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摘要：近五年来教育部连续出台了多个关于教育信息化的文件，鼓励信息技术与教育教学的深度融合，旨在推动教学改革，提高教学质量。本文以高职《机械设计基础》课程中的“平面机构”的教学为例，进行了信息化教学设计，并在机电专业展开教学实践取得较好的教学效果，对《机械设计基础》课程的信息化教学具有借鉴意义。
关键词：信息化教学；混合式；网络教学平台
本文引用格式：何腾飞,等.机械设计基础“平面机构”模块信息化教学设计与实践[J].教育现代化,2020,7(45):166-168.
一 引言
《机械设计基础》是高职机电一体化专业基础课程，重点培养学生运用所学知识，查阅图册手册，解决工程实际问题的实践动手、创新思维、职业素养等方面的综合能力[1]。其前导课程有：《机械制图》《工程力学》《工程材料》等，后续课程有：《钳工实训》《机加工实训》等，在教学中起到了衔接理论教学与实训教学的重要桥梁作用。
知识点繁多，理论性、专业性强是该课程的特点，如何有效调动学生学习积极性，提高教学成效，是该课程教学需要解决的问题[2,3]。在《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确指出要全力推动信息技术与教育教学深度融合，推动教学改革，提高教学质量[4,5]。为此教学团队以“平面机构”教学模块为典型，完成了信息化教学设计和实践教学应用，从中总结经验不足，为后续该课程信息化教学改革提供借鉴。
二 教学分析
（一）学情分析
授课对象为高职二年级机电专业的学生。他们具备一定的专业知识和计算机基础，乐于实践。但对于专业的基础理论学习易产生倦怠，兴趣不高，习得的知识多为浅层记忆。
（二）教学目标
根据人才培养方案、依据学生特点，课程标准，对模块的知识技能进行细化，制定了本模块的知识、技能、素质目标。
知识目标：能准确阐述：运动副、低副、高副、自由度、极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角的概念。
技能目标：能独立完成：机构运动简图的绘制；自由度的计算；平面机构运动确定性的判断；平面连杆机构类型及演化生活应用原理；曲柄存在与否的判断；四杆机构类型简易设计[6]。
素质目标：能知行合一：团结协作的意识、集体责任感、探究精神、创新精神和终身学习理念。
（三）教学重难点
根据教学目标，结合学情分析，教学反馈、教学团队研讨等，确定了模块的教学重难点。
教学重点：①机构自由度计算；②平面机构运动确定性的判断；③平面连杆机构类型；④曲柄存在与否的判断。
教学难点：①机构运动简图的绘制；②平面连杆机构演化；③四杆机构类型简易设计。
（四）教学策略
传统教学是以教师为主体，采用PPT＋板书＋课本的灌输式教学模式，学生被动接受学习，理论抽象理解，死记硬背，难以激发学生的兴趣，难以培养创新精神，更难以实现教学目标[7]。为了解决这些问题，突出学生的主体地位，采用“线上+线下”一体的混合式教学模式。
线上：在学校助推信息化教学浪潮中，实现了校园wifi全覆盖，同时教学团队完成了《机械设计基础》课程资源制作，课程顺利上线超星泛雅网络教学平台，实现了线上教学的软、硬件环境。线下：多媒体教室、机械设计实验室等场所展开教学。在任务学习和实施过程中，采取“线上+线下”一体的混合式教学模式促进学生对知识、技能的消化吸收，实现教学效果的最优化。
三 教学实施
教学组织实施分为课前、课中、课后三个环节。“平面机构”模块共包括两个任务，如图1所示。以该模块任务二平面连杆机构中的子任务（2）—铰链四杆机构曲柄存在的条件为例进行教学实施。
（一） 课前
教师通过超星泛雅平台（以下简称“平台”）发布两个任务体验：实践体验和模拟体验。制作任务单，如表1所示，设置时间节点。学生通过学习通APP接受任务，完成相应任务并提交。实践体验任务：每组完成一种类型（曲柄摇杆机构、双曲柄、双摇杆）铰链四杆机构的制作，拍摄成一分钟小视频上传到平台。模拟体验任务：利用“四杆连连看”游戏APP如图2所示，模拟组建各类型铰链四杆机构，拍照传至平台讨论区。
对各组提交的制作视频进行投票选出最佳。在课前活动中，学生可在交流群、平台讨论区，发表观点，向老师提问。
这样教师线上发布任务，学生线上完成检测，教师通过授课平台反馈的数据，掌握学生课前活动完成情况，对接下来的教学活动开展做好调整。
（二） 课中
（1）导入与评价
教师对学生的课前活动任务一：四杆机构的制作的评比情况进行公开展示，引导学生对最佳小组作品进行点评，指出优缺点，随后从专业角度启发学生在设计中需要考虑的因素很多，除了功能实现，材料选择，还有环保、经济、便捷等方面都是评价的指标，要想成为一个合格的设计人员，还需要在后续学习中不断积累。培养学生的创新设计意识和精益求精的“工匠精神”。
