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摘要：機械設計課程是機械專業的一門主干課程，在實現制造強國的戰略目標下，進行教學改革具有重要意義。針對機械設計課程存在課程設計時間短、內容缺乏實踐性、考核方式固化等問題，結合“互聯網+”概念，提出“互聯網+機械設計”教學改革模式。借助于MOOC教育平臺，為機械設計教學提供新思路。通過應用實例證明，采用MOOC教學平臺可增強課程靈活性，擴大課程受眾面，為師生提供雙向互動和個性化的教學方案，提高教學質量和學生綜合素質。
關鍵詞：“互聯網+”；機械設計課程；教學改革；教學質量
1研究背景
機械設計課程作為機械專業教學計劃中的主干課程之一，對學生掌握機械設計的一般規律、培養機械設計的能力和機械設計的技能、梳理正確的設計思想具有重要意義[1]。隨著科學技術的發展，我國在機械制造領域取得多項重大突破，但與發達國家相比，技術水平存在一定的差距。“制造業作為國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。”在新一輪科技革命、產業變革與我國加快轉變經濟發展方式形成歷史性交匯的時期，抓住這一重大歷史機遇，實施制造強國戰略，把我國建設成為引領世界制造業發展的制造強國，為實現中華民族偉大復興的中國夢打下堅實基礎。圍繞實現制造強國的戰略目標，提出《中國制造2025》。機械制造技術發展水平較落后的原因，是高新技術人才的短缺，老教師缺乏系統的理論知識教育和高精尖技術培養，而剛從校園走出的新生代教師缺乏實踐經驗。大學機械設計教學改革，在注重新生代培養的同時，應兼顧開放教學資源對老教師進行理論知識的教育。總理指出，互聯網是“大眾創業、萬眾創新”的新工具，“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，推動經濟形態不斷地發生演變，從而帶動社會經濟實體的生命力，為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺。針對新老教師的不同教學需求，結合總理提出的“互聯網+”概念，“互聯網+機械設計”教學改革勢在必行[2]。
2“互聯網+教學”的前景
“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，推動經濟形態不斷地發生演變，從而帶動社會經濟實體的生命力，為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺。一般而言，“互聯網+”就是“互聯網+各傳統行業”，但并不是簡單的兩者相加，而是利用信息通信技術以及互聯網平臺，讓互聯網與傳統行業深度融合，創造新的發展生態。它代表一種新的社會形態，即充分發揮互聯網在社會資源配置中的優化和集成作用，將互聯網的創新成果深度融合于經濟、社會各領域之中，提升全社會的創新力和生產力，形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和實現工具的經濟發展新形態。新時代賦予教育信息化的使命，結合互聯網高效、快捷、方便的特點，“互聯網+教學”作為互聯網科技與教育領域相結合的一種新的教學模式，幫助學生增長知識、開闊視野、啟迪智慧，培養獨立思考和勇于探索的能力[3]。目前，國家已逐步建成完善數字教育資源公眾服務體系，開發多種在線教學軟件，為學生提供更優質的教學環境。
3機械設計課程存在的問題
3.1課程設計時間短。機械設計課程是學生第一次全面系統學習機械設計知識的實踐，其涉獵知識面廣，與前期多門課程有關，如機械制圖、材料力學、理論力學等，要求學生在掌握這些前期理論知識的基礎上，再系統性地學習機械相關理論知識。在課程結束時，要求學生將學過的理論知識進行綜合應用，培養結構設計、計算能力，熟悉一般的機械裝置設計過程。但其理論復雜、實踐性強，在較短的課時內難以達到教學目的，也增大了學生的學習負擔[4]。
