针对《先进制造技术》课程学科特点和教学现状及疫情对教学模式的冲击,以培养具有解决复杂工程问题能力、工程创新能力及管理协作能力的面向未来的复合型人才为核心,构建基于网络平台(线上)和课堂实践(线下)的新型教学模式,以基于实践的项目式教学、导师制度与合作文化、自主学习与反思、目标达成度的过程考核为路径,进行新型教学模式改革和探索,大幅提升学生的工程实践能力、创新能力和应对复杂问题的综合竞争力。 In view of the subject characteristics and current situation of “advanced manufacturing technology” course and the impact of Covid-19 on the teaching mode, the core of the reform is to cultivate students’ engineering application ability and engineering innovation ability, and to construct a mixed modular online and offline teaching mode eventually. Through a series of course reform and exploration, such as the practice of the project type teaching, the tutor system and cooperation culture, autonomous learning and reflection based network platform and classroom practice, the students’ engineering practice ability, innovation ability and the comprehensive competitiveness of dealing with complex problems are to be improved.
针对《先进制造技术》课程学科特点和教学现状及疫情对教学模式的冲击,以培养具有解决复杂工程问题能力、工程创新能力及管理协作能力的面向未来的复合型人才为核心,构建基于网络平台(线上)和课堂实践(线下)的新型教学模式,以基于实践的项目式教学、导师制度与合作文化、自主学习与反思、目标达成度的过程考核为路径,进行新型教学模式改革和探索,大幅提升学生的工程实践能力、创新能力和应对复杂问题的综合竞争力。
先进制造技术,项目式教学,导师制度与合作,线上线下混合模式
Zhihong Liu, Fei Wang, Fulin Jiang, Qingyu Liu, Pengfei Guo
School of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao Shandong
Received: Oct. 5th, 2020; accepted: Oct. 19th, 2020; published: Oct. 26th, 2020
In view of the subject characteristics and current situation of “advanced manufacturing technology” course and the impact of Covid-19 on the teaching mode, the core of the reform is to cultivate students’ engineering application ability and engineering innovation ability, and to construct a mixed modular online and offline teaching mode eventually. Through a series of course reform and exploration, such as the practice of the project type teaching, the tutor system and cooperation culture, autonomous learning and reflection based network platform and classroom practice, the students’ engineering practice ability, innovation ability and the comprehensive competitiveness of dealing with complex problems are to be improved.
Keywords:Advanced Manufacturing Technology, Project-Based Teaching, Mentor System and Cooperation, Online and Offline Mixed Module
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.
