机械与电气工程学院在线教学案例材料——田震《三维机械设计》 |
 宣亚文  2020-05-05  484 |
一、课程信息 课程名称：《三维机械设计》 课程学时：48 选用教材：《三维机械设计》，田绪东、管殿柱主编，机械工业出版社 课程类型：专业基础课 教学对象：2018级机械设计制造及其自动化专业 81人 二、学情分析 通过课前了解，2018级机械设计制造及其自动化专业的学生之前已学习画法几何与机械制图课程，机械原理课程等专业课与三维机械设计课程同步开设，学生掌握的机械基础较为薄弱。因此，本课程需要循序渐进、全方位、立体式的课前、课后，线上线下混合式互动教学。 三、授课方案 1. 学习通平台+QQ群课堂+腾讯课堂+QQ群学习 特点：建设课程群方便，教师可直播讲解，可以和学生进行互动，知识点呈现形象，课前、课后能够实现一体化，教学效果好。
根据学情调查结果，结合课程教学大纲，疫情期间为保证学生的学习效果，本课程采用学习通平台+QQ群课堂+腾讯课堂+QQ群学习的授课方案。
图1 授课方案
图2 电子版学习资料
图3学习通视频发布 二、授课特色 2、注重引导学习，激发学习兴趣 《三维机械设计》是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课，在学生基础相对薄弱的情况下，引入三维机械设计在生活、工业以及国防领域中的实际应用案例，激发学生的学习兴趣，提高学生的主动学习能力，使学习意识由“得学”向“要学”进行转变。
图4 实际案例引用 介绍往届学生通过三维机械设计课程学习后，充分发挥自己的主观创造力进行的一些创新设计，如大棚除雪装置、立体停车库等机械装置。对他们通过主动学习结合自身的创造性思维进行产品设计并取得的一系列成绩进行讲述，如申请专利、参加全国性比赛获奖情况，激发学生的主观能动性、提高自主学习能力，扩大专业知识面。
图5 课程实际运用后所取得的成绩 2、线上线下混合式互动教学 将课前、课堂与课后串联为一个完整的学习环节，要求学生在课前自主学习，课堂与教师互动答疑，课后自主建立碎片化知识与日常生活的联结。通过学习通上任务节点完成情况的数据统计，及时掌握学生课前预习情况，保证课前的自主学习。课堂采取讲解+操作+实例等多种手段相结合的教学方法，从实际应用出发，引导学生学习兴趣；以实例操作为手段，使学生掌握三维机械设计及模型建立过程；根据学习内容发布作业任务，促使学生及时完成学习目标。课后学生可结合兴趣爱好、实际生活等进行拓展设计，针对作业和拓展设计中存在的问题，采用QQ文字、自录制视频及远程操作等多种方法，解决学习中存在的问题。
图6 混合式教学模式
图7 课前预习视频
图8 腾讯课堂直播
图9 课后作业答疑 3、理论结合实际，注重“知行合一”理念 结合机械学科本身特性，课堂中大量引用实例，使学生在教学实践环节中理解和掌握相关理论知识，同时结合“知行合一”理念，引导学生根据所学理论和设计方法自行确定设计内容，提高学生自主、创新学习能力。
图10 部分学生设计作品 4、重视思政引领，树立机械专业实力强国意识 课堂结合多方面材料进行思政引领，以“厉害了我的国”和“大国工匠”等优秀影视作品相关内容介绍机械设计制造及其自动化专业在我国由“制造大国”走向“制造强国”之路中发挥的重要作用，培养学生的“工匠精神”，以及认真、敬业、执着、创新的职业素养。
图11 机械专业在相关领域中的应用介绍 5、人文关怀提升疫情期大学生心理免疫力 尽管目前疫情形势好转，但开学时间尚未确定，大学生心理健康服务必须跟进并加强。目前疫情防控期间心理健康服务的主体大多是心理健康中心的老师和辅导员，由于学生人数众多，这种心理服务很难做到精准高效。为落实“三全育人”，任课老师老师积极参与学生心理健康工作，通过及时有效的心理健康服务，提升大学生心理素质和抗挫折能力，顺利地消解心理困扰。
图12 学生关怀与心理健康服务 三、教学过程 疫情期间为保证学生的学习效果，根据学情调查结果结合课程教学大纲，本课程采用学习通平台+QQ群课堂+腾讯课堂+QQ群学习的授课方案。现采用的教学模式示意图如下：
