《机械设计基础》课程是机械类专业培养学生机械设计能力和机械创新能力的一门专业技术基础主干课，本课程教学目标首先是为制造业培养具备机械机构设计、传动装置和零部件设计能力的应用技术型人才，其次是为机械类学生后续专业课的学习及毕业设计打下良好的基础。

为了取得更好的教学效果，自2016年以来，在我校推行的以学生为中心的教学改革理念指导下，本课程紧跟学校指导方针，进行了课程改革，形成了以项目式教学为主线、以任务来驱动完成每一个教学单元学习目标的课程教学模式；自2021年开始，为了适应多变的教学环境需要，本课程进行了线上线下混合式教学尝试，逐步形成了如今基于项目式教学的线上线下混合式教学模式。

本文将对本课程为何进行课程改革、如何进行课程设计、线上资源建设等三个方面进行交流。

一、为何要进行课程改革

我校是应用技术大学，培养人才目标是应用技术型人才，《机械设计基础》这门课程作为机械类专业的的专业基础课程，教学目标应符合“应用技术”这个大的方向。同时，以学生为中心的的主动式教学方式是要以培养学生的兴趣为主，让学生在兴趣的驱使下以及教师的指导下可以有选择的获取知识，这样不仅仅提高了学习的效率，也培养了学生观察、发现、研究以及解决问题的能力，提高了他们的综合素质。

在以往以教师理论传授为主的教学模式中，发现学生学习过程存在以下问题：（1）由于机械类专业部分学生存在数学、物理基础较差的情况，学生对《机械设计基础》理论知识的理解存在困难，想象不出机械运动的实际情况，部分学生有畏难心理，容易出现不懂就放弃的情况；（2）《机械设计基础》这门课程的内容是由《机械原理》和《机械设计》两门课程内容综合而成，由于知识点很多，又没有一个能够提供回看、进行预习、复习的平台，学生存在知识遗忘现象，往往学期初所学学期末就忘记了；而且，在现有的课时安排下，面授课中教师必须加快进度才能完成授课内容，重点难点的详细分析讲解较快，学生囫囵吞枣，对于学习内驱力不足的学生，学习效果难以保证。（3）由于每一个机构、零件的理论知识都相对独立，前后内容联系不大，学生对于如何组合应用各个机构、零件，一知半解，不知所学何用，部分学生反映“一听就会，一用就废”；（4）由于大部分学生缺少企业实践经验，较少接触真实的工程实际，上课即便听得懂，但由于没有联系工程应用进行及时的巩固，对所学知识的应用没有体会，认识不深，到期末的课程设计时不会运用所学知识解决实际问题，学习效果不理想。在以上因素的作用下，在以往以教师理论传授为主的教学模式下，学生在本课程学习过程中存在学习困难现象，学生学习兴趣不高，内驱力不足，学习效果不理想。

综合以上分析，希望通过项目式教学改革，用一个总的工程设计项目作为主线，分解成若干个小项目的设计任务，贯穿在大多数章节的学习中；同时建设线上教学资源，为学生提供更方便的自主学习、预习、复习、参与学习活动、拓展知识的平台，结合开展线上线下混合教学，将部分学习任务转为线上自主学习，重难点知识线下面授，线上线下学习相结合。让学生在找寻解决工程问题的方法的过程中理解理论知识、用学以致用的教学模块激发学生学习的积极性、自主性、参与感和成就感，提高学习兴趣、加深学习效果，体现以学生为中心的教学理念，培养应用技术型人才，较好地完成教学目标。

二、课程设计介绍

本课程按照“以学生为中心”的理念、项目驱动式线上线下混合教学设计，以项目设计为理论知识学习、设计能力训练和素质培养的线上线下教学载体，以任务驱动促进学生自主学习和实践，以“网络教学平台（超星泛雅）+精品课程资源（省级开放课程）+智慧教学工具（学习通）”的信息化教学模式贯穿课前、课中、课后开展线上线下混合式教学。

