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机械设计课程移动教学研究

2022-06-10周启兴陈紫微彭明明

装备制造技术 2022年1期
关键词:超星机械设计内容

周启兴,罗 松,陈紫微,彭明明,李 兵

(南昌交通学院,江西 南昌 330100)

0 引言

随着互联网的普及和手机的推广应用,各行各业越来越重视信息化。在教育行业,信息化教学不断推广,如“云班”“雨课堂”“云课堂”等,各种移动终端也开始进入教室,使众多高校课堂开启了线上线下混合的移动教学。超星“学习通”是移动学习的一种很好的软件,该软件具有很多资源,课堂交互工具、课后师生交流便捷,受到国内众多高校的称赞,很多省份还举办了省级、校级移动教学大赛,为“学习通”的推广应用提供了良好的基础。“机械设计”是一门专业必修课,它也是其他专业课的先修课程,该课程特点、知识点多而细、难、记忆、以前传统的机械设计课程教学一般采用课件加板书的模式来实现。这种方法吸引力不够,学生的主动性差,课堂教学过程中基本不能开展有效的互动,导致教学效果不佳。为提高高校课程的教学质量,很多高校对移动教学进行了探索,如疫情期间张凯等通过学习通、腾讯课堂等在机械设计基础课程中开展混合式教学[1];卢彬通过超星学习通与学生开展机械制图课程的交流互动,提高了学习效率[2];董远德通过学习通APP在农业机械类专业中开启了混合式教学模式[3];郑凯利用学习通和腾讯课堂平台,在机械制造工艺学课程中采用了PBL教学模式[4];周丽利用超星学习通做混合式教学,在线上教学中取得了较好的教学效果[5];王雪晴利用学习通开启了线上线下信息化教学模式,学生成绩得到明显提高[6];欧玲在中职机械CAD课程的课前、课中、课后都用到了学习通,研究了混合式教学模式[7];闫肖肖通过超星学习通在制图课中把教师的教和学生的学联系起来[8];超星学习通已经在移动教学中得到推广应用,但在机械类课程中如何有效开展的方法还没有得到很好的推广,本研究针对机械类课程,以机械设计课程为例,通过在移动平台中建立优质资源并进行有效的教学设计,开展了移动教学活动,对移动教学进行了探索与实践。

1 移动教学的实施过程

运用“学习通”平台建立了机械设计各种课程资源,在机械设计的教学过程中,分别在课前、课中、课后做了教学设计并有序展开了移动教学。课前做了大量的准备工作,包括课程资源上传、教学设计;课中通过课堂交互活动开展移动教学;课后通过作业等功能与学生线上交流,实现了线上线下课堂的有机衔接,取得了较好的教学效果。

1.1 课前准备工作

教师先查阅移动教学的相关文献,学习移动教学相关理论,学习超星“学习通”APP的使用方法,然后在“学习通”平台上建立课程和班级,并在开学前通过系统邀请试点班级(2017机电12班)加入课程,并对该班级进行了问卷调查,掌握学生的学习习惯和兴趣爱好。教师在电脑端上传课程资源,知识视频或视频链接、课件、辅导书、预习测验、建立题库等,再根据教学大纲做好教学设计,同时把传统教学的2017机制12班作为对比班级。

1.2 课中交互活动

教师根据每一次上课内容设计相关活动,根据“学习通”现有的功能设计了签到、抢答、选人、主题讨论、投票、随堂练习、问卷、评分、分组任务等教学活动。在开展这些活动时用超星“学习通”的投屏功能进行,投屏时学生可以在大屏幕上看到活动内容、参与活动的情况及统计结果,教师对答对问题的学生当场加分,学生极大地获得一定成就感,让学生的注意力全部转移到参与教师发起的互动中,激发了学生的兴趣。签到活动中签到方式各式各样,具体包括普通签到、手势签到、位置签到和二维码签到等。本文使用最多的是普通签到,通过手机签到提高了课堂考勤管理效率,也给学生带来了不一样的上课体验,有时课中发起临时签到还可以有效管理课堂秩序。

