智慧教學(xué)背景下互換性與技術(shù)測量教學(xué)資源建設(shè)與教學(xué)改革探索

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及人們?nèi)找嬖鲩L的教育需求，傳統(tǒng)教學(xué)模式逐漸無法滿足現(xiàn)代教育多元化的發(fā)展，難以滿足對(duì)個(gè)性化教育、終身教育的需要[1-3]。2016年6月，教育部印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》；2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》；2021年7月，教育部等六部門發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》。這一系列文件的發(fā)布，旨在推進(jìn)信息化時(shí)代教育變革，挖掘教育的潛力，全面推動(dòng)教育現(xiàn)代化[4-6]。智慧教學(xué)作為智能時(shí)代教育的重要組成部分，其融合了互聯(lián)網(wǎng)、“智能+”和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，能夠提供優(yōu)質(zhì)的線上教學(xué)資源（預(yù)習(xí)題、教學(xué)視頻、復(fù)習(xí)題等資源），同時(shí)，教師能夠利用先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)（學(xué)習(xí)通、雨課堂等），對(duì)學(xué)生的課前、課中、課后等階段實(shí)施學(xué)情監(jiān)督[7]。該方式不僅可以拓展教學(xué)的時(shí)間和空間，提升教學(xué)效果，同時(shí)，還可以擴(kuò)展教育環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換教學(xué)方式，豐富教學(xué)的內(nèi)涵，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和主動(dòng)性[8]?；Q性與技術(shù)測量是面向機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)的一門基礎(chǔ)技術(shù)課，具有承上（基礎(chǔ)課）啟下（專業(yè)課和實(shí)踐課）的作用。該課程以“重基礎(chǔ)、低重心、廣知識(shí)、少學(xué)時(shí)、精內(nèi)容、寬適應(yīng)”為指導(dǎo)思想，以幾何精度和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)、測量技術(shù)和數(shù)據(jù)處理為主線，是面向從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、裝配、維修的專業(yè)工程技術(shù)人員開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程[9]。然而，該課程基礎(chǔ)概念、公差符號(hào)較多、邏輯性和推理性較弱，使得課堂教學(xué)比較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握較弱。同時(shí)，因?qū)W時(shí)較少，教師難以拓展課堂教學(xué)內(nèi)容，使得理論知識(shí)與工程實(shí)際的聯(lián)系不緊密，學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力不足[10-11]。基于此，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握能力，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力，是亟待解決的問題。本文以互換性與技術(shù)測量課程為例，在系統(tǒng)梳理知識(shí)點(diǎn)、分析課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，建設(shè)線上教學(xué)資源，借助智慧教學(xué)方式，改進(jìn)線下課堂教學(xué)方式，從線上和線下教學(xué)、預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等多個(gè)維度，開展教學(xué)方法的改革。1互換性與技術(shù)測量課程教學(xué)現(xiàn)狀分析隨著高等教育改革的持續(xù)深化及課程體系的不斷調(diào)整，互換性與技術(shù)測量課程的授課學(xué)時(shí)由最初的48學(xué)時(shí)調(diào)整至32學(xué)時(shí)，使得課堂講授內(nèi)容只能圍繞關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，無法拓展、延伸，導(dǎo)致授課深度、工程背景介紹、課程思政等方面出現(xiàn)問題，具體表現(xiàn)如下：1.1教學(xué)資源不完善，授課深度不足2020年以來，該課程建立了線上教學(xué)資源，但只是將課堂教學(xué)內(nèi)容“復(fù)制”到了網(wǎng)上，并未對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展和深度挖掘，學(xué)生仍難以真正掌握理論知識(shí)及其工程內(nèi)涵。線上教學(xué)資源也缺少課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、考核測驗(yàn)以及課程思政教育等環(huán)節(jié)，且缺少維護(hù)與開發(fā)。1.2授課內(nèi)容與工程背景聯(lián)系不緊密互換性與技術(shù)測量課程的理論內(nèi)容是從工程經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐中總結(jié)而來的。