思政教育融入的工程训练线上线下混合教学模式探索与实践

李贤义，张学昌，李贤华，张 健，何 平，盛 刚

（1.浙大宁波理工学院机电与能源工程学院，浙江 宁波 315100；2.中通客车股份有限公司，山东 聊城 252000）

工程训练是高校机械、能源、自动化等理工科专业学生必修的实践性很强的技术基础课程，是人才综合素质和实践能力培养的重要环节[1]。国内许多高校都非常重视工程实践教学，并建立了成熟的工程训练中心用于工程训练实践教学[2]。清华大学基础工业训练中心、浙江大学工程训练中心、上海交通大学创新中心、大连理工大学工程训练中心等建成了国家级示范中心。我校自2001年建校就创建了工程训练中心，2010年我校机电与能源实验中心（含工程训练中心）获批立项浙江省实验教学示范中心建设点，2015通过验收成为浙江省实验教学示范中心。

随着信息技术的发展，《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确提出要通过互联网推广网络学习模式、推动教育资源共享、加快高等教育服务模式变革[3]。其中，全新的先进的教学工具和教学理念是决定改革成败的关键[4]。2019年末，突发公共卫生事件使各大高校不能正常开学，不得不采用录播授课或者网络授课，让学生即使在家也能学习[5]。然而以实践为主的实验实践课程，显然无法全部在线上完成。于是探索线上线下混合教学的模式。学生在线上学习理论内容，并进行模拟仿真训练，返校后进行实践训练。

1 现有教学模式存在的不足

近年来，随着工业技术的发展，涌现出了诸多先进制造技术，这些技术逐步被纳入工程训练实训教学中，包括：数控技术、电加工技术、激光加工技术、3D打印技术、机器人技术、智能制造技术等。先进制造技术发展较快，采用常规的教学模式已经不能满足实训教学的需要。常规实训教学采用老师现场讲解，学生现场操作的模式进行，实训往往存在以下问题：

（1）课堂教学时间较长、学时不足。工程训练作为一门实践课程，学生面向的是机床设备，传统的教学中，学生对机床设备操作进行学习，同时完成作品设计、编写程序、现场加工等内容，导致学生在课堂时间过长，在规定时间段很难完成相应任务。

（2）教学设备数量有限。由于工程训练中心大部分实训设备昂贵，故数控铣床、数控车床、激光切割、3D打印等设备无法满足1人1台设备的需求，甚至有些设备5-10人一台。这样学生不能每人进行操作学习。

（3）学习形式较为死板。传统的课堂学习方式受时间和空间的限制，只能上课时间进行学习，学生对不能听懂的部分无法回看学习。对不懂的只能老师解答或者向同学请教。

在线下教学模式下，工程训练受学时安排的限制，不能对多种设备进行操作演示和培训，教师只能设计统一的教学内容，在一定程度上限制了学生的创新空间。而同类型先进制造技术的设备种类较多，在创新教育背景下，应根据学生专业和兴趣的不同，基于多种设备资源开展多样化、个性化、综合性的教学，充分激发学生的创作热情和创新精神，实现因材施教，在一定程度上也缓解了教学设备不足的问题。

2 工程训练线上线下混合式教学可行性分析

线上课程具有教学视频内容精炼、碎片化教学、线上互动方便、辅助教学信息化等特点，这些特点与实践性课程实训教学契合度较高[6]。

（1）工程训练实训项目所对应的实训内容各知识点相互独立，与碎片化教学特点的线上课程相吻合。

（2）实训教学过程中需要广泛的互动。在学生动手实训时，需要操作设备完成作品的加工制作，对遇到的问题要与教师沟通或相互交流，与线上课程方便互动的特点吻合。

（3）实训教学的主要目标是让学生动手操作，要求理论讲解的内容简洁，把理论知识、设备介绍、设备操作步骤等内容制作成视频，让学生进行线上学习，这样可以课堂留出充足的时间进行交流讨论。

3 工程训练线上线下混合式教学模式构建

线上线下混合式教学中，创建线上课程是建设的关键。工程训练实训课程包含：绪论、铸造、锻压、焊接、热处理、车工、铣工、刨工、磨工、钳工、数控车、数控铣、3D打印、激光切割、三坐标测量、工业机器人等实训项目。

线上课程采用超星学习通平台，学生不仅可以在超星学习通学习相应内容，而且老师可以在后台看到学生学习的进度和测试成绩。通过抢答、搜索、点名、查询、互动、问卷调查等功能的融合，提高了学生的学习兴趣，活跃了课堂氛围，实现翻转课堂，避免了老师对照课件照本宣科的问题。工程训练线上课程如图1所示。

