木韵新生,探索工-艺融合的无限可能
所属课程:木制品工艺学
课程概述
良禽择木而栖,古人构木为巢。中国人的木情节,源于对木的喜爱。木材是一种优秀的固碳材料,但林木被砍伐加工成终端制品的过程中,其碳排放量却不容忽视,这为生态建设带来了巨大压力。
《木制品工艺学》课程以木质家具材料-结构-工艺为主线,围绕木材加工低碳转型和绿色发展,系统地阐述木制品生产涉及的基本原理、典型制造工艺技术及质量控制策略。本课程在本科第六学期开设,3学分,56学时,其中理论学时48学时,实验学时8学时。在国家一流本科专业木材科学与工程专业课程体系中,本课程作为最后一门核心专业教育课程,对于实现专业特色学习具有关键意义。
《木制品工艺学》课程设定了知识掌握、能力培养、素质提升三大教学目标。通过本课程的学习,学生将能够熟练运用木制品的基本工艺方法及相关专业知识,自主设计并开发出高效合理的木家具制造工艺过程,有效解决生产过程中遇到的复杂工程问题,从而培养扎实的工程实践能力、创新思维和创新能力。
01学情分析
(1)知识基础
通过《木材干燥》、《制材学》、《木材加工装备》等专业课程知识模块的学习,学生已经具备支撑本课程的基础知识。但《木制品工艺学》课程教学知识点的碎片化导致学生无法将各知识点之间关联,无法独立搭建知识体系支架,重组关联和内化整合能力不足。同时,学生缺乏以解决实际问题为导向的训练,学一不能反三,无法将已有知识迁移,达成对课程知识的有效应用。
(2)能力短板
传统课堂中学生惯于接受已有结论性知识,学生被动接受知识,缺少深入思考,加之教学互动少,缺乏审辩式思维能力的训练,难以形成个性化学习活动和多样化学习成果。
(3)学习特点
学生在互联网和多媒体技术的支持下,可实现学习方式的多样化和学习资源的多元化。然而,学生在学习过程中目的性和针对性较弱,缺乏以真实、深刻、完整学习为导向的评价反馈,导致拓展学习意愿不足。
针对此,本课程教学改革关注以下三大关键痛点:知识构建能力不足、高阶思辨能力较弱以及教学反馈机制缺失、考核结果失真。
为切实提高学生知行合一的能力、形成个性化学习活动和多样化学习成果、改变一考定终身的现象,提升学生学习的收获感和满意度,本课程秉持“新三心”教学理念,即以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习成效为中心,深化知识体系构建、强化创新实践、内化综合素养。课程重点关注融合专业与素养的教学内容,以线上立体教学资源为载体,实施BOPPPS分段式教学思路,开展线下探究式教学活动。同时,采用多元立体评价体系,构建混合式教学模式,实现培养创新型复合人才的课程目标。
02教学资源
本课程构建了集MOOC、SPOC、虚拟仿真与知识图谱于一体的立体化教学资源体系,旨在解决教学供给与学生需求之间的矛盾。基础教学资源以基本知识原理为基础,于智慧树MOOC平台建设了91段视频学习资源,总时长574分钟,并配备472道练习题;SPOC平台则致力于提升教学资源的前沿性和知识深度,包含49个案例视频、11篇综合文献及33道问题讨论。拓展教学资源则以虚拟仿真实验平台为核心,以解决工程实际高阶问题为引导,创设学习情境,引导学生利用平台试错功能开展探究式学习。
03实施过程(以《木制品结构》为例)
本章节教学的重点在于让学生掌握木家具的结构特征和设计原则,理解木家具制作的基本工艺和技术要点;教学的难点在于如何引导学生理解家具结构设计的复杂性和细节性,理解家具结构形式与接合方法的内在练习,以及如何培养学生的实际操作能力和创新思维。
采用“目标问题导向”教学法,通过设计“基本问题-重点问题-难点问题-实践问题-拓展问题”五类目标问题,实现理实结合、虚实结合的线上线下混合式分层教学设计。
