面向高职教育的“机械制造工艺”E-learning体系结构研究

2013-11-18杨晓辉

长春师范大学学报 2013年8期

许晶，杨晓辉

（长春职业技术学院，吉林长春 130000）

1 研究背景

高等职业教育作为高等教育的一个重要组成部分，担当起培养基层第一线的高级技术应用型专门人才的重任。我国目前工作在生产一线的劳动者素质偏低和技能型人才紧缺问题十分突出，技术工人短缺已成为制约产业升级和经济发展的突出因素[1]。因此，党和政府空前重视职业教育的发展，把职业教育的发展作为我们国家经济和社会发展的重要基础，同时也作为教育工作的战略重点。我国要想从制造大国走向制造强国，必须加快制造业高技能人才的培养，尤其是机械制造方面的人才培养是当务之急，要采取措施培养一大批机械技师和高级机械技师。

在高等职业教育中，“机械制造工艺”是以机械制造中的工艺问题为研究对象的一门技术学科，是“机械制造工艺及设备”、“机械制造与自动化”和“机械设计与制造”等专业的一门核心专业基础课程，是机械技师必须掌握的核心内容。从全国大部分高等职业院校对这门课的教学情况来看，学生们的学习积极性和学习效果都不是很理想。究其原因，主要有以下几点[2-4]：(1)教学方法比较落后。许多学校还是习惯于传统的教学方式，在课堂上以理论讲授为主，基本上是老师“满堂灌”，学生被动听；(2)教学手段比较单一。传统的教学手段是使用教科书、挂图、简单的实物和模型等在黑板上或PPT上进行授课，这些基本上都是静态的，像实物和模型一般也只能看到外表而不能观测到内部的结构，学生上完课之后也是似懂非懂；(3)本课程内容广泛，知识点多，课时少，学生的文化基础知识普遍比较薄弱，对所学的内容不容易理解和消化；(4)考核不严格。许多学校在对课程进行考试时比较宽松，考前老师点范围或点题，监考也不严，不需要怎么花时间考试很容易通过，这导致学生学习没有压力，不会自觉主动地学习；(5)实践教学是高等职业教育最重要的环节之一，然而不少学校还存在诸多不足。比如，一些院校还存在设备陈旧、设备不足的现象，学生实践动手的机会比较少，书本上的知识没有办法实践验证，这会挫伤他们学习的积极性。有的学校虽然实验条件好，但由于管理和考核不规范，学生做实验流于形式。

从以上分析来看，“机械制造工艺”完全采用传统的课堂面授的教学方法，还存在不少问题，教学效果都达不到预期要求，迫切需要其它的方法来辅助教学，弥补传统方法的不足。从国内外在这方面的研究和应用来看，E-learning（Electronic Learning）是一种主流的辅助教学方法，即通过应用信息科技和互联网技术进行内容传播和快速在线学习的方法。

2 E-learning现状

E-learning是基于网络技术支持的、开放式的、交互式的新型学习模式，在E-learning教学平台中，汇集了大量的数据、多媒体资料、程序、教学软件、兴趣讨论组，具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，学习不受时间和空间的限制[5]。E-Learning并不只是意味着远程教育，在线教学同样可以在传统校园教学中发挥重要的作用。E-Learning进入校园，并非是要完全取代传统教学，而是不断与传统教学相互碰撞，在碰撞中逐步融合，在融合中不断补充和完善，形成实践中行之有效的信息技术环境下的教学方法体系。

目前中国E-learning主要的大客户是大型公司和企业，尤其是区域广、人数多、培训多的企业，比如银行业、保险业、移动通信公司、电信公司、大型IT企业等。E-learning除了在企业的应用之外，在国内高校、高职高专、技工学校等也有一定的应用，这些应用基本上是以网络教学平台的形式出现，平台内容以精品课程为主[7-8]。从国内外的E-learning研究和发展情况来看，西方发达国家在平台建设、内容建设和服务管理等各方面都已经非常成熟了，促进了国民教育素质的提高，获得了巨大的社会效益和经济效益。而E-learning在国内的发展情况并不理想，还处于起步阶段，不少学校的网络平台只是个摆设，是一个形象工程，真正通过这个平台进行学习的人数比较少，造成资源的极大浪费。在职业教育中，E-learning的建设比普通高校还要滞后，通过这种平台进行学习的人更少。因此，在职业教育中，对E-learning体系的研究是很有必要的。

