学机械原理课程为研究对象，将该课程的理论授课环节由传统板书+多媒体教学模式转变为线上、线下混合式教学模式，实践教学环节由验证性实验教学转变为验证性实验教学+创新实践环节，开展基于学习通平台的机械原理课程混合式教学改革探究。

1 机械原理课程现状

机械原理课程是高等院校机械专业的核心课程，它以机械系统方案的设计为主线，重点研究机械的一般共性问题和机器中常用机构的特点及其设计方法，其教学目标是对学生的机械综合设计能力、创新能力和工程实践能力的培养。本课程在有效教学可为学生学习基础课和专业课程起到承前启后的作用，同时为学生将来从事机械设计和研究工作起到增强适应能力、开发创新能力和工程实践能力的作用[3，4]。

目前，机械原理课程共有64 学时，包含58 个理论学时和6个实验学时，大班授课，后续无课程设计环节。该课程具有教学难点多、知识点分散和实践性强等特点。理论授课环节主要采用传统板书和多媒体教学相结合的方式，施行以“教师、教材、课堂为中心”的教学思想[5]，缺乏互动性，教学数据滞后；实践教学环节仍局限于验证性实验教学，缺乏创新性和实践性，学生学习的积极性难以发挥，理论知识与实践训练难以有效结合；考核评价方式单一，不利于综合考察学生对知识点的掌握情况。通过开展基于学习通平台的机械原理课程混合式教学改革与实践，将线上线下教学有机融合，既有利于实现教学优势良性互补，激发学生的主观能动性，启迪学生创新思维，提升学生创新能力和工程实践能力，同时也能促进教师教学能力的提升[6]。

2 基于学习通平台的机械原理混合式教学改革举措

2.1 建立基于学习通平台的混合式教学的教学资源库

2.1.1 确定网络教学平台

为确保在线教学效果，项目团队结合多年面授课程经验及互联网教学的特点，经过前期对腾讯课堂、学习通、钉钉等平台的测试和讨论，最终选用学习通作为主要的线上教学平台。以超星学习通平台为依托的混合式教学模式是指课程线上部分均在超星学习通平台展开，超星会自动形成线上学习的课程积分；课程线下教学部分在教室内展开，由教师讲解复杂的知识点并解答课后疑难问题[7]。

2.1.2 统筹衔接线上线下教学内容

团队教师集体备课，仔细研读教材和教学参考书，结合机械专业的培养目标，选择和分析处理知识点，明确线上线下的教学内容，制定教学大纲，开发教学设计方案，制作教学课件，撰写教案，创建习题库以及录制微课视频[8]。

2.1.3 搭建资源库基本架构

针对机械专业学生的特点，开发、收集、制作一批丰富的机械原理课程的微课、碎片化课程信息资源，将教学大纲、教学课件、作业库、动图和图片等教学资源上传到学习通，搭建资源库基本架构。

2.2 进行“互联网+”环境下混合式教学模式的探索

在混合式教学过程中，利用学习通平台开展课前导学探究、课中协作研讨和课后拓展巩固。巧用学习通的统计分析功能进行课前、课中和课后学情诊断，滚动优化教学方案，实时调整教学进度，助力精准教学，提高教学质量。通过“引导自学、积极讨论、及时反馈”实现闭环式线上线下教学。机械原理课程混合式教学模式流程见图1。

图1 机械原理课程混合式教学模式流程图Tab.1 The characteristics and types of gear mechanism mixed teaching design

2.3 基于学习通平台的机械原理课程混合式教学设计方案

采用线上线下混合式教学，教师课前对机械原理课程的线上、线下授课内容进行精心设计，统筹衔接线上、线下内容；课中以ppt 课件演示、任务驱动、嵌入式课程思政以及学习通平台等多元化的教学手段组织实施；课后强化教学，拓展学习深度[9]。以齿轮机构的特点及类型这一节内容为例，简要介绍混合式教学设计。具体的教学设计见表1。

表1 齿轮机构的特点及类型混合式教学设计Tab.1 Hybrid teaching design for the characteristics and types of gear mechanism

2.4 改革考核评价体系

结合课程特点，注重在学习过程和实践中考核学生。改革前考核包括考勤（20%）、实验（10%）、期末考试（70%），改革后考核包括考勤（10%）、实验（10%）、期末考试（60%）、线上线下参与研讨表现（10%）、创新实践环节作业（10%）。改革后的考核加入更多的衡量标准，采用多元化的考核方式，综合评价学生的课程成绩，促进学生自主、主动地学习。

3 混合式教学改革成效

构建以学生为中心的课堂新生态，学生学习主动性和积极性有很大提升。在混合式教学过程中教师主动创造学生与教学资源、教师与学生、学生与学生之间的连接，通过组织线上线下的教学活动来加强师生的互动交流，构建以学生为中心的课堂新生态。本学期学生共完成线上章节任务点15个、参与课堂活动66 个，观看视频17 个，完成作业7 次，章节测试9次，参与讨论区话题8个。

改革后的教学增加了创新实践环节，提升了学生的实践创新能力。从第8 章平面连杆机构开始，每章学习结束后布置1次设计性大作业。要求学生通过观察实际生活中机构的应用实例，结合本课程的基础理论知识、查阅文献资料（专利、论文）等构思某种机构或机械系统方案，以小组为单位画出机构或机械系统运动简图，利用UG、Solidworks 等三维软件绘制机构模型或者制作实体机构，并制作包含机构名称、工作原理、优缺点和应用场合等内容的机构解说微视频上传到学习通。通过实践创新环节，不仅提高学生的自学能力、视频制作能力、团队协作意识和实践创新能力，还丰富了课程教学资源库，拓展了学生的学习深度[10-12]。创新实践环节部分学生作品见图2、图3。

图2 机械虹膜机构Fig.2 Mechanical iris mechanism

图3 多足连杆步行机构Fig.3 Multi-link walking mechanism

4 结语

在互联网+环境下，教育模式需要不断改进和丰富，开展课堂教学改革是大势所趋。开展基于学习通平台的机械原理课程混合式教学改革，将线上线下教学有机融合，有利于实现教学优势良性互补，高效发挥教师在教学过程中的引导作用，激发学生的主观能动性，提升学生创新能力和工程实践能力，促进教师教学能力提升。同时，对于后续专业课程的教学研究和改革页有积极的推动和指导作用。