多元化混合式教学模式与环节渗透考核评价体系研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 60 多元化混合式教学模式与环节渗透考核评价体系研究 陈乃建 门秀花 陈 鑫 张 辉 王 娜 济南大学机械工程学院，山东 济南 250022 摘要：摘要：针对机械类专业高素质应用型人才培养存在的教学实践适应性不足及考核评估模式单一等问题，以机械工程控制基础课程建设为例，研究线上线下混合式教学模式与工程案例分析、虚拟仿真实验与物理实验等多元化教学方法。采用线下翻转课堂工具教学、线上直播互动以及在线课程平台等多种形式教学改革方法，头脑风暴、投票、分组讨论等多种教学工具，构建以学生为中心、仿真与实验相结合、理论与思政相融合的混合式教学模式，提高学生课程参与度，促进教学相长；以科技前沿成果及课程思政元素融入课堂，建设更新课程工程案例库，提高学以致用的创新能力；探索过程性考核与终结性考核相结合的环节渗透考核评价体系，结合课堂测验、弹题测试、章节测试、阶段化考核等多种评价手段，渗透多元化混合式教学各个环节，综合评估学生课堂的参与度与知识掌握程度，达成课程学习的过程化考核目标，与期末考试成绩测试相结合，有效增强学生专业技术水平以及自主学习能力的培养。关键词：关键词：混合式教学模式；多元化教学；过程化考核 中图分类号：中图分类号：G G642.4642.4 0 引言 新工科作为一种新的工程教育模式，以培养优秀的工程技术人才为教育目标1，对我国机械类专业的复合型人才培养模式提出了更高的要求，而如何利用多元化教学模式将培养伟大工程师的目标有效融入课堂，机械类课程教学模式改革还面临以下问题：（1）课程发展的多元化教学方法设计与实践应用度适应性不足。机械控制类课程不仅涵盖了大量机械相关基础知识，也包含了丰富的电工电子、信息与控制相结合的实践与实验，这也对学生而言提出了更高的要求，自身需要有相对扎实的高等数学、电子技术及计算机基础，导致许多课程在授课和学习方面都存在较大难度，教学与应用效果不理想。虽然 MOOC 的开展已经在各大高校快速融入2，但许多专业课程教学仍然大多以原有教学与网络在线课程相结合的教学模式为主，课程教学偏重于理论知识讲授。混合式教学模式3-4虽然能够融合线上、线下两种资源，仍然多限于是课程知识的传播，没有注重学生真正的学习体验，仍然很难从学习兴趣上让学生再深入探究专业知识，也无法应用专业知识进行问题的分析。（2）课程考核模式单一。传统课程考核以集中笔试为主要考核方法，缺少其他考核方式与评估方法的运用，考核方法相对单一5，无法实现形成化的过程考核6，难以带动学生自主学习的积极性。线上考核方法虽然能够综合学生期末考试、学习习惯等，但课程平台考试题型灵活度不高，难以实现对学生学习能力的综合评价。（3）控制类课程数学公式繁多，课堂教学过程涉及力学、电子学、物理等相关定理、原理、板书推导与频谱图绘制等，需要学生较强的逻辑思维能力，致使学生课堂参与度较低，影响课程的学习效果。因此，针对以上问题，以机械类专业基础课机械工程控制基础为例，遵循以学生为中心的教学理念，探索线上与线下、课堂与实验、直播与互动、考核与反馈相结合的多元化混合式教学模式，研究多元化教学环节渗透的综合考核评价体系，全面提高教育教学质量与学生自主学习能力。1 多元化混合式教学方法 机械工程控制基础课程以高素质应用型人才培养为基础，针对学生学习知识的可及性、工程案例的可供性以及创新能力的可评价问题，建设了基于智慧树平台的山东省在线联盟课程机械工程控制基础，改善学生知识学习的可及性；以前沿科技成果与生活案例相结合建设工程案例库和课程思政案例库，促进案例库的可供性及学生交互能力提升；定位多学科知识应用，重构课程内容，进行线上线下混合式教学设计，强化教学引导，重塑学生学习行为；探索课程内中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 61 容创新应用与拓展优化及线上线下融合的评价体系，实现学生创新实践能力的可评价。1.1 在线课程及实践平台建设 科技发展日新月异，不断涌现的科技成果无不体现控制思想，为了突破传统课堂的局限性，发展个性化订阅式学习，实现学生自拓展知识结构和技术理解力的培养，需要积极探索机械工程控制基础课程资源建设。