然而，課堂內(nèi)容主要是講解基本概念、理論和方法，實(shí)際工程背景和應(yīng)用的引入僅占一小部分。學(xué)生參與實(shí)踐環(huán)節(jié)較少，缺少工程意識(shí)，對(duì)精度設(shè)計(jì)以及測量的認(rèn)知不深。1.3思政元素融入不足課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要舉措，也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)[12-13]。在前期，教師嘗試在教學(xué)過程中添加思政內(nèi)容，但是對(duì)推進(jìn)課程思政與專業(yè)知識(shí)的融合，仍缺乏深入的了解，導(dǎo)致出現(xiàn)專業(yè)教育與思政教育“兩張皮”現(xiàn)象。1.4教學(xué)方式及方法更新較慢該課程主要采用PPT教學(xué)，以教師授課、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)為主，理論知識(shí)枯燥、信息量大，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不足。雖然教師也結(jié)合了一些信息化技術(shù)平臺(tái)（如雨課堂、騰訊課堂等）進(jìn)行教學(xué)，但并未脫離以講授為主的模式。另外，目前，教師主要通過課后作業(yè)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，但是學(xué)生思維活躍，固定的試題及考核內(nèi)容，難以系統(tǒng)地考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。2課程資源建設(shè)和教學(xué)改革思路2.1線上教學(xué)資源建設(shè)（1）建設(shè)教學(xué)資源，合理規(guī)劃時(shí)間。依托超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)，教師制作互換性與技術(shù)測量課程線上教學(xué)視頻。課程包括幾何精度設(shè)計(jì)概論、尺寸精度、表面精度設(shè)計(jì)和幾何精度設(shè)計(jì)等8個(gè)章節(jié)，如圖1所示。其中每個(gè)章節(jié)均設(shè)置了相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，以此來監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度。圖1互換性與技術(shù)測量課程線上教學(xué)資源建成課程習(xí)題庫，如圖2所示。學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)進(jìn)度開展預(yù)習(xí)答題和復(fù)習(xí)答題（每章節(jié)限兩次），系統(tǒng)自動(dòng)組題，分發(fā)給學(xué)生。平臺(tái)后臺(tái)統(tǒng)計(jì)學(xué)生答題情況，并將答題結(jié)果納入平時(shí)成績。圖2預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)題庫部分題目（2）擴(kuò)充工程應(yīng)用，挖掘理論來源。教師在教學(xué)資源庫中增加工程應(yīng)用的實(shí)例，加強(qiáng)理論知識(shí)點(diǎn)與工程背景的結(jié)合。深入工廠拍攝機(jī)械零部件（例如軸承、齒輪等）的設(shè)計(jì)、制造、測量等視頻，解釋生產(chǎn)線上互換性及公差知識(shí)（如粗糙度、幾何公差等），使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)工程知識(shí)的了解，深度挖掘理論知識(shí)點(diǎn)的工程來源，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論相結(jié)合，切實(shí)掌握理論知識(shí)。（3）融合專業(yè)知識(shí)，創(chuàng)新思政內(nèi)涵。教師需積極收集課程思政元素，將其與專業(yè)知識(shí)融合，例如將“全國勞模精神”“大國重器”“大國工匠”等思政元素有機(jī)融入幾何公差、軸承零部件等知識(shí)點(diǎn)中，培養(yǎng)學(xué)生“以知促行，知行合一”的學(xué)習(xí)理念和務(wù)實(shí)求真的精神。教師根據(jù)課程內(nèi)容添加中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容，例如，在講述尺寸公差和測量誤差時(shí)引用“失之毫厘，謬以千里”“寸而度之，至丈必差”，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的科學(xué)知識(shí)。教師充分發(fā)揮專業(yè)課程的優(yōu)勢(shì)，將育人要求和價(jià)值觀教育內(nèi)容融入課程，在課程教學(xué)和生產(chǎn)活動(dòng)中發(fā)揮思政課程的育人功能，切實(shí)提升教學(xué)效果。2.2智慧教學(xué)下的教育教學(xué)改革（1）革新教學(xué)方式，融合教學(xué)方法。創(chuàng)新教學(xué)方法的核心是改革傳統(tǒng)的課堂講授方式，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)思路，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、積極探索。傳統(tǒng)板書式教學(xué)能夠讓學(xué)生跟隨教師的板書過程，進(jìn)行思考，更好地理解與掌握新知識(shí)，是教學(xué)必不可少的部分。多媒體生動(dòng)解釋精度設(shè)計(jì)中的原理及思路，節(jié)省大量時(shí)間。