摘要: 通过拓展实验内容、 引入互联网信息技术、 改革考核评价方法等措施对传统实验项目进行转型升级并构建了线上线下混合式实验教学模式 结果表明: 这些措施极大地激发了学生自主学习的兴趣提升了学生的创新思维能力提高了实验教学质量 为实验设备的再利用提供了一种新思路和新途径
关键词: “互联网＋教育”；转型升级；线上线下；混合式实验教学
实验教学是实现专业培养目标和培养规格的重要组成部分对于提高人才培养质量具有十分重要的意义ꎬ[1]当下各高校对实验项目改造非常重视采取各种方法和措施来提高实验教学效果 李梅川等人[2]利用学校基金项目开发和改造仪器设备提高实验教学质量 秦春节等人[3]引导学生参与现代生产与物流实验室的改造与开发实现生产与物流的自动分拣培养了学生的动手实践能力 尤勐等人[4]将现有的 “迈克尔逊微形变干涉实验系统” 改造为 “轮胎气泡剪切干涉实验系统”将现有的 “单缝衍射测量系统” 改造为 “多参量 (压力、 温度、 液面、 准直度) 衍射实验系统” 胡静等人[5]对自然对流换热设备进行优化改造设计了独立的电加热测量系统和温度测量数显系统将验证性实验改造为设计性实验 秦丽玮等人[6]在 3DS MAX 平台上开发了一套光合作用电子传递虚拟实验系统并与实体实验有机结合丰富了实践教学内容提高了实验教学效果促进了创新型人才的培养 李峥等人[7]通过改进轴承教学实验设备丰富实验教学内容 靳亚维等人[8]则通过对实验设计台进行创新性改进既丰富了实验内容又提高了学生的创新思维能力、 创新设计能力、 动手操作能力及解决问题的能力最大限度地发挥了实验设备的作用随着虚拟仿真技术的快速发展虚拟实验应运而生深刻地影响了传统实验教学的理念、 内容和方式[9]丁建宾等人用事先获得的实验数据采用 Untiy3D 软件编制切削实验操作的动作仿真及人机交互界面程序开发了一套切削力和切削温度虚拟仿真实验系统 将虚拟仿真技术运用于改造传统实验之中ꎬ[10－11]顺应了时展趋势符合现代人才培养的需要本文结合一流本科课程建设的需要利用现有实验设备通过拓展实验内容、 引入互联网信息技术、 改革考核评价方法等措施对传统实验项目进行改造并构建了线上线下混合式实验教学模式。
一、 实验项目改造的具体方案与措施
为了更好地适应新工科对创新人才培养的需要2018 年嘉兴学院对各专业的人才培养方案进行了修订 在此背景下工程材料与机械制造工程学实验课程对现有的部分验证性实验进行了改造增加了设计性和综合性实验构建线上线下混合式实验教学模式如图 1 所示本文以工程材料与机械制造工程学实验课程项目之一基本夹紧夹具实验为例介绍该实验项目改造升级的思路和措施基本夹紧夹具实验是一个验证性实验通常安排在学完机床夹具设计的基本知识和理论之后所用的实验设备是 HJD－JZ2 夹具实验台 该实验的主要目的是让学生掌握基本夹具的六点定位原理了解基本夹具的组成元件 (定位元件、 夹紧装置、 夹具体等) 和使用功用 以往整个实验都是在教师的指导下完成学生不需要自主思考更谈不上创新思维训练很轻松就能完成实验内容和要求这与创新人才培养的目标不相符为了适应人才培养方案需要课题组在充分利用现有设备、 避免资产浪费的前提下采用线上线下混合的教学方式对传统的基本夹紧夹具实验项目进行了升级: 首先要求学生根据自身的情况在线预习了解实验内容、 目的和要求熟悉实验原理、 步骤及注意事项完成预习报告 再根据工序图设计夹具画出三维图制作汇报用的 PPT 教师通过网络教学平台的统计功能掌握学生的预习进度及时督促学习进度 其次进入实验室 (线下实验部分)要求各小组用预先设计的夹具与实验台的夹具进行对比阐述各自的优缺点互相点评教师最后总结 课后各小组进行修改、 完善夹具设计方案上交实验报告。
二、 考核方式
重书面轻实践的传统实验考核方式已不适应新时期工科专业创新人才的培养需要 近年来课题组对该实验项目的考核内容、 考核模式进行了改革和创新将实验考核内容拓展到实验教学全过程包括网上学习及练习、 实验操作及讨论、 实验报告撰写等内容形成了过程性评价与终结性评价相结合的多元化考核评价模式 其中过程性考核成绩包括线上 (占总成绩的 20％) 和线下 (占总成绩的 20％两部分线上主要包括观看视频、 预习测试、 预习报告 线下主要包括课堂夹具拆装活动、 夹具设计方案阐述等 终结性考核成绩主要指实验报告评定占总成绩的 60％。
三、 教学效果
(一) 有利于学生自主学习提高实验教学质量
利用网络教学平台进行混合式教学已经成为当前高校教学改革的趋势 为了充分调动学生学习的积极性和主动性课题组在教学实验环节引入了超星平台 (学习通)该平台提供了各种丰富的学习资源ꎬ如视频、 PPT、 图片、 文字资料等学生可以根据自己的实际情况利用课余时间了解和学习实验原理、实验目的、 实验步骤及注意事项复习相关的理论知识 同时教师利用在线平台及时督促和在线解答学生的问题从而提高实验预习效果和实验教学质量 表 1 列出了工程材料与机械制造工程学实验课程各项目的学生平均得分从表中可以看出转型后学生平均实验成绩普遍提高较转型前提高了 3~15 分说明转型升级取得了较好的效果
(二) 激发学生学习兴趣提高创新思维能力
通过对部分验证性实验的改造升级采用拓宽实验教学内容、 引入互联网教学手段、 改革考核评价方法等措施不仅增加了学生预习、 动手、 讨论的时间同时激发了学生的实验兴趣对开展学生创新思维训练和创新能力培养具有一定的提升作用达到了很好的教学效果得到了学生和教师的认可也为今后的实验教学改革提供了思路总之对传统实验项目进行转型升级改造顺应了新时期人才培养的需要这为提高人才培养质量提供了一种新思路也为实验设备改造利用提供了新的途径。
作者：沈剑英 李积武 单位：嘉兴学院信息科学与工程学院