讨论活动针对教学中的难记难懂的内容,“学习通”的“词云”可很好地展示高频词,以加深学生印象。如讨论“轴为什么需要做成阶梯状,为什么设置倒角、键槽、轴肩、过渡圆角”,词云中的高频词有“定位、便于安装、减小、应力集中、去毛刺等”(图1),有利于帮助学生的理解。讨论还有笔记共享的作用,在听课过程中每个学生的注意力集中时间是离散的,有的学生听到记住这点,有的记住另外一点,当教师发出讨论主题后,学生在“讨论贴”中可以相互看到每个人的内容,这样大家所记住的内容就可以相互补充。投票活动一般采用匿名方式,学生在选择选项是不会有什么顾虑,能够快速反映学生对知识的理解程度,加深学生对知识的理解,同时通过投票,也可将准确信息反馈到老师那,如再一次投票活动中设计“机械设计在军事上应用很广”,要求学生投赞同和反对票,结果所有的学生投了赞同票,都认可机械设计的应用,如图2所示。有时还会用投票的方式来了解学生的学情,如有一次投票“第五章难吗,难就赞成?”结果有64%的学生选择了赞同,从而引起了教师的注意,让教师对这章内容再深入讲解。

图1 词云

图2 投票活动

随堂练习主要是针对一次课的内容知识来设计的,为提高学生的学习积极性,练习题设置的比较简单,一般会设计5~8个题目,基本上为一些简单的选择和判断题,如判断题“静应力是不随时间变化的应力”,认真听课的学生基本能够选对。学生通过随堂练习的方式复习了课堂学习内容重点,比起教师讲述两遍的方式更有效,因为学生厌倦教师多讲,反而对简单的题目感兴趣,在兴趣中学习和掌握知识也是一种学习方式的变革。问卷也是了解和掌握学生学习状态的一种有效方式,如在讲机械设计第二章内容课前教师发出“课前预习了什么内容?”的时候,很多学生回答了“设计机器的一般程序、机械零件的主要失效形式、机器的基本组成、原动机、传动部分、执行部分”,这些关键词基本可以反映学生在预习过程中记住了那些内容或对那部分内容较为熟悉,便于帮助教师调整授课计划。选人活动是本研究过程中开展较多的一项活动,选人活动一般采用随机选人方式,利用“学习通”软件“摇一摇”功能,教师根据学生的答案给一定的积分,如图3所示。

图3 选人活动

这种方式给了学生一种压力,让不听课的学生紧张起来,让积极预习课程的学生有表现的机会,选人的结果通过投屏的方式展现给学生,增强了学习的乐趣。抢答活动是最为活跃的互动环节,为提高抢答活动的参与程度,在抢答活动前设置不同积分,只要参与就至少给1分,这样学生会去浏览教师发布的问题,比起不听课不看课件更好,当然抢答过程中会遇到一个问题,有的学生每次抢到第一,有的学生总是抢不到前面,这与手机的速度等有关系。

评分环节有时会让学生自评,有时互评,这样学生会有一种权利获得感,增强学生的学习情感交流和互动,分组任务主要是针对任务较重的单个学生难以完成的任务让学生分组讨论进行,如有一次任务时叫学生找重要知识点,每组找教材中的2章内容,然后通过教师评价、组间评价的方式来打分。直播有时也非常实用有效,比如实验课,实验课有时因为设备、场地原因导致一些学生看不清具体的操作按钮、记不住具体的步骤,学生可以用回看的方式多看,直至把要掌握的内容全部掌握。

1.3 课后环节

课后也是教学过程的一个重要环节,如何把知识巩固好需要有教师的引导,本文主要是通过发布作业、群聊互动、讨论来实现的,作业题目由题库中选取作业发布后由学生自己去完成,作业基本上是系统自动评分完成的,这样学生可以及时发现自己的学习效果,当他们做错的时候会通过“学习通”群聊的方式提出问题,在群聊中老师和学生共同解答,对于有些做作业不够积极的学生,老师会通过系统的督促功能来提醒学生完成作业,本门课作业在平时分的权重还是比较高的,从而引起学生的重视。

