机械设计基础课程设计SPOC混合教学模式研究

1、机械设计基础课程设计spoc昆合教学模式研究一、前言机械设计基础是面向采矿工程、安全工程、工业设计等 非机类专业， 及材料工程、 热能与动力工程等近机类专业开设的 一门重要的学科基础必修课，是从工程制图、理论力学、材料力 学等理论基础课向矿山机械等实践性很强的专业课程过渡的重 要课程。 机械设计基础课程设计是该门基础必修课程配套的 一门重要的实践教学课程，是学生首次接受的全面工程设计训 练。该实践课程要求学生综合运用已学过的多门基础课程解决工 程问题， 对帮助学生形成正确的工程设计思想、 提高综合分析能 力、增进创新精神、 培养良好的工程素质具有关键的先导性作用。 然而，传统机械设计基础课程设

2、计分配课时少，且与学生期 末考试重合。 在该期间内， 学生需要通过查阅大量设计手册中的 表格及其他相关资料， 对齿轮减速器进行设计； 并需完成装配图 1张，零件图12张，以及设计说明书1本，工作量大。很多 学生只能通过简单模仿往年学生的数据和图纸来完成， 没能掌握 设计过程。 如何在课时不足的情况下提高课程教学质量， 是急需 解决的问题。慕课（M00）作为一种基于信息技术的教学新模式，近几年 在世界范围迅速兴起。这种利用在线教育拓展教学时空的模式， 为课程设计课时不足问题的解决提供了可能。 然而，随着慕课的推广，高辍学率、参与度不足、学习管理难、缺乏浸润式学习体 验等弊端逐渐凸显， 无法满足课

3、程设计学习中深度及广度等个性 化的学习诉求。 针对“慕课”上述问题， 国内外教育界的很多学 者都在探索既能利用现代信息技术， 又能确保类似传统课堂教学 效果的“后慕课”时代教育方式。由加州大学伯克利分校 ArmandoFox 教授于 2013 年提出的 SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程），一种线上教学与线下传统课 堂相结合的混合教学新模式， 便是其中最具代表性的一种。 同年， 在比尔及梅琳达？盖茨基金会资助下，基于edX及MITx平台的对 比教学研究结果显示：讲授同样的课程，采用SPOC教学方式的学生最终平均分数高于慕课教学方式下近 10分

4、。能否将SPOC混 合教学模式引入机械设计基础课程设计的教学过程；以及如 何结合该门课程的特点引入该新教学模式， 以解决现有课程课时 短、工作量大、对学生专业综合能力要求高的问题，是本文探索 研究的内容。二、课程设计SPOC混合教学模式设计SPO（教学模式是一种基于线上、线下的混合教学模式，其 中，线上教学具有学习时间自由， 易用现代信息手段阐述知识点 的优点；而线下教学则具有易于引导学生主动思考，便于交流、 探讨，浸入感强的优点。故在设计 SPOC教学模式时，应在机 械设计基础课程设计课程特点的基础上，充分考虑线上、线下 教学的优缺点， 使两种方法的优势得到充分利用， 进而实现理想的教学效果

5、。基于上述内容，对课程设计的SPOC教学模式路径进行设计，如图1所示。其主要由教学内容设计、线上一课堂混 合教学实施、成绩评定三部分组成。1. 教学内容设计。 包括课程设计内容切分， 设计阶段划分及 学习资源设计与开发三部分。 其中， 课程设计内容切分是为了便 于学生利用课下碎片化时间进行自学， 将机械设计基础课程设计 的内容进行小知识点化地切分。 先将课程设计内容按照对象的不 同划分为传动装置总体设计方案设计， 电动机型号确定， 传动装 置的运动及动力参数计算， 传动零件、 轴的设计计算， 滚动轴承、 联轴器、 键及润滑密封的选择和校验， 减速器机体结构及其附件 设计，装配图与零件图绘制 6

6、 个单元模块； 再进一步将每个模块 的内容细分为多个便于短时间学习的小知识点， 如将“轴的设计 计算”模块细分为轴上零件布置与装配方案拟定、轴的材料选 择、轴的结构设计、轴的强度设计 4 小块内容。而设计阶段划分 则是将12周的课程设计学习过程分割为课程导入、方案拟定 与计算、 装配草图绘制、 装配图完成、 零件图完成、 说明书完成、 课程设计答辩 7 个阶段。 再根据上述内容与阶段的划分， 对相应 线上线下的学习资源进行设计和开发， 主要包括录制微视频、 设 计学习任务单、 设计在线测验内容， 及其他辅助材料的制作与整 理。2. 线上、课堂混合教学实施。首先，通过线上教学的实施， 导入课程并

7、引导学生自主开展初步设计。 具体来说， 学生在分组 后，查看单元设计任务，自学视频课程；再以小组为单位，协作 初步完成该单元布置的设计内容；设计过程中遇到的常见问题， 通过与学生及老师的在线讨论，协作解决。其次，教师再结合传 统课堂教学， 对设计过程中遇到的重难点进行解析。 即在整理在 线讨论中遇到的难点问题基础上， 在课堂上针对性地结合抛锚式 教学法等引导式教学方法对其进行深入讲解。 先后创建情境、 确 定问题，引导学生分析问题、主动探究，最终让学生通过小组协 作及与教师的积极探讨解决问题。最后，再返回线上教学，对教 学效果进行进一步的巩固。学生将完善后的课程设计阶段报告， 通过在线平台上传

8、； 进行单元在线问题测试， 对单元内容的掌握 进行再一次评估， 加强学生对关键知识点的记忆； 并进一步将课 程设计完善过程中遇到的问题及产生的新想法在线与同学、 教师 讨论交流，拓展知识。3. 成绩评定。 不同于传统基于图纸、 说明书完成情况及答辩 情况这种总结性评价的单一方法， 本混合教学法采用过程评价与 总结性评价相结合的方法。 其中，过程评价一方面基于学生课堂 中的表现、线上教学视频观看情况。另外一方面，在各个模块完 成后，增设在线测试题； 结合学生在线测试及对应设计子阶段完 成情况对设计过程进行进一步评价。 这种过程评价的增加促进了 学生学习的主动性，综合反应了学生课程设计的实际掌握情况， 且避免了学生找他人代做的可能性。三、结语本文针对传统课程设计课时短与工作量大的矛盾，探索了SPO（教学模式的应用。一学期的教学实践表明，SPO（教学法不仅拓展了教学时间，且提高了学生的学习主动性及团队协作精 神。如传统教学班越崎 16-1 班胡玉宁同学对应用新教学法班级 学风的评价：“深深感受到 2 班学习的热情，学习劲头很足，比 我们班学习氛围好很多”。此外，授课学生也对SPO（教学法的实施效果给予了较高的评价，如越崎 16-2 班闫鸿池同学所说 “这次的机械设计，