2.1项目式教学设计

具体项目采用《带式运输机传动装置设计》作为总项目。此传动装置包括了机械常用的机构和传动系统，在机构和零件设计、结构设计中贯穿了所学知识点，适合项目式教学。将总项目分解为与理论课教学单元对应的若干小项目，对应作为各个学习单元的设计任务，在课程单元教学进程中，同步完成对应小项目的设计任务，学生在完成全部课程内容理论学习的同时，完成总项目的全部设计。这样的学习方式让学生体会到用所学理论知识解决实际工程问题的全部过程，学习前有目标，学习中有思考、学习后有成就，在实践中掌握了设计的思路、程序、方法，完成学习目标。

项目式教学实例如表2-2“直齿圆柱齿轮受力分析及强度计算教学设计”所示。

2.2线上线下混合式教学设计

线上线下混合混合教学设计，首先必须要合理分配线上、线下的学习任务，并能进行有效考核，保证学生线上学习效果，这也是混合式教学的重点和难点；其次是通过课程单元设计，实现线上线下学习内容的融合。

2.2.1 线上、线下学习内容的分配及考核方法

本课程人才培养方案中安排的课时为64课时，由理论课56课时、实验课8课时组成。预定线上课时为总课时的20%，约为13课时，线下课时为理论课43课时、实验课8课时。

（1）线上学习内容安排及考核方法

线上学习内容主要由三部分组成；学生在完成学习任务后，通过完成考核任务来检验学习的效果。线上学习考核方式多样，有讨论、作业、项目设计、分组任务等，根据不同学习内容灵活选择考核方式。

第一部分：各章中相对容易理解的知识点，这部分的安排主要考虑到学生的学习基础，容易理解的知识点学生看线上视频可以掌握。

考核方法：学生完成线上讨论、线上线下作业。

第二部分：有线下实验验证的理论知识点，也安排给学生线上学习。学生完成线上理论学习任务后，通过线下实验，验证线上学习效果。

考核方法：完成线下分组任务。

比如“齿轮的加工方法与根切”小节的内容，安排为线上学习，考核方式为完成线下分组任务，具体做法是：学生完成线上学习任务后，在线下的实验课中，分组完成“齿轮的范成加工实验”实验内容，分组上传完成的图纸。直观的实验过程加深了学生对齿轮加工与根切现象的理解；而教师则可以根据学生完成实验的情况了解学生线上学习的效果，同时也能在实验课中及时发现、解答学生线上学习中未能掌握的内容。

分组任务考核实例如图2.1齿轮的加工与根切分组任务所示。

图2.1  齿轮的加工与根切分组任务及学生作品

以上两部分线上学习任务，教师均为学生推荐学习通上的精品视频供学生观看，学生也可以通过其他途径完成学习任务。

第三部分：项目设计相关内容。教师在学习通中上传相关资料，学生通过自主学习，完成项目设计任务。

考核方法：项目设计的作品。

（2）线下面授内容安排及考核方法

线下面授内容主要是各章的重点难点内容为主，学生自主学习难度较大，需面授讲解。

考核方法：课堂分组讨论、抢答，课后线上线下作业等。

线上线下混合式教学内容分配实例如“表2-1机构运动简图的绘制教学设计”所示。

2.2.2 线上线下混合教学内容的融合

每一个小项目设计任务，都必须是线下面授课的学习内容结合线上项目设计学习内容才能完成。学生在掌握了线上线下学习内容的基础上，才能完成项目设计，达到线上线下教学内容相互呼应、相互融合的效果。比如“齿轮传动设计”内容，面授课中学习了齿轮设计的重点理论知识，而具体如何结合工况进行齿轮传动设计，则为线上学习任务，教师在学习通中上传有相关学习资料，指引学生如何查找资料完成设计。学生接受线下面授课后，同时必须完成线上学习任务，才能完成“齿轮传动设计”的项目设计任务。在完成设计任务的过程中，学生的知识得到训练和检验，教师通过批改学生的作品，可以了解到学生线上线下学习内容的掌握情况，进行查漏补缺。