2 教学过程分析

移动教学最关键的是如何将线上和线下教学结合起来,如何让课前、课中、课后有机衔接起来。本文在研究过程中注重前后连贯,如在讲绪论部分时,先在章节内容里面插入预习内容,包括课前知识,关于弩、古代装备、地铁的开挖机械视频,课件,辅导书,预习测验等,这些作为学生的预习任务点,并且采用闯关模式让学生有序完整地学习,很多学生第一次看到弩的工作原理视频感觉很有新鲜感,通过古代装备的展示又让学生了解到机械发展的历史,通过地铁开挖机械的视频让学生了解到机械的应用广泛和伟大。上课时教师除了讲述课堂知识外,还和学生进行选人、抢到等互动,最后安排随堂练习“选择题1.机械设计主要研究内容?”“2.判断齿轮是通用零件”等,这些虽是简单的问题,但是基本概括了绪论内容的重点知识,让学生在完成简单任务的同时掌握了相应的知识,让学生进行碎片化学习。又如,在讲螺纹连接这章内容时,首先通过螺纹加工的视频来进行导入,其他章节也类似,基本都是按“课前知识引导-课件-辅导书-预习测验-课堂互动教学-课后交流”思路来实现的,这样使学生在课前、课中、课后都能够围绕教学目标进行学习。当然一开始学生的学习热情不是很高,从第三周开始,教师根据学生的“学习通”综合成绩取前20名进行奖励,每周奖励20支笔芯,并安排颁奖仪式,学生积极性明显提高

3 效果分析

一个学期下来,本课程在开展移动教学过程中共发布签到28次、投票13次、选人152次、抢答173次、评分12次、随堂练习测验96次、问卷73次、分组任务10次、直播13次、作业8次、发表主题讨论38次、白板2次、学生反馈3次、通知57次,每次活动基本上学生都能够积极参与,部分学生由于手机网络的原因会遗漏一些活动,通过“学习通”平台学生的学习记录可以得到永久保存,学习材料学生随时可用来复习,学生的作业全部在系统上完成,实现了无纸化作业管理模式,系统自动评分,减轻了教师批阅的工作量,系统自动实时统计“学习通”成绩,帮助教师动态掌握学生的学习情况,有利于教师及时督促学生参与课程的学习。从试点班级(2017级机电12班,共81人)学生参与程度来看还是比较高的,作业100%完成,签到率98%,章节视频100%完成,章节测验100%完成,“学习通”成绩优良率100%,学生对本门课的评价分数为99.6,期末成绩通过率为96.3%,通过率明显比对比班级高,教学效果显著,本门课在第三届江西省移动教学大赛中也获得了优秀奖。试点班级参与移动教学的数据饱满,积极参与课堂互动,有的学生因为移动教学激起了他学习机械设计课程的热情,在后面的机械类创新设计比赛中获得比较好的奖项,该门课也是机制专业的考研课程,通过观察、访谈、实验对比研究表明,学生反映良好,学生觉得能利用手机来学习比较有趣,高科技的签到方式很有时代感,课程资源丰富,随时随地学习很方便,由于这种学习方式比较特殊,部分学生考研热情也有所上升,本次移动教学在机械类课程中比较同意推广和应用,如在机械原理课程中也得到应用,而且效果不亚于本次教学。

4 结语

教学信息化是未来高等教育的发展趋势,移动教学是教育信息化的典型代表,传统教学存在教学信息反馈不及时、教学过程监控困难等。针对传统教学存在的问题,本文对移动教学进行了探索与实践,在研究移动学习理论基础上再通过学习通软件建立机械设计课程资源,在试点班级中应用,相对于对比班级,效果明显,改变了学生学习方式,体现了以学生为中心的教学理念,为机械类其余课程的移动教学奠定了基础。

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