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《先进制造技术》作为高校机械专业的专业选修课程,通常开设在本科第6学期,学时一般为32课时,主要围绕“特种加工技术”与“自动化制造系统”两大主题,系统介绍各种先进制造技术的理念与装备技术,旨在使学生了解国内外先进制造的前言技术、掌握先进制造的理念和方法,培养学生创新思维与工程实践能力。然而,由于该课程多学科集成性强、实时更新速度快、内容间相关性和逻辑性差,导致部分授课教师对理论理解不深,讲解不透彻,只能根据课本内容进行介绍,且因课时紧张、教学节奏快,这门课程只能进行粗浅地讲解,学生对许多先进制造技术无法掌握,学习热情低,教学效果差。
本研究针对《先进制造技术》的学科特点及教学现状 [
先进制造技术是发展的,时变的 [
先进制造技术不是指一项具体技术,而是机械、电子、信息、自动化、环保等多学科理论和技术的相互渗透共同发展而形成的技术综合体 [
先进制造技术是一个庞杂的科学技术体系,内容多,知识量大 [
目前,先进制造技术教学现状 [
本文提出了模块化线上线下混合教学模式,在丰富课堂教学活动的同时,通过实践项目、导师合作和自主学习反思及其线上线下的混合教和学的模式,大幅度提高教学内容覆盖面,知识的更新速度和学生的学习热情,且从根本上转变教师和学生们对待课程学习的态度,有效利用碎片化时间,大幅度提高教学质量。且由实际教学案例,充分表明了该教学模式的可行性和有效性。
基于先进制造技术学科特点,将不同学习内容划分成多个知识点模块,制作详尽的线上网络视频和线下课堂PPT展示文案,设计基于实践的项目教学及导师制度和合作文化,通过让学生进行线上和线下的混合学习模式,提升学生工程能力的培养。
项目研究是模块学习的重要环节,也是模块学习效果的检验 [
以教学知识模块,设置导师制度 [
通过这种先线下(知识学习及实践)–线上(网络课程)——线下(课堂讨论)——线上(习题和提问题)的混合式教学模式,学生借助网络教学视频,利用碎片时间,随时随地学习,充分发挥学生的学习主体作用,同时通过参加线上和线下的讨论课、测试及问题回答,使导师和学生更清楚的了解学习效果,认真反思及时调整教和学的内容及方法。
为切实保障教和学的实际效果,设置目标达成度过程考核机制。首先,依据教学内容和学生能力培养要求,指导课程目标1到3个,明确课程目标的具体内容,与课程内容及知识点做好对应;其次,针对学习过程构建课程考核方式及成绩评定。即设置由原来“课堂考试 + 实验”的评定方式改为课堂考试、实验、作业(线上)、项目和讨论课等方式的组合形式,并依据课程目标的对应关系设置成绩评定比例;最后,以课程目标达成度作为评价指标,针对每项课程目标,一是在学生中发起不记名投票,调查统计各项课程目标的达成情况;二是将教学评定各项的课程目标达成情况进行统计,依据工程教育认证设置各项比例,得出教学结果对课程目标的达成度。
为验证模块化混合教学模式的可行和有效性,将该教学模式应用于机械18级1班28名学生的《先进制造技术》课程学习。首先,围绕“特种加工技术”与“自动化制造系统”两大内容,设置了8个学习模块,委任四位机械专业教师为模块导师,完成线上教学任务,同时其中一位主讲导师完成整个课程的线下及部分线上教学,指导实践、项目及答疑等工作。其次,设置过程考核环节为:课堂考试、实验、作业(线上)、项目和讨论课五种方式。成绩评定内容及评分标准为:① 实验:2个实验,4学时,占10%;② 作业:随堂作业重要章节作业4~5次,占10%;③ 项目:8学时(线上线下各4学时)占20%;④ 讨论课:1个,4学时,占10%;(线上线下各2学时) ⑤ 期末考试:2学时,占总成绩50%;其次,项目及讨论课。为让学生更好地理解与掌握特种加工技术和自动化制造系统,分别设置了以电火花加工为主题的讨论课和以自动化制造系统为基础的机床自动化换刀装置设计及控制编程的非实物项目。此过程中充分利用模块化线上线下混合教学模式,综合应用基础知识模块,引导学生对课程知识点有针对性地扩展,从不同角度分析和理解电火花加工及机床换刀自动化系统的原理、结构及装置。更有利于学生掌握机械设计制造的专门知识,而通过软硬件控制实现培养学生解决复杂机械工程问题的综合能力;最后,教学模式有效性评价,其结果如表1。
课程目标 | 课程目标1 (分) | 课程目标2 (分) |
---|---|---|
问卷统计结果 | 89 | 86 |
过程考核结果 | 87 | 83 |
表1. 课程目标达成度
课程目标达成度结果表明,该教学模式可确保课程教学目标的实现,可大幅提高教学质量,提升学生的综合能力,尤其能激发学生的学习主观能动性及工程创新意识。
针对《先进制造技术》课程,以面向未来的工程技术人员培养为目标进行教学模式改革与探索,提出了一套模块化线上线下混合教学模式及运行机制,构建了新型的《先进制造技术》课程教育体系,确保了学生工程应用能力、创新能力和解决复杂工程问题能力的提高,拓展了现有教学方法,创新了教学模式和自主学习手段,提高了教学质量和教师教学水平。教学案例效果表明该教学模式可有效培养和提高学生工程应用能力,大幅提升学生的工程创新能力,增强综合竞争力。此外,该教学模式在教学运行机制方面具有参考价值,能够在机械及其它专业中进行推广应用。
感谢青岛理工大学机械与汽车工程学院的支持及其机械制造自动化教研室《先进制造技术》课题组的各位老师所给予的帮助和协作。
青岛理工大学新旧动能转换专业教学改革项目(30605013)。
刘志红,王 飞,姜芙林,刘庆玉,郭鹏飞. 面向未来的《先进制造技术》课程模块化线上线下混合教学模式研究Research on Teaching Mode of “Advanced Manufacturing Technology” Based on the Online and Offline Mixed Module for the Future[J]. 创新教育研究, 2020, 08(05): 787-791. https://doi.org/10.12677/CES.2020.85128