对任务二：游戏模拟组建的完成情况，随机抽取学生到台前进行展示。
用任务一和任务二引出本堂课的重点和难点。教学重点：掌握四杆机构类型的判别方法。
教学难点：运用方法设计相应类型的四杆机构。
（2）探究分析
根据展示情况，结合任务一实践体验，提问：四杆机构类型与哪些因素有关？引出本堂课讨论的内容：铰链四杆机构存在曲柄需满足何种条件？
教师讲解分析曲柄摇杆类型，结合教具，演示运动情况。引导学生得出满足及不满足杆长和条件与机架的关系。
（3）随堂测验
教师发布随堂测试题，查看测试统计结果，对错误较多的题目，点评分析，加深对知识点的理解。
（4）案例演练
时间两分钟，分小组讨论完成任务，解答过程写在纸上拍照上传提交。每组汇报各组答案，教师对各组答题情况投屏展示，通过组别之间的探讨，锻炼学生逻辑思维能力，教师总结解答问题的要点，完成教学重点。
（5）设计通关
为了让学生真正突破难点，实现自行设计，开展设计通关。这个环节，分小组完成对应类型的铰链四杆机构，各组员均需提交自己设计的数据。设计中，学生可以将设计的数据输送到仿真小程序中进行运动验证。帮助学生突破难点。
（6）课堂小结
学生和教师一同对教学的内容进行总结归纳：1）在满足最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构：①取最短杆的邻杆为机架——曲柄摇杆机构；②取最短杆为机构——双曲柄机构；③取最短杆的对杆为机架--双摇杆机构。2）最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄——双摇杆机构[8]。采取线上线下多元评分制度，教师对学生的当堂课上表现积分情况进行投屏展示，肯定优秀学生。
（三）课后
发布拓展任务，观看缝纫机工作微视频，思考：缝纫机脚踏驱动机构同为四杆机构，为什么在工作过程中会出现踩不动的现象？学生在课后查阅资料，整理后，上传平台，教师及时查阅，便于个别辅导。
四 改革特色
教学资源上：打破传统专业基础课程重理论的特点，注重将理论知识让学生在体验中进行消化。为此，教学团队实现了课程的网络数字化、联合技术公司开发了游戏软件、模拟动画、仿真程序等，增强学生模拟体验。
注重学生的创新思维的培养，课前分发任务，分小组动手实践制作四杆教具，制作过程中充分发挥学生创新动手能力，提升教学效果。
利用手机端设备，将自主学习，学习娱乐软件，交流互动等连接在一起创设学习乐园。
教学评价上：线上线下理实一体教学模式，分组讨论式教学，课程评价注重全过程考核、融入思政元素等，实现教学评价的多元化和教学方法的多样化。
课前评分由游戏任务、实践任务等决定；课中包括答题评价，投票及教师点评等，课后综合全过程考核评价系统给分，以评促教。
五 反思总结
基于超星泛雅网络教学平台，搭建线上教学资源，并在知识点与技能点的关键环节设置监测点及预警值，根据平台监测数据进行分析，及时发现偏差，找出问题所在，调整教学方案，以便有效开展混合式教学。该教学从课前、课中、课后，充分发挥学生主体地位，从后台数据上得到直观体现，课程平台访问量，课堂活跃度明显增强，学生学习兴趣和成效得到较好的提升。
“线上+线下”一体的混合式教学要成功实施，线上资源建设并不能一劳永逸，而是一项动态工程[9]。要保持课程的生命活力，达成人才培养要求，适应时代发展，需要教师不断挖掘新元素，及时更新教学内容，并结合课程特色将教学中的“工匠精神”“双创教育”等思政隐性教育有机融入到专业课教学中，这也将作为课程建设与信息化教学改革的努力方向。
参考文献
[1]何腾飞,韩自强,单武斌.高职机电专业机械设计基础课程设计教学现状与对策探索[J].中国教育技术装备,2019(09):99-100.
[2]范茜.《机械基础》课程信息化教学设计研究[J].教育现代化,2018,5(06):157-159.
[3]王银花.信息化背景下《,机械设计基础》课堂教学改革探究[J].科技风,2017(09):67.
[4]房栋.职教课程改革的信息化支撑环境研究[J].中国教育信息化,2019(14):7-11.
[5]赵增辉,刘星光,郝鹏,等.课程信息化驱动下多元混合考核机制的构建与实践[J].中国教育信息化,2019(14):31-34.
[6]李岐峰.铰链四杆机构类型判断方法探究[J].课程教育研究,2018(51):218.
[7]李荣双.曲柄存在条件的教法研究[J].职业,2017(06):69.
[8]王文明,曾聪敏,高英敏.铰链四杆机构仿真系统的设计[J].机电工程技术,2009,38(08):29-31+189+207.
[9]罗艾花,胡军浩.“互联网+”时代高校课程线上资源建设策略浅析[J].教育现代化,2017,4(15):228-229+232.
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