3 机械制造工艺E-learning体系结构

E-learning教学系统关键的是要具备合理的体系结构，机械制造工艺E-learning体系结构如图1所示。学生可以在学校、家里、实习单位等有互联网的地方随时登录E-learning系统进行在线学习。教学系统可以实现学生在线自主地学习机械制造工艺课程，也可以实现教师进行网上教学活动。体系结构主要由3个系统构成，分别是系统管理系统、教学支持系统、教学资源管理系统等。

3.1 系统管理系统

系统管理系统主要实现用户管理和系统维护的功能。用户管理是对合法用户的身份和权限进行管理。给用户分配用户名和密码，给学生用户和教师用户分配不同的权限。系统维护主要对E-learning平台的性能和安全进行维护，及时修复故障，保障稳定运行。

图1 机械制造工艺E-learning体系结构

3.2 教学支持系统

教学支持系统实现对学生的在线学习和教师的教学活动提供支持。由如下子系统组成，辅导答疑子系统、作业管理子系统、虚拟实验子系统、自我测试子系统、在线考试子系统、试题库管理子系统、互动交流子系统、教学评价子系统、教学管理子系统、学习子系统、教学子系统和教学资源编辑子系统等。(1)辅导答疑子系统功能：学生对学习中的疑难问题可在线提问，教师可同步实时解答，也可事后解答。(2)作业管理子系统功能：教师可通过本系统布置作业，学生在规定的时间提交作业，教师及时批改作业，并将作业情况反馈给学生，系统可记录和查询学生的作业成绩。(3)虚拟实验子系统功能：通过本系统访问机械制造工艺的虚拟实验室，学生既可以在虚拟实验台上动手操作，又可自主设计实验。学生做完实验后在线提交实验报告，教师可通过本系统批改实验报告，并将实验情况反馈给学生，系统可记录和查询学生的实验成绩。(4)自我测试子系统功能：学生可通过本系统进行单元测试，也可进行课程的综合测试或模拟考试，测试系统给出测试结果，让学生把握自己知识点的掌握情况。(5)在线考试子系统功能：教师可通过本系统对学生进行期中或期末测试。试卷可通过试题库生成，教师可在线阅卷，系统可记录和查询考试成绩。(6)试题库管理子系统功能：教师可对试题进行增加、删除、编辑等操作，对试题库进行管理和维护。(7)互动交流子系统功能：建立一个BBS系统，师生可就大家关心的问题进行互动交流。(8)教学评价子系统：学生可通过本系统对教师的教学情况进行评价，作为评价教师授课工作情况的依据之一。(9)教学管理系统功能：对学生的花名册、课表、教学进度表等进行管理。(10)学习子系统功能：学生通过本系统进行课程的学习以及上面提到的其它教学活动。(11)教学子系统功能：教师可通过本系统进行教学资料的准备以及上面提到的教学活动。(12)教学资源编辑子系统功能：教师可通过本系统对教学素材进行加工处理生成课件、试题和实验等教学资料。

3.3 教学资源管理系统

教学资源管理系统包括媒体素材库、课件库、试题库和虚拟实验库等，主要实现对教学资源的管理。媒体素材库包含文本、图片、动画、音频和视频等原始资料，为课件库、试题库和实验室的建设提供素材[9]。课件库包含机械制造工艺所涉及内容的课件，课件的形式是多样的，有PPT格式的文件，有教师上课的录像实况，有工厂车间的制造工艺的实况录像，有3D动画模型等，学生可根据自己的需要自主选择。试题库包含了机械制造工艺各个章节知识点的考核试题，题型多样，为学生自我测试和考试提供试题来源。高等职业技术学校培养的是高级技术应用型人才，最根本的目标之一是培养学生的实践动手能力，动手能力的培养必须要有完善的实践教学体系作为保障，在E-learning系统中，虚拟实验室的建设是对真实实验室建设的有益的补充。虚拟实验库中包含虚拟实验平台和实验器材，为虚拟实验提供基础。