图1 工程训练线上课程

由于工程训练课程是实践课程，线上与线下之间的相互融合是关键。随着互联网技术的发展，线上教学变得越来越方便。实践课程和理论课程不同，不能简单地把内容搬到线上。要采用线上线下混合教学的方式进行。把理论内容和实训操作步骤制作成视频、放到线上课程；为了让学生提前了解设备操作，利用ilab平台模拟仿真资源把每个实训项目的模拟仿真引入线上课程；另外，还有PPT、课堂测试、作业等，用来检验学生线上学习的效果。每个实训项目线上资源如图2所示。

图2 工程训练线上资源

3.1 课前

学生通过超星学习通线上课程学习理论视频、操作视频、安全操作规程等内容，初步了解实训项目的实训目的、实训设备介绍、实训操作步骤、安全注意事项等。另外，通过线上课程的学习还可以锻炼学生的自学能力。

3.2 课中

在传统的实训课堂教学中，教师首先对实训目的、实训设备、实训步骤等进行讲解，学生按照老师教授的内容进行实践操作，这种模式不能激发学生的创造性。在线上线下混合式教学模式下，由于在课前，学生已经进行了相关内容的学习，掌握了相关内容，这样可以节约有限的课堂时间，让学生能够把更多的时间用来进行课堂互动、创新实践中来。

针对比较突出的问题，老师集中讲解，增加讲解的针对性，引导学生在课堂上进行讨论。以问题为导向，通过超星学习通进行随机选人抢答。活跃了课堂气氛。针对比较重要的操作步骤，教师进行再讲解，这样学生能够重点掌握关键步骤。在实训过程中，学生对不能掌握的操作步骤随时随地可以利用手机端观看线上操作视频，按照操作视频步骤进行操作。线下实训过程中，根据时间、学时、设备数量情况合理安排实训批次，保证学生有更多的实际动手操作时间，也可以解决设备不足问题。

3.3 课后

这个环节是总结归纳环节，主要完成以下工作：对实训过程进行总结归纳，对学习过程进行自我评价；完成线上测试题和实验报告、讨论、互评及课程评价。

工程训练线上线下混合教学模式见表1所示。

表1 工程训练线上线下混合教学模式

4 工程训练课程思政的融入

教育的根本任务在于立德树人。基于工匠精神，工程训练融入课程思政，将思想政治教育融入专业知识和专业技能的教学培养过程中，以有效发挥工程训练课程的价值引领作用，构建教书育人、立德树人新机制[7-8]。

工程训练的课程内涵与工匠精神紧密相连，教师可以此为切入，根据课程特点和不同教学环节，挖掘更加广泛的课程思政素材。

部分工程训练实训项目教学内容与课程思政融合点，如表2所示。

表2 部分实训项目与课程思政融合点

在线上资源中，融入焊工、车工、铣工、钳工、数控加工领域的大国工匠供学生学习，使课程思政润物细无声地融入线上课程。在线下实训课堂，通过对学生的严格要求，培养学生的安全意识、一丝不苟的工匠精神，团结协作的能力。

5 实施效果

工程训练线上线下混合式教学已经进行了7个学期的教学实践。累计访问量474700次，累计选课人数1571人，累计互动次数1556次。教学资源数量及选课人数如图 3（P120）所示。

图3 线上课程教学资源及选课人数

通过工程训练线上线下教学实践，效果显著。受到教师和学生的好评，提高了学生的兴趣，培养了学生的自学能力。为实验教学的教学改革提供了借鉴。

（1）学生的工匠精神、安全意识、责任担当、家国情怀等得到明显提升。通过融入思政教育的线上线下工程训练教学实践，从学生线上感言可以看出学生的工匠精神、安全意识、责任担当、家国情怀等得到明显提升。学生感言如图 4（P120）所示。

图4 学生感言

（2）学生的动手实践能力和创新能力得到明显提高。在传统的教学模式下，很多学生对工程实践课程不够重视，在实验时不够认真。采用线上线下混合式教学模式后，学生的兴趣明显提高。通过工程训练课程的学习成果丰硕，近三年获工程训练综合能力竞赛省级以上奖项15项，大学生机械设计竞赛获省级以上奖项12项，另外学生获互联网+创新创业大赛、挑战杯、机器人大赛奖项多项。

6 结语

通过融入课程思政的工程训练线上线下混合式教学模式进行实践，解决了现有教学过程中存在的问题。实践证明学生的动手实践能力和创新能力得到明显提升，学生的工匠精神、责任担当、家国情怀、安全意识等得到明显提高。