（1）线上线下融合教学平台建设。通过智慧树平台，建设了机械工程控制基础在线课程、视频资源库及测试题库等，形成线上教学资源环境，与课堂教学相结合，形成线上与线下混合式教学环境。同时，基于 matlab、maple 等软件环境开发控制系统数字仿真平台，构建了课程内容应用推广、线上线下教学资源互动、交互式控制工程运用的多种学习平台。（2）翻转课堂。利用智慧树在线直播、教室授课工具进行语音、视频直播、签到、投票、头脑风暴等多种线上、线下混合式工具，构建机械工程控制基础翻转课堂，提高学生参与度，反馈学生知识掌握程度。1.2 课程内容创新与混合式教学设计 机械工程控制基础课程定位多学科知识运用需求，以全面培养学生解决工程问题的能力提升为宗旨，重构课程内容的授课模式，突出工程实例的课程内容贯穿，以知识应用、理论分解、内容演示、实验实践为线下教学主线，以实例短视频讲解、重要知识点分解、课程综合测试为线上平台共享，形成了以任务驱动式的理论与实践教学、工程项目融合运用的混合式教学体系。线上线下混合式教学设计，是以“学生为中心”，强化教学引导作用，注重塑造学生利用多种教学资源的综合学习行为。教学内容的设置，更突出以显示学生的认知与理解能力；借助多媒体、网络平台、问题解决等手段，形成相互式教学、团队式讨论、项目驱动式案例解决、科创激励引发等教学手段的交叉融合，让良好的学习行为充分激发内在学习动力，更好地实现知识体系的运用。1.3 案例库建设 为了增强案例的可供性，实现伟大工程师心灵和能力的培养，构建了机械工程控制基础课程工程案例库及课堂思政案例库，培养学生的家国情怀、社会责任感、创新精神，激发学生的求知欲。积极探索将中国科技、中国制造、大国重器等思政元素融入课程教学内容及组织实践中。1.3.1 深入挖掘思想政治教育资源，完善课程内容 机械工程控制基础课程涉及了自然辩证法思想，内容深刻地体现了控制系统运动的内外因素、相互作用思想，是世界上众多杰出科学家智慧的结晶，也是众多科研工作者前仆后继日以继夜的劳动成果，如钱学森工程控制论思想、钱学森弹道、火星探测技术、中国高铁、中国航天科技等。课程与国家的科技发展密切相关，以课程知识点为载体，以立德树人为目的，对课程内容深耕细作，将思政元素融入到每一章节。1.3.2 改进教学方法，探索创新课程思政建设模式 结合机械工程控制基础的特点，引导学生通过线上自学、线下教学、小组讨论等多种形式，采用启发式、案例式和研讨式等多种教学方法，将思政元素自然和谐的融入课程内容中，达到潜移默化的效果。（1）增强混合式教学课程内容的科学性、先进性，激发学生的家国情怀和使命担当。综合运用工程案例、科技成果与课程内容，以最新的科技成果、教学改革成果优化课程内容，促进课程内容的科学性、先进性，实现课程内容与时俱进，潜移默化的传递家国情怀，激发学生的使命担当。（2）有机融合课程内容与理论实践，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。借助MATLAB/SIMULINK、MAPLE、Labview 等仿真软件与课程相结合，将虚拟实验与理论课程相结合，培养学生透过问题看本质，用唯物辩证法的思想分析和解决问题的能力。（3）提高混合式教学模式建设的适当性、多样性，提高学生的职业素养，培养学生的匠人精神。课程将在线课程与线下课堂授课进行相互衔接，多角度、全方位提高课程的适当性、多样性。以知识点为切入点，线上丰富名人事迹、发展历程及重要事件的资料，线下引导学生思考，提高学生的职业道德水平，培养学生的匠人精神。（4）结合专业相关时政热点，提升学生的专业认同感。完善课程内容与专业人才培养目标的一致性，结合与专业相关的时政热点进行分组研讨，提高学生对专业的认同感，塑造研究生综合学习行为，提高学生的综合素质。中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 62 1.3.3 科学研究方法与工程案例库建设 科学研究过程本就是一个从理论到实践，再从实践到理论的循环过程。机械工程控制基础 理论性强，学习的难度较大，包含从数学模型、时域分析、频域分析到系统综合与应用等教学环节，完成从认识世界到改造世界的过程。在教学过程中，以模型建立及时频域分析的理论学习为出发点，配合虚拟仿真实验、案例分析以及专题研讨等多种教学手段，帮助完成学生从理论到实践的升华。2 环节渗透考核评价模式 随着教育技术发展，线上线下混合教学模式得到越来越多的关注，在这种教学模式中，教师需要更好地组织课堂活动，使得线上和线下学习资源相互补充，从而达到更好的教学效果。然而，如何有效地考核学生的学习成果却是一个难点问题。本课程依托线下线上教学平台，综合对课堂教学与在线课程学习进行分层考核评价体系构建。结合知识点测试、视频弹题测试、课堂测验、章节测验、阶段性考核、期末综合测验以及线下考试等多种形式，注重过程性评价和终结性评价，有效分析学生的学习行为，及时反馈学生的学习状态，监督智慧学习的质量。对课程内容进行有效划分，分为知识点层、章节层、阶段层及课程层，不同的层级对学生的学习行为及掌握程度进行反馈，促进学生掌握知识的不断成长，激发学生的内在动力，其中 MOOC 学习评测、翻转课堂学习评测与课堂、作业表现构成平时表现成绩，而线下闭卷考试成绩形成考试成绩，由平时成绩为主、考试成绩为辅的分层考核评价系统，更多维度反映学生的综合素质和能力。机械工程控制基础课程考核包含过程性评价与终结性评价相结合方式进行成绩综合评定，其中，过程性考核成绩占课程总成绩的比例为 60%，终结性评价占总成绩的比例为 40%。终结性评价采用线下闭卷考试方式，而过程性考核一般由平时考核和分段考核组成，平时考核和分段考核的方法如下：2.1 平时考核的方法 平时考核成绩占总成绩的比例为（30%），平时考核成绩由智慧树翻转课堂报告和作业考核等组成，其中智慧树翻转课堂报告占 33%，作业考核等占 67%。智慧树翻转课堂报告由智慧树平台翻转课堂工具统计出勤次数、互动参与次数，其中互动参与包括签到、投票、随机点名、抢答、课堂答疑、防溜号、随机测验等。作业考核包括课堂汇报、实验、章节作业、随机答题等。2.2 分段考核的方法 分段考核成绩占总成绩的比例为（30%），分段考核将课程内容划分为三部分，包括绪论与控制系统数学模型、控制系统时域与频域分析、控制系统稳定性及误差分析等，采用智慧树翻转课试题库进行分段考核，分段考核成绩相关资料采用线上方式保存与备查，部分过程化考核成绩分布情况如图 1 所示。图 1 过程化测试数据 3 小结 综上所述，针对机械类专业高素质应用型人才培养问题，以机械工程控制基础课程为例，探索新工科培养目标下的课程建设体系，研究多元化混合式教学模式及环节渗透考核评价体系，采用基于智慧树平台的在线共享课、翻转课、工程案例分析、虚拟仿真实验与物理实验相结合的多元化教学方法，依托丰富的在线课程网络资源和先进的科技成果，探索多元化混合式教学模式，并与智慧树课堂工具相结合，以学生为中心，探索学生参与课程新方法及过程化考核中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 63 模式，增强学生专业技术水平，加强学生自学学习能力的培养。参考文献 1张秋山,王耕.新工科背景下“滴灌”式课程思政研 究 J.河 北 大 学 学 报(哲 学 社 会 科 学版),2022,47(02):85-92.2罗忠,赵一文,刘艳慧等.机械控制工程基础的慕课建设探索与实践J.教学研究,2017,40(04):87-90,124.3杨凯,李浩东.机械工程控制基础混合式教学模式探索J.中国教育技术装备,2021,522(24):57-59,65.4 田雪虹,刘海涛.金课建设背景下“自动控制原理”课 程 教 学 改 革 与 实 践 研 究 J.装 备 制 造 技术,2022(12):176-178.5徐咏,覃曼萍,唐毓纳等.新工科背景下智能机器人课程多元混合式教学改革与实践J/OL.软件导刊:1-52023-05-15.6张彤,许娟,陈兵.基于线上线下混合式教学的云计算课程教学改革J.计算机教育,2023,340(04):97-101.作者简介：作者简介：陈乃建(1973)，男，山东临沂人，博士，教授，研究方向为机器人、自动控制理论与技术。基金项目：山东省高等教育本科教学改革研究项目（编号 M2022088）；山东省优质课程建设项目（编号SDYKC21117）。