线上线下教学内容的融合实例如“表2-2直齿圆柱齿轮受力分析及强度计算教学设计”所示。

2.3课程组织实施情况

基于项目式教学的线上线下混合教学课程组织实施一般按课前、课中、课后组织安排实施环节，通过自主学习、讲授、研讨、实训与设计实践等方式，按照线上、线下和课堂、课外等场景开展，根据活动性质以学生个人、小组、集体等形式进行人员组织，课程组织实施一般情况如图图2.2“混合式教学课程组织实施”所示。

图2.2 混合式教学课程组织实施

体现总体设计思路的典型案例见“表2-2直齿圆柱齿轮受力分析及强度计算教学设计”所示。

2.4线上线下混合教学中的课程思政设计

本课程的课程思政设计，主要是通过课程单元模块对应的知识点、案例、拓展学习和设计实践等方面的思政主题融入，并结合单元素质目标达成来展开设计的。

课程思政主要在线下面授课中实施，在课堂单元设计中有课程思政设计环节。

线上学习的课程思政正在建设中，计划通过在学习通上设置知识拓展项目，在拓展项目中分享文章或链接或者视频，添加各章节的课程思政内容，实施线上课程思政。

具体案例如表2-3“基于课程思政的教学设计典型案例”所示。

三、线上资源建设情况

线上线下混合式教学主要利用网络教学平台（超星泛雅、白云在线）、精品课程资源（省级开放课程+任课老师讲课视频）、智慧教学工具（学习通）的信息化教学模式，贯穿开展线上线下混合式教学。学生的线上学习，主要通过教师在学习通中所建的《机械设计基础》课程进行学习。下面简单介绍《械设计基础》课程的线上资源建设情况。

（1）教学目标与学习项目明确，如图3.1所示。

图3.1 学习目标与任务

（2）网络教学平台内课程标准等课程基本信息完备（课程整体设计、课程导学、教学视频、课件PPT、习题库等学习资源）。

图3.2 课程基本信息

（3）组织学生利用网络教学平台开展线上学习，能看到学生登录平台的记载及发帖讨论的内容等。

（4）对学生的线上学习任务和学生的问题给予及时的指导、评价和反馈，平台上可见记载。

（5）能够针对学生学习成果以及作业进行考核，并给出具体评价分数。

（6）试题（试卷）库、作业（作品）集等拓展性学习资源丰富。

（7）能够针对学习收获与学习成果，在不受时间和空间的限制下，与学生进行交流互动。

四、课程改革效果

 4.1学生的学在变化

伴随着基于项目式教学的线上线下混合教学单元教学设计研究的全面铺开，学生在学科能力素养、学习习惯形成以及自主学习能力提升等方面，均呈现出明显进步。学生逐步转变学习思维方式与行为，从“一个个知识点被动地学”到“趋于更深入理解地自主探讨”再到“用理论知识解决工程问题的实践与思考”的转变过程中，学生的学习行为发生了良好的培养。学生的高层次思维能力指数、学习动力指数、师生关系指数、对学校的认同度都具有明显提高。

在图4.1“学生项目设计体会”中，学生表达了对项目设计的学习感言，体会到了自己学习能力的进步以及用理论解决实际问题所带来的成就感，认识到工程实践的严谨性、团队精神的重要性，通过项目训练，学生在知识水平提高的同时，接受了一场切身体会的思政教育。

图4.1 学生项目设计体会

4.2教师的教在改变

任课教师在教学能力、专业素养也在不断自我提升中。教师逐步转变教学设计思维方式与行为，从单纯理论讲授到引导学生线上自主学习，再到指引学生用理论结合实际、学中做做中学的教学模式的改变，再取得了良好的教学效果的同时，教师的教学能力也得到提高。

在教学内容上和教学方式上，教师形成了基于项目的线上线下单元教学设计方案、操作要点、实践方式等，为发展学生核心能力提供课程支持，为以学生为中心的教学提供参考和路径。

以上为基于项目式教学的《机械设计基础》混合式课程改革的基本情况。自2021年试点线上线下混合式教学开始，已经连续试行了3个学期，至今仍在摸索、完善中。目前存在的问题主要集中在线上资源的完善上，包括扩展资源建设、课程思政线上资源建设等，希望能有更多的老师和学生加入进来，集思广益，不断改进，为提高教学质量、达成教学目标努力。(图文/机电工程学院 吴茂柿）