图13 在线教学模式 课前自主学习： 1. 学习任务发布，明确该节课所要学习内容。 课前通过QQ群将学习任务发送给学生。 2. 课前自主学习，通过在线教学平台上发布的课程视频和学习资料自学完成预习任务。 提前录制预习视频，并将预习视频及所需课件上传到学习通平台当中，制作任务节点，督促学生在视频直播前进行自主学习，通过学习通中的数据统计对学生的预习情况进行监测，对没有及时完成预习的同学进行督促。
图14 课前自主学习录制视频
图15 预习视频观看情况监测 课堂直播：
通过引入大量生活、工业应用上的实例，介绍PROE软件在实际生产中的应用，引起学生对PROE软件的兴趣，激发学生对机械设计的热情，在应用实例的引入过程中对学生进行创新意识的培养以及科学严谨“工匠精神”的树立。
图16 引用的部分实例1
图17 引用的部分实例2 2.在线学习情况监测 上课前发布签到信息，采取课间随机提问等方法及时监测并掌握学生在线学习情况；要求学生将观看课堂直播的过程进行截图并上传至QQ群相册，采取多种方法相结合保证学生能够在课堂上进行有效的学习，同时相关材料可作为后续平时成绩的参考依据。
图18 学习通签到结果
图19 直播过程截图上传至群相册 课后联结重构： 1. 作业完成 线下学生根据课前预习视频结合课堂操作讲解，通过相关操作，完成相应零件的三维模型建立。在三维模型构建过程中遇到问题时可及时与任课老师进行联系，任课老师针对学生遇到的问题进行讲解和操作示范，使学生熟练掌握有关特征操作。
图21 部分作业--零件三维模型 2. 课外拓展 根据所学特征操作，掌握各特征的具体使用方法，结合个人兴趣、生活、工业实际应用，灵活确定零件模型并对相关零件进行三维模型绘制。
图22 部分课外拓展作品模型 3. 课后辅导 学生在作业及课外拓展绘图过程中所遇到的问题可及时与任课老师进行联系，由于该课程具有实践操作强的特点，每个人的学习能力不同、所需练习时间长短不一，在课后辅导方面任课老师提出了全时段答疑措施，学生在绘图过程中如遇问题可任意时间内进行线上提问，老师能够及时解决学生所遇问题。借助QQ远程操作功能，在学生电脑端实现远程操作示范，能够极大的加深学生理解能力。
图23 课后操作指导1
图24 课后操作指导2 4. 人文关怀与心理辅导 受疫情影响，部分学生由于长时间居家学习，逐步开始产生厌学情绪，针对某些同学对网络学习抵触心理，在线上进行个别针对性的心理辅导，消除他们对网络学习的厌学情绪，积极加入到学习中。同时，灵活变化教学方法与手段，在教学过程中多引入一些能引起学生兴趣的生动实例。对于部分没有及时观看课堂直播的学生采取针对性课程辅导，采取录制视频、实例演示、远程操作示范，使其能够熟练掌握相关教学内容，完成学习任务。
图25 远程操作示范教学 三、教学效果反馈
通过教学效果反馈，任课教师能够及时掌握学生的学习情况。为全面了解三维机械设计课程网络教学效果，从学生的参数度、完成度和满意度三个角度出发进行了调查，调查结果显示课程的网络教学效果较好，其中： 1. 学生参与度高 根据学习通数据统计，学生能够在课前进行预习并按时签到上课，其中任课教师录播预习视频共14条，视频共点击学习为3846次，本月视频点击学习656次。
图27 学习通数据统计 2. 学生完成度高 网络学习期间，学生能够及时的完成任课老师布置的作业，同时克服计算机在学校没有带回的困难，采取各种方法利用身边的计算机进行操作练习。
图28 部分学生作业 3. 学生满意度高 2018级机械设计制造及自动化专业学生共81人，参与投票81人，投票率100%，总体满意率为96.3%。其中选择非常满意49票，占比60.5%；选择满意29票，占比35.8；选择一般3票，占比3.7%。该投票为匿名投票，能够比较真实的反映出学生对任课教师的网络教学方法、表现以及教学效果的总体评价，调查结果显示学生对任课教师的教学效果认可度较高。
图29 问卷调查结果
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