機(jī)械設(shè)計課程與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式分析

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摘要：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在提升教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生能力方面是一種有效的教學(xué)手段。在翻轉(zhuǎn)之前要進(jìn)行可行性分析，才能保證翻轉(zhuǎn)課堂有效開展。本文以《機(jī)械設(shè)計》課程為翻轉(zhuǎn)對象，主要從課程特點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)活動、教學(xué)評價、教學(xué)平臺等角度進(jìn)行可行性分析。提出進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)之前，教師要做好充分教學(xué)準(zhǔn)備，合理分析課程特點(diǎn)是否適合翻轉(zhuǎn)、檢查教學(xué)資源是否齊全、教學(xué)活動是否多樣性，評價體系是否全面、客觀，教學(xué)平臺是否能滿足翻轉(zhuǎn)的要求，學(xué)生學(xué)習(xí)特征是否符合翻轉(zhuǎn)模式，只有對翻轉(zhuǎn)課堂準(zhǔn)備條件進(jìn)行科學(xué)分析，才能激發(fā)學(xué)生持續(xù)、有效的學(xué)習(xí)，才能達(dá)到翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；可行性

《機(jī)械設(shè)計》課程是機(jī)械類專業(yè)的一門學(xué)科核心技術(shù)課，它也是一門綜合性課程。《機(jī)械設(shè)計》課程學(xué)習(xí)成績直接影響學(xué)生專業(yè)水平和學(xué)科質(zhì)量。在智能手機(jī)時代，采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，大部分學(xué)生因理論枯燥、注意力不集中、上課易玩手機(jī)，課堂管理存在困難。學(xué)生因?yàn)樯险n不認(rèn)真學(xué)習(xí)，考試結(jié)果不理想。學(xué)生基本知識、基本技能掌握不扎實(shí)，分析問題、解決問題的能力不足，應(yīng)用能力較弱，培養(yǎng)的學(xué)生很難適應(yīng)工作崗位的需要。在中國制造2025以及工業(yè)4.0的時代背景下，更需學(xué)生不但要很好地掌握專業(yè)知識，而且還要具有較強(qiáng)的綜合工作能力，才能適應(yīng)工作崗位的需求。為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，使培養(yǎng)的學(xué)生更加適應(yīng)新時代的要求。因而進(jìn)行教學(xué)改革，嘗試翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂是近幾年來出現(xiàn)的一種新型教學(xué)模式。它是基于布魯姆掌握的學(xué)習(xí)理論、學(xué)生自組織學(xué)習(xí)理論以及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。翻轉(zhuǎn)課堂是重新調(diào)整課內(nèi)、外時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)交給學(xué)生[1]。一些學(xué)者及一線教師對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行大量的研究。李金城指出：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)手段在提升學(xué)習(xí)者成績方面是積極的[2]。鮮馥認(rèn)為：大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂體現(xiàn)以學(xué)生為中心，對優(yōu)化課堂教學(xué)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力有重要意義[3]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能提升學(xué)生的思維能力、解決問題能力以及團(tuán)隊合作能力[4]。綜上所述，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在提升教學(xué)效果、學(xué)生能力方面是一種有效的教學(xué)手段。但翻轉(zhuǎn)課堂在開展的過程中也存在一些問題。邱宜干等學(xué)者就翻轉(zhuǎn)課堂研究存在的問題進(jìn)行分析，在研究中發(fā)現(xiàn)：翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容多關(guān)注教學(xué)的過程和結(jié)果，對翻轉(zