包裝機械混合式教學改革實踐

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摘要：碎片化教學方法及以信息網絡技術的迅猛發(fā)展，可能對高等教育課堂教學發(fā)生革命性改革的深刻影響。以“學生為中心、課程目標為導向”的混合式教學模式，正成為高校課堂教學改革的一種發(fā)展趨勢。結合包裝機械混合式課程，以“金課”標準設計教學內容，以全程考核模式夯實教學效果，開展混合式教學改革的實踐。

關鍵詞：包裝機械；混合式；教學改革；全程考核

包裝機械課程是包裝工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，培養(yǎng)學生工程分析能力和包裝機械設計的創(chuàng)新能力，提升學生解決復雜工程技術問題的能力；主要講授包裝機械的組成、供送系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)設計、總體設計、典型包裝機械（灌裝機械設計、袋裝機械設計、裹包機械設計、封口機械設計）、包裝生產線設計[1-2]。當前，包裝機械課程面臨的教學問題主要表現為以下幾個方面：1.包裝機械結構多、機構多、零件多以及類型、結構、運動復雜等特點，學生無法完全掌握包裝機械零件結構及設計知識；2.傳統(tǒng)課程教學模式缺乏創(chuàng)新性、發(fā)現和解決問題思維培養(yǎng)，難以滿足現代包裝行業(yè)對工程創(chuàng)新能力的需求；3.以知識傳遞的課程教學，對學生解決復雜工程問題能力培養(yǎng)不足，尚不能完全適應培養(yǎng)新工科人才的素養(yǎng)要求。本文介紹在包裝機械課程教學中以“學生為中心、課程目標為導向”的混合式教學模式，以期為解決上述問題提供借鑒，為包裝機械課程教學提供有益參考。首先闡述包裝機械混合式教學改革內容，然后分析廣西大學包裝機械課程中實施混合式教學模式的實踐情況，最后介紹該課程教學改革的創(chuàng)新與效果。

一、混合式教學改革的內容

教育部高等教育司司長吳巖就“一流專業(yè)和一流課程”議題，提出打造有“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的金課”[3-5]。高階性是知識、能力、素質有機融合，培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維；創(chuàng)新性體現在前沿性和時代性的課程內容、先進性和互動性的教學形式以及探究性和個性化的學習結果；挑戰(zhàn)度指課程具有一定難度，需要教師在課程中融入更加深入的思考內容，需要學生多思考或動手才能獲得相關知識和能力。在具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度特征的“金課”教育理念的影響下，大規(guī)模開放在線課程迅速崛起[6]，其特點是“學生自主學習為主”，但嚴重缺乏監(jiān)管，教學效果得不到保障。線上線下混合式教學模式應運而生，它結合了傳統(tǒng)教學方式和在線課程的優(yōu)點，是一種新的教學模式[7-8]。以“金課”標準為設計思想，多維化的課程目標為導向，以學生為中心的教學方法，通過認真分析包裝機械課程中教學內容的特點，建立預習-思考-討論-反饋-提升的知識點學習的體系化流程，制定混合式教學改革的內容。

（一）以“金課”標準設計教學內容本課程以需求導向+專業(yè)畢業(yè)要求（OBE）、思想性、科學性、時代性、高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的設計思想，以培養(yǎng)學生正確的工程倫理和扎實的工程知識、學生預習-思考-討論-提升的學習態(tài)度和團隊合作精神，掌握包裝機械設計和包裝機傳動系統(tǒng)設計等知識，具備包裝機械設計能力，重點培養(yǎng)學生應用、創(chuàng)新能力為目的，以學生為中心的教學方法，構建全新的教學內容。教學內容以教育部普通高等學校包裝工程專業(yè)規(guī)范的要求合理安排，教學內容的資源主要有線上和線下資源，如圖1所示。線上資源的內容由線上學習資料和線上測試考試兩部分組成。線上學習資料主要由大量的教學微課及相關軟件學習視頻，教學課件、習題及分析與答案、團隊項目及論文、輔導資料等拓展資料，以及試題和平時測驗等組成。這些豐富、完備的線上學習資料為學生提供了各方面內容的素材，可以保證學生學習的質量。教學微課及學習視頻都是以知識點碎片化的形式。碎片化教學方法以及信息網絡技術的迅猛發(fā)展，可能對高等教育課堂教學發(fā)生革命性改革的深刻影響。碎片化教學方法是教師合理地將教學內容分割，制作成合理的碎片化知識點內容，然后通過網絡或者課堂在較短時間內（通常8-12分鐘）以各種形式如專題、故事等講授給學生的教學方法；這種教學方法較好地利用了人們的注意力集中時間不長的特點，使學生在較短時間內獲得相應的知識。線上測試考試部分主要是平時測驗和在線考試兩部分。平時測驗包括隨堂測驗、自學測試、課前自測及課后檢測，在線考試提供學生在進行專題學習后的考評；這些考試為學生了解課前自學效果提供了有效評價方法。為了使學生在學習過程中更加詳細了解課程知識，課程提供了線下輔學資料。線下輔學資料主要針對課程的復雜機械、機構動畫及圖紙，以及前沿、前導及后續(xù)發(fā)展的相關內容。通過學習這些資料，學生對本門課程知識的了解和理解將更加深入和深刻，有利于學生進一步創(chuàng)新。以包裝工程基礎理論知識為支點，以線上理論知識學習為前導，課程團隊根據當前包裝機械領域的技術問題凝練專題、協(xié)同企業(yè)導師，通過線下翻轉課堂引導學生對專題內容進行探討、與企業(yè)導師深度交流，提升學生對包裝專業(yè)的熱愛，加深學生對包裝機械的認識與理解，培養(yǎng)學生創(chuàng)新、發(fā)現和解決問題思維。根據不同的課程內容，聘請在包裝機械設計、包裝生產線管理、包裝及印品檢驗等方面具有豐富實戰(zhàn)經驗的企業(yè)導師到課堂與學生面對面進行交流。在線下翻轉課堂過程中，教師根據不同教學內容采取不同方法因勢利導強化學生能力的培養(yǎng)。例如，對復雜的設計計算部分采用演繹策略使學生深刻理解推導過程，在啟發(fā)學生包裝機械設計思路時利用探究策略，在虛擬仿真設計部分采用情景策略。