课前,围绕线上学习核心内容,设置基础问题——木家具的结构类型与接合方式有哪些?引导学生带着问题观看视频,完成知识的初步传递,同时捕捉学生的起点和错点,为课堂教学提供有效信息
在第一次线下课堂中,教师根据教学内容设计初级案例探究,聚焦重点问题——木家具接合的工艺技术要求。学生通过小组讨论,重新构建原有基础知识,教师在参与讨论中观察学生学习疑点和亮点,引导学生思维的理解,推进学生对线上学习知识点的总结与应用能力,保障知识的第二层传递。
第二次线下课堂中,设计综合高阶案例探究,深入探讨难点问题——如何实现木家具造型艺术与工艺技术的协调。通过引导学生自上而下分析、自下而上解决问题的方式,实施递进式互动学习,帮助学生通过错误体验认知,用质疑驱动探究,实现知识的第三层内化,培养学生分析、解决问题的思辨意识和创新能力。
在线下课堂教学中采用了BOPPPS分段式教学思路,强化学生的全程参与式学习,力求学生能在课堂上充分发挥主观能动性。同时,在分段式教学设计中,课程组注重课程思政的挖掘及巧妙融合,在固化理论学习成果的同时,强化产、学、研、用四方协同育人功能的完善,以制造技术孕育家国情怀,以榫卯传承修筑大国匠心,以院士探索引领卓越创新、以双碳承诺彰显绿色担当,将教学资源转化为思政育人资源。
在实验教学过程中,结合企业工程实践问题——木家具设计与接合技术要求,培养学生工程实践能力。同时,将企业项目分解为若干课后拓展问题,借助虚拟仿真资源实现“工—艺”再现,使学生在实践中体验知识应用,用已知探索未来。
通过课前、课中、课后围绕五类目标问题的教学活动的组织和实施,将“知识链”转化为“目标问题链”。鼓励学生从会学到学会再到会用,实现学生从低阶到高阶能力的进阶式培养。
04考核评价
依据课程目标及学生实际学习状况,立足于知识、能力与态度三个维度,通过过程评价与结果评价相结合的方式,全面评估学生在混合教学模式下的学习成果。过程评价主要侧重于在线学习行为和线下课堂表现的评估。在线学习行为方面,根据在线学习数据,设定可量化的评价指标;线下课堂表现则根据学生的课堂签到、课堂参与度以及小组项目活动表现进行评分。结果评价则主要包括线上前测与后测成绩,以及具有挑战性的期末考试成绩。
05实施效果
效果1:知识建构能力提升。通过木家具结构、接合方式、构件类型分层次知识点的划分,以椅类家具案例讲解方式将知识点进行串联,引导学生对知识体系框架进行重塑,达到了学生知识点整合能力的培养。
效果2:学习积极性显著提高。通过课堂关联案例桌类家具的典型结构分析表现发现,学生能够将知识点进行迁移运用,并针对家具对象特征,进行实例思辨,提升了学生举一反三的能力和高阶思辨能力。
效果3:三维教学目标达成度较高。通过线上MOOC平台单元测验成绩、线下互动讨论发帖数、以及虚拟仿真平台实操完成度,反映出学生学习态度端正,理性思维得到提升,问题表述到位,综合素质和职业素养目标基本达成。
06反思改进
(1)完善基于“科教与产教融合”的递进式教学内容
围绕产业链开展教学内容创新,完善与产业需求融合的知识链,以"课程理论内容→专项案例内容→综合实践内容"三类教学内容组成整体化知识体系。
(2)丰富多层次、多元化的实践教学模式
建立“双师型”教育教学模式,引入企业专家或资深技术人员担任客座教师,与任课教师共同授课、指导实践。
(3)落实过程化和多元化的课程考核模式
引入行业专家参与课程考核,对学生学科知识、操作技能、团队合作等多方面进行考核,实现精准、科学、全面的评估学生的多元能力和综合素质。
07特色创新
(1)智慧方法、驱动改革。
(2)理实结合、相得益彰。
(3)过程评价、全面考核。
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