教師可以在超星學(xué)習(xí)通發(fā)起投票、搶答、選人答題等活動(dòng)，與學(xué)生進(jìn)行交流，活躍教學(xué)氣氛。教師聯(lián)合使用多媒體、板書及超星學(xué)習(xí)通等教學(xué)方式，通過啟發(fā)式、翻轉(zhuǎn)式以及線上線下結(jié)合等形式多樣的教學(xué)方法，改進(jìn)課堂教學(xué)方式，調(diào)整課堂教學(xué)節(jié)奏，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣。這些方式可以讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與課堂教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生自主思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)，上述方式也加強(qiáng)了師生的互動(dòng)，幫助教師及時(shí)準(zhǔn)確地獲取學(xué)生反饋，為后續(xù)的教學(xué)改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。（2）加強(qiáng)過程考核，完善評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。教師通過過程考核不僅可以了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況，還可以根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)方式，提升教學(xué)效果和質(zhì)量[14]。目前，互換性與技術(shù)測量課程以平時(shí)作業(yè)（10%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）和期末考試（70%）三種方式組合進(jìn)行考核。為進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，引導(dǎo)學(xué)生探索該領(lǐng)域的工程背景知識(shí)，在線上教學(xué)資源建設(shè)、習(xí)題庫優(yōu)化的基礎(chǔ)上，教師改進(jìn)了課程的考核方式，如圖3所示。圖3互換性與技術(shù)測量課程智慧教學(xué)考查評(píng)價(jià)模式基于智慧教學(xué)的互換性與技術(shù)測量課程采用課外學(xué)習(xí)、課內(nèi)學(xué)習(xí)和考試相結(jié)合的考核評(píng)價(jià)方式。課外學(xué)習(xí)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，內(nèi)容涉及預(yù)習(xí)答題（5%）、視頻學(xué)習(xí)(10%)、復(fù)習(xí)答題（10%）。課內(nèi)學(xué)習(xí)，以參與課堂教學(xué)過程的情況以及課堂學(xué)習(xí)效果為評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括課堂搶答及投票等情況（5%）、翻轉(zhuǎn)課堂或?qū)嶒?yàn)操作等環(huán)節(jié)的活躍度（5%）、隨堂測驗(yàn)（5%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10%）。期末考試仍然占據(jù)較大比重（50%），主要系統(tǒng)地考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，以及促進(jìn)學(xué)生在課內(nèi)外學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。該課程的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)完善了過程性考核，促使學(xué)生去積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)意識(shí)和能力；同時(shí)兼顧了結(jié)果性考核，全面考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，使學(xué)生鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。2.3教學(xué)效果經(jīng)過此次教學(xué)改革，教師不僅厘清了課程知識(shí)框架和結(jié)構(gòu)，掌握了較為先進(jìn)的教學(xué)方法，還能及時(shí)準(zhǔn)確地獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為后續(xù)的改進(jìn)提供依據(jù)。學(xué)生通過教學(xué)視頻、習(xí)題庫測驗(yàn)、課堂互動(dòng)等形式，較好地掌握了課程知識(shí)點(diǎn)，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)成績都得到了明顯提升。以2020級(jí)河南科技大學(xué)機(jī)電控制專業(yè)方向?qū)W生為例，成績優(yōu)秀率提升到了12.68%，良好率提升到了36.62%，不及格率下降到了8.45%，學(xué)生成績分布如圖4所示。相較于2019級(jí)同專業(yè)方向的班級(jí)（如圖5所示），優(yōu)秀率和良好率都有了較大的提高。圖42020級(jí)成績分布圖52019級(jí)成績分布3結(jié)語（1）在深入理解智慧教學(xué)以及充分考慮培養(yǎng)大綱的前提下，本文整合更新和充實(shí)了互換性與技術(shù)測量課程的授課內(nèi)容，促進(jìn)了工程圖學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)中知識(shí)的前后呼應(yīng)、相互融入，克服了課程內(nèi)容及理論知識(shí)聯(lián)系不深的