基于多终端的混合式教学
《数控加工技术》在线开放课程建设案例
机械工程学院 周文玉
1.教学理念和模式
围绕“MOOC”教学理念和模式,充分结合《数控加工技术》课程教学一线实践和先进理念,以基于中国大学MOOC的多终端的混合式教学为基本课程教学模式,依托于微课、慕课建设,开发优质数字化教学资源,携手做新时代创客,打造教师教学发展新范式,建设《数控加工技术》精品在线开放课程,利用爱课程教学云平台深入开展混合式教学实践,建立立体化的教学新生态,从而打造校内外教学改革标杆。
2.课程建设目标
针对传统在线教育中通常存在的数字化教学资源匮乏且使用率低、制作形式单一、照搬传统课堂、无法真正提升教学效能等问题,按照教育部关于在线开放课程建设的要求,以数字化、移动化、信息化教学为导向,以微课、慕课建设为基础,开发优质数字化教学资源,并深入开展混合式教学实践。
(1)突破教学内容、教学模式、教学时间和教学空间的局限性,改变陈旧的教学理念,促进教学质量的提升;
(2)减轻教师课堂讲授的重复性劳动,提高创造性劳动的含量,实现个性化指导,从而提高课堂效率;
(3)通过多样化的课堂教学形式,满足学生多样化的学习需求,调动学生课堂学习的积极性和主动性,构建新型的师生关系,形成良性、多元的师生互动机制;
(4)通过在线开放课程的建设,推进“课内+课外”、“线上+线下”课程综合改革,进一步应用,推动教学信息化发展。
3.课程建设(改革)思路
(1)按照“调学时、明内容、转方式、改方法、显名师”的思路进行课程综合改革设计。
(2)研究新的教学理念和方法,如翻转课堂教学法、混合式教学法等,并能够将新的教学方法应用到课程建设和实践中。
(3)开发《数控加工技术》特色线上课程,提倡教师利用网络平台组织教学,指导和管理学生进行自主学习。
(4)力推“课内+课外”、“线上+线下”、“课堂+现场”、“平时+期末”等综合性一体化教改,打造基于数字化教学和混合式学习教改新范式。
4.教学设计与课程建设(过程)
(1)以《数控加工技术》课程教学要求和教学大纲为基础,确定教学目标,优化整合课程内容(见表1),梳理课程知识点,设计慕课制作方案。
(2)精心设计PPT,字斟句酌修改讲稿。
(3)拍摄、剪辑视频,制作字幕文件。
(4)上传视频、PPT等资源至爱课程(中国大学MOOC)平台,形成围绕知识点展开、清晰表达知识框架的短视频模块集为主的教学资源。
(5)设计、制作课间提问、课堂讨论、随堂测验、单元作业、单元测验等教学资源,用于过程性评价。
(6)制作在线考试试题库系统,用于终结性评价。
表1 优化整合课程内容
章(模块) |
节(知识点) |
第1章 数控加工技术概论 (2学时) |
1.1 数控机床的基本概念及发展概况 |
1.2 数控机床的组成及工作原理 |
1.3 数控机床的分类 |
1.4 数控机床的特点及适用范围 |
1.5 数控机床的发展趋势 |
第2章 计算机数控系统 (6学时) |
2.1 概述 |
2.2 CNC装置的硬件结构 |
2.3 CNC装置的软件结构 |
2.4 插补的基本概念 |
2.5 逐点比较法插补 |
2.6 数字积分法插补 |
第3章 数控机床的伺服系统 (6学时) |
3.1 伺服系统的概述 |
3.2 开环伺服系统 |
3.3 闭环伺服系统 |
3.4 闭环伺服系统的检测元件 |
第4章 数控加工工艺基础 (6学时) |
4.1 数控加工工艺概述 |
4.2 数控加工内容的确定 |
4.3 数控加工零件的工艺性分析 |
4.4 数控加工工艺路线的设计 |
4.5 数控加工工序的设计 |
4.6 数控加工工艺文件的编制 |
第5章 数控加工程序的编制 (12学时) |
5.1 数控编程基础 |
5.2 数控车床加工程序的编制 |
5.3 数控铣床加工程序的编制 |
5.4 加工中心加工程序的编制 |
第6章 数控机床的机械结构 (12学时) |
6.1数控机床机械结构的组成和特点 |
6.2数控机床对机械结构的基本要求 |
6.3数控机床的总体布局 |
6.4数控机床的主传动系统 |
6.5数控机床的进给传动系统 |
6.6数控机床的导轨 |
6.7数控机床的自动换刀装置 |
6.8数控机床的回转工作台 |
数控仿真实验 (4学时) |
实验一:数控车削编程与仿真加工 |
实验二:数控铣削编程与仿真加工 |
5.混合教学实施(方案与过程)
基于中国大学MOOC平台,根据教学目标与教学内容,按周组织教学活动,科学规划在线学习资源(详见表2),围绕教学内容和资源间关系,颗粒化组织教学内容及资源,开展在线学习(线上)与课堂教学(线下)相结合、翻转课堂等多种方式的课堂教学模式,运用过程性评价和结果性评价相结合的方式进行考核,帮助学生更好地进行课程学习。

表2 在线课程教学安排
(1)在线学习
教师定期发布学习指导、教学视频、课件、课堂讨论、作业、单元测验等教学资源以及公告通知等,有条不紊地开展在线教学活动。学生可以使用电脑、手机、平板等(多终端)随时随地进行在线课程的碎片化学习,查看教师发布的资源,参与教师发布的活动。
(2)课堂教学
教师根据平台提供的学习过程数据以及讨论区主题,随时关注学生学习动态,跟踪学生学习进度,查看学生学习成绩,为及时调整课堂教学进度与教学内容提供参考。课堂教学以学法指导、现场答疑、互动交流、拓展训练为主来组织教学活动。
(3)考核评价
课程考核评价采用结果性评价与过程性评价相结合的方式进行。课程总成绩=考试×60%+单元测验×20%+单元作业10%+课程讨论×10%。在线考试可设置多种题型,并且具有根据试题库随机组卷,打乱试题顺序等多种防止作弊策略。平台的学生成绩管理工具具有强大的数据统计分析功能,有助于后期的教学反思与教学改进。
通过在线视频学习、网上作业布置、提交和批改,及时网上辅导反馈,线上、线下讨论答疑,网上社区讨论等,促进师生之间、学生之间进行资源共享、问题交流和协作学习,加强了师生课堂与课下的互动,激发了学生主动学习的兴趣和积极性。
6.教学反思与总结
通过《数控加工技术》在线开放课程的建设与实践,形成了一套卓有成效的多终端的混合式教学模式。这种多终端的混合式教学模式,对于学生来说,可以随时随地碎片化学习,实现个性化、按需学习,并且能在学习过程中获得其他同伴的支持。对于教师来说,可以随时随地跟踪学生学习情况,及时调整教学进度;系统自动批阅作业、试卷,智能生成成绩报告,减轻了教师重复劳动负担、提升了教学效能;系统提供学生学习行为、成绩等统计数据,便于教师开展教学研究工作。
探索混合式教学模式,对促进信息技术与教育教学的深度融合,促进学生自主性学习习惯的养成,实现“以教为主向以学为主转变、以课堂教学为主向课堂教学与课外教学相结合转变、以结果评价为主向结果评价与过程评价相结合转变”人才培养模式的改革与创新起到了强有力的推进作用。