（二）以全程考核模式夯實教學效果目前，最普遍的評價教學效果的方式是平時成績與期末成績的結合，不重視課程實施過程效果的評價；這種評價方式對學生的學習效果及教師的教學效果反饋比較滯后，與目前的教學要求不符[4]。本課程的考核模式采取過程性評價、表現性評價及終結性評價相結合的方式，以全程考核模式夯實教學效果。過程性評價分為線上視頻、線上作業(yè)和線上測驗。線上視頻數量82個，時長617分鐘，全部看完占比5%；線上作業(yè)共計16次，108道題目，總分521.5分，占比10%；線上測驗共計14次，102道題目，總分207分，占比10%。表現性評價為翻轉課堂的情況表現。表現性評價主要為翻轉課堂的練習測驗、問卷、課堂討論、課程論文、PPT講解、點名問答、簽到考勤，占比20%。終結性評價為期末考試，共計100分，占比55%。通過課前的過程性評價，教師可以了解學生課前知識的掌握情況，從而為教師的翻轉課堂設計指明方向；通過翻轉課堂評價，教師可以了解某一類型課程翻轉課程的設計是否合理及后續(xù)的改進策略；通過終結性評價，教師可以了解學生最終對課程的掌握情況，以備下一階段的教學改進。同時，通過全程考核模式，還可以了解與本課程相關的課程教學是否需要改進及改進策略，對提高本學科的教學效果起到積極作用。

二、混合式教學改革的實踐

本混合式課程在廣西大學經過多年建設，突出以學生為中心的教學設計理念，以典型包裝設備為對象，以工程分析能力和方案解決能力為落腳點，著力提升學生包裝機械創(chuàng)新設計能力。

（一）課程思政本課程的課程思政以職業(yè)素養(yǎng)教育、愛國主義教育、法律法規(guī)意識教育以及良好習慣的培養(yǎng)貫穿課程教學中。在職業(yè)素養(yǎng)教育方面，以產品安全，特別是食品和藥品的包裝安全等工程倫理教育為主；在愛國主義教育方面，以我國的包裝機械發(fā)展歷程、著名包裝企業(yè)和人物為載體進行講述；在法律法規(guī)意識教育方面，以食品、藥品等相關產品的安全法律法規(guī)為主；在良好習慣的培養(yǎng)方面，以大學生的生活、學習等方面的實際案例為主對學生進行教育。

（二）混合式教學的實踐本混合式課程的實踐過程分為課前自學、課內探究和課后鞏固三個模塊，如圖2所示。1.課前自學學生通過網站、APP等手段觀看微課視頻，了解本次課程的基本內容；學生完成在線習題，師生均可了解學習達成的效果，為教師合理調整教學節(jié)奏與方向提供支持，也為學生的學習進度與側重點指明方向。同時，學生需要閱讀輔學資料、預習指定知識，加深知識的記憶和理解。此外，通過網絡形式，師生可以不受時空限制，發(fā)起各種問題的討論，相互談論和交流學習。2.課內探究主要采用翻轉課程形式，通過起-轉-承-合四個環(huán)節(jié)，逐層遞進，給學生搭梯子，讓學生思中學，學中思，思中會，會中創(chuàng)。利用在線測驗、教師導入知識問題、學生PPT講解、教師重難點分析、師生互動討論、小節(jié)與課后作業(yè)等形式，由淺入深、逐步放手，讓學生獲得發(fā)現、分析和解決問題的能力。課內探究的課堂教學流程如圖3所示。為了更好地了解包裝機械的翻轉課堂形式，現以灌裝機械為例，說明包裝機械課程的翻轉課堂教學設計。（1）起：初步感受環(huán)節(jié)1：快速展示PPT中各類灌裝機的圖片。環(huán)節(jié)2：詢問同學記住了哪些灌裝機？哪些沒見過？激發(fā)大家思考的興趣。環(huán)節(jié)3：師生交流。要點：主要討論灌裝機的分類、組成以及灌裝的基本方法。（2）轉：深入分析環(huán)節(jié)1：觀看2種典型灌裝機的灌裝過程視頻。環(huán)節(jié)2：詢問同學視頻中灌裝機的適用對象、灌裝特點、原理及灌裝過程，對比2種灌裝機的不同之處。環(huán)節(jié)3：師生交流。要點：不同灌裝方式的原理及灌裝過程細節(jié)。（3）承：知識拓展環(huán)節(jié)1：觀看灌裝閥的平面圖、三維立體圖、裝配圖及爆炸圖。環(huán)節(jié)2：提問同學灌裝閥的組成及主要零件的用途。環(huán)節(jié)3：師生交流：不同灌裝閥結構特點，要點：讓同學掌握灌裝閥結構。（4）合：小節(jié)提升環(huán)節(jié)1：學生完成拓展題：旋轉型灌裝機組成、主要執(zhí)行機構、灌裝閥結構及其如何與灌裝要求相適應？通過課程平臺完成答題。環(huán)節(jié)2：學生作業(yè)互評。通過網上平臺開展自評。環(huán)節(jié)3：老師總結。要點：簡要回顧課程內容，著重分析灌裝過程細節(jié)和灌裝閥結構，最后點評同學們的拓展題。3.課后鞏固充分利用網絡資源，建立不同任務的學習小組，讓學生獲取課堂之外的課程內容信息來充實所學知識，還可以相互交流討論，并進行總結、反思、修改，然后創(chuàng)造新的成果，達到高階思維的能力。例如學生通過學習裹包機構的知識，聯(lián)想到某類產品的裝配機械手，并利用裹包機構的特點對裝配機械手進行改進，即是一種創(chuàng)新。

三、課程創(chuàng)新

學科每年邀請行業(yè)內企事業(yè)單位的專業(yè)技術人員和專家參與到本課程的教學，構建了企業(yè)導師-學生互動的一種線下翻轉課堂新形式。企業(yè)導師以當前國內外包裝行業(yè)最新動態(tài)、實際案例和講解人的切身實踐經驗來化解學生面對的復雜工程技術問題。在課程的教學過程中，通過專題模式的形式讓學生深刻理解課程的重難點內容，從而達到學生提高分析和設計能力、系統(tǒng)思維能力的目的，體現“金課”的高階性與挑戰(zhàn)度[9]。以氣動灌裝閥設計為例，需要學生掌握灌裝閥的工作原理、灌裝工藝選擇（分析能力培養(yǎng)），以及閥體設計、流體灌裝時間的設計計算（設計能力培養(yǎng)），學生自學三維建模軟件完成氣動灌裝閥設計（系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)）。

四、結束語

本課程強調包裝機械設計功能表達與部件設計方法，利用包裝機械的部件結構數字化、工作原理仿真化的線上學習、線下翻轉課堂的企業(yè)導師+專題課程及教學質量追蹤全程化的教學過程，加強學生對各類包裝機械的感官認識、開闊學生的專業(yè)知識視野，突出創(chuàng)新意識與實踐能力的培養(yǎng)，形成相對前沿的信息化教學環(huán)境、資源及開放特征的形式，構建了線上線下混合式的企業(yè)導師-專題課程教學新模式。在教學過程中，強化學生參與的“以學生為中心”的教學理念，建立預習-思考-討論-反饋-提升知識點學習的體系化流程，以重難點內容的碎片化教學手段提升學生各方面的能力，邀請企事業(yè)單位的技術人員作為企業(yè)導師，團隊凝練專題、開展專題教學的模式、全程考核模式夯實教學效果等貫穿整個教學過程。目前，由于新生代大學生的個性特點、包裝機械的前沿性研究以及病毒疫情對教學模式的影響，包裝機械混合式教學需要教師在教學工作中投入更多的精力，收集創(chuàng)新性、開放性的課程素材，提高學生參與度，從而激發(fā)學生的內驅力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為包裝機械的人才培養(yǎng)提供有力支撐。

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作者：段青山 黃崇杏 高德 劉楊 黃麗婕 單位：廣西大學