3.2內容缺乏實踐性。機械設計課程實踐性強，受制于場地、經費等因素，無法為學生提供較好的實踐條件。目前的實踐方式主要有機械設計課程設計與企業參觀實習兩類。機械設計課程一般以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設計課題。減速器包括了機械設計課程中介紹的大部分零件，具有典型的代表性。以往的課程設計重點是鞏固和加強所學的理論知識，設計題目和給定數據固定不變，只需要按設計任務中給定的數據、方案及規定的設計方法完成一定的工作量即可，這就導致了相互抄襲的后果。學生缺少主動性、積極性。企業參觀實習，為學生提供實地參觀生產裝配過程的機會，但出于學生安全的考慮，不讓學生實際操作，無法達到培養學生實踐動手能力的目的。
3.3考核方式固化。目前教師對機械設計課程的考核方式過于簡單，主要由平時成績、課程設計成績和考試成績按不同百分比組成。平時成績主要由上課出勤率和隨堂作業組成，教師憑印象標準自行判定，不是像正式考試一樣給出一個標準透明的成績。而課程設計題目和給定數據固定不變，只需按照設計任務書中給定的數據、方案及規定方法完成一定工作量即可。正式考試時，著重考查學生的基礎知識掌握情況，難以掌握學生對知識的實際運用情況。
4“互聯網+教學”改革
4.1MOOC教學工作流程。隨著新技術、新設備的不斷推陳出新，機械設計課程的學習方式和方法有了更多的選擇。以大型開放式網絡課程MOOC為例，其針對新時代機械制造行業的要求，可以提出更好的解決方案。圖1為MOOC教學平臺工作流程圖。教師使用動畫、視頻、聲音、文字等平臺配置工具制作教學視頻上傳至MOOC平臺，學生在規定時間內自行登錄平臺學習，并完成隨堂作業和考試。MOOC平臺對教學進度實時管理，并及時反饋給教師，針對不同學生的教學情況、學習能力開展個性化教學。教師和學生也可通過MOOC平臺提供的社交網絡工具在線討論答疑。
4.2機械設計應用實例。利用MOOC教學平臺，機械設計課程能夠更直觀地展示場景。如圖2所示，為一圓柱齒輪減速器。在常規的課堂中，教師只能通過口頭講述，引導學生分析齒輪受力、判斷輪齒旋向。而通過MOOC教學平臺提供的多媒體工具，可以導入或在線制作機構運動的動畫，為學生提供直觀的運動場景動態圖，再配合教師的講解，能夠達到事半功倍的效果。在課下答疑討論時，也可通過各種動態圖，引領學生自主發現問題，增強學生的學習興趣。教師可使用平臺提供的各種實驗平臺，制作各種機構的實驗插件，讓學生在課余時間自主學習。在增強學生興趣的同時，提高了學生的自主學習能力和課堂教學質量。
5MOOC教學平臺優勢
5.1課程靈活。受眾面廣MOOC具有課程易于使用、受眾面廣的特點，學習者可以隨時隨地學習。除此之外，學習者還可以根據自我掌握知識的程度，選擇已聽過的課程再次學習，滿足了個性化的需求。教學內容豐富，可隨時更新和補充。教師可錄制好每堂課的教學視頻，上傳至網站中，學生在規定時間內自主學習，完成隨堂附加作業。教師通過MOOC提供的多媒體工具為學生展示現實生活中無法看到的場景，提高學生的學習興趣。MOOC將優秀教育資源充分共享，課程面向公眾免費開放，人人均可系統全面地學習理論知識。
5.2雙向互動。個性化教學互聯網推動教育的發展，教師可結合MOOC移動教學平臺，利用網絡技術遠程掌握和管理學生的學習情況及學習能力，在一定程度上解決了教學地點限制的問題。網絡教育最重要的一個特點是具有良好的交互性能，MOOC整合多種社交網絡工具，教師和學生可以隨時開展全面、能動式的實時互動，形成交互式學習。學生與教師在線授課與學習的同時，可以通過平臺進行交流、解答疑問、完成作業、考試等。與以往的課堂教學模式相比，更注重教師與學生之間的雙向互動。網絡教學不再以教師為中心、以課堂為中心，而是以學生為中心。在網絡教育中，教師運用網絡技術開展教學，同時通過每名學生的學習過程和階段情況、測評結果實現完整的系統跟蹤記錄、貯存。根據學生個人學習情況、學習能力，開展個性化學習建議、指導教學和指導方案等，為個性化教學提供了現實有效的實現方法和條件。
6結語
為滿足各階段機械制造人才的發展需求，將互聯網思維與機械設計課程相結合，提出“互聯網+機械設計”教學改革。本文通過調研發現，目前機械設計課程存在課程設計時間短、內容缺乏實踐性、考核方式固化等問題。結合“互聯網+”概念，采用機械設計MOOC形式作為教學改革的方式之一。通過MOOC可增強課程靈活性，擴大課程受眾面，同時，為師生提供雙向互動和個性化的教學方案，逐步實現教學質量和學生綜合素質的提高。
作者:張杰 莫麗 劉洪斌 張毅 單位:西南石油大學機電工程學院
