《汽车设计》教学模式探索

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  关键词:汽车设计;线上线下混合;内容重构;方法改进;评价管理
  0 引言
  2020 年疫情期间,山东农业大学积极推进传统线下教学模式向线上教学模式的转变,这种转变十分符合“互联网 ”对大学教学活动的要求[1],极大地促进了师生对优质网上教学资源、先进远程教学方法的挖掘,为长期不变的教学过程注入了新鲜的血液。《汽车设计》作为一门专业基础课,具有专业性强、综合性强、对学生动手能力要求高的特点[2]。经过实践发现,单纯的线上教学模式并不能完全释放《汽车设计》的课堂魅力。因此,在学生回归校园后,我们积极探索线上线下混合式教学模式,致力寻找更适合高校的教学模式。
  1《汽车设计》课程教学特点及问题
  《汽车设计》是车辆工程专业的一门专业核心课,于大三下学期开课,此时学生已完成对机械原理、理论力学、材料力学、液压与气压传动、汽车构造、制造工艺和汽车理论等课程的学习。《汽车设计》包括理论教学和实验教学两部分,共有56 学时,其中理论教学48 学时,实验教学8 学时。实践发现,该课程的教学过程目前存在以下几个问题。
  (1)综合性强,内容多,许多内容无法展开。特别表现在课程结合机械、液压、工艺和力学等专业课知识,学生往往有所遗忘。课上对各知识点一一复习不现实,而学生课下主动复习积极性不高。
  (2)课程难度较大,对学生要求比较高,很多时候需要考虑把握课程难度设置问题。而这一阶段的学生面临考研,四、六级等,会分散精力,降低学习效果。
  (3)本门课程是车辆工程专业学生从理论走向实践的一门课程[3],但内容多,想全部结合实践不太现实。因此,对实验内容的取舍,实验室的建设,以及实验学时和理论学时的分配问题有待进一步商榷。
  (4)涉及汽车具體结构的设计时,需要用到计算机辅助设计。而学生往往花费大量时间在对软件本身的学习上,这不利于对汽车结构的创新性设计。
  (5)汽车技术更新比较快。现有教材存在部分内容落后的问题,无法完全满足教学要求。这就对教师自身素质提出了更高的要求,要想讲好课,必须持续关注最新相关科技信息。
  2 线下到线上,再到线上线下混合式教学模式的探索
  从早期的纯线下教学,到疫情期间的线上教学,再到学生回归学校后我们采用的线上线下混合教学,《汽车设计》经历了线上、线下和线上线下混合式3 种模式。现就3 种教学模式实施情况展开介绍。
  2.1 线下教学模式
  《汽车设计》作为车辆工程专业的核心课程和交通运输专业的选修课程,在我校有多年开课历史。线下教学主要采用传统教学方式,由教师提前备课,后经多媒体教学、随堂测试、问答、课后作业、实验、学生自主进行汽车的总体布置以及机械式变速器设计、期末考试等环节完成。
  该种教学模式的优点是师生以面对面交流为主,教师可在授课过程及时得到学生的反馈,进而调整授课速度。教师也可发现学生上课注意力是否集中,及时提醒学生。缺点是教学手段较为单一,教授内容变动不大[4],且教学活动在同一教学空间下,无法突破对时、空的限制,上课内容没有视频资料留下,学生容易遗忘。
  2.2 线上教学模式
  《汽车设计》线上教学主要采用了雨课堂、腾讯课堂直播的形式,并建立微信和QQ 群辅助完成答疑、辅导和督促学习的目的,实现教学行为和教学时空的分离。在实施线上教学的初期,学生和老师都对该教学模式感到新颖,具有一定的好奇心,腾讯课堂中的签到、举手、连麦、点赞及送花等功能也不断吸引学生兴趣。直播教学过程中,教师可以向学生分享PPT、视频和音频等内容,使得教学过程内容更加丰富。最重要的是,课堂教学直播视频资料能够以视频回放的形式供学生多次回放学习。
  线上教学模式优点很多,但也极大考验着学生学习的自觉性。
  比如,在课程开始初期,学生到课率均在100%。而随着课程教学的进行,逐渐出现了缺勤、挂机的现象。另外,师生不在同一空间,无法通过表情、眼神等了解学生对知识的理解程度,更无法督促学生在课堂上专心学习。
  2.3 线上线下混合式教学模式
  综合考虑线下和线上教学模式各自的优缺点,我们在学生回归校园后尝试采取了线上线下混合式教学模式。其中,线下理论教学40 学时,线上学习8 学时,实验教学8 学时。线下教学与前期教学手段,教学过程相差不大,但是更注重网络教学资源的发掘和在课堂及班级群的分享。线上教学主要采取教师选择并指定部分资源,由学生自行观看学习,并完成相应章节测试和期末测试的方式。
  与单纯的线上或线下教学不同的是,我们在线上线下混合式教学的线上教学中,更注重背景知识、基本概念和基本原理等的分享,这些是《汽车设计》课程的基础。而线下教学除了花时间讲授课程重难点以外,更注重启发式教学,向学生分享国内外最新的科研成果,激发学生的好奇心、好胜心和爱国心,促使学生主动学习,自己动手,为从事汽车设计相关工作奠定基础。
  3 如何有效推进线上线下混合式教学
  在实践了3 种教学模式以后,我们最终为《汽车设计》选定了线上线下混合式教学模式。但该教学模式的选择不是结束,而是开始。如何有效推进线上线下混合式教学,在实际教学过程中发挥线上线下混合式教学的长处,并规避线上教学和线下教学模式的短处,成为目前亟待解决的问题。针对该问题,我们提出以下几个解决措施。
  3.1 教学内容的重构
  充分发挥线上线下混合式的优点,将背景知识、基本原理和概念等较为容易理解的内容放到线上教学部分。这样既实现了教、学空间的分离,还充分利用了网络视频资源的可重复播放性,有利于提高学生对课程基础的把握。我们需要不断发掘网络上优秀的视频资源,并合理恰当地应用到具体教学中。
  针对课程综合性强的问题,选择提前在微信群给学生进行复习。例如,讲到膜片弹簧材料及制造工艺时[5],提前让学生复习《金属制造工艺学》[6] 金属材料和金属塑性加工基本知识;讲第五章第三节主减速器主、从动锥齿轮支撑方案前,就在微信群里提前推送外伸梁、悬臂梁和简支梁相关知识;讲到液压制动驱动机构时,提前推送液压缸、液压回路相关信息;讲到前、后轮制动器制动力矩时,提前让学生复习《汽车理论》[7] 中汽车的制动性相关知识。
  另外,教学过程中还根据课程内容合理选择思政案例,并借此激发学生的爱国心和好胜心,促进学生学习热情的提高。
  3.2 教学方法的改进
  根据课程内容,结合思政案例,尝试启发式、问题探究式、任务驱动式和现场教学式方法。以探究式和启发式的教学方法对难以理解的知识点予以重点讲授,对难度适中且可举一反三的知识点予以任务驱动式教学,对空间性强、结构复杂的内容进行现场教学。
  例如,针对第三章第二节的变速器传动机构布置方案一节,难度适中,且各传动方案有举一反三的相似特点。在具体教学过程中,我们采取启发式、任务驱动式和现场教学相结合的方法。具体教学过程是:先由学生自主学习课本知识,并代替老师逐个讲解不同变速器的传动方案;再由老师对学生讲解内容进行补充和总结,并提出问题引发学生思考;最后,全体师生到实验室进行变速器的拆装和测绘,并在此基础上完成一次变速器设计。
  在组织学生进行变速器设计前,教师先通过班级群推送软件学习教程,并在课上介绍对比各软件特点。在此基础上,由学生自主选择一个或多个软件学习,用于汽车总布置和机械式变速器设计工作中。由学生自行组建兴趣小组,交流软件学习经验,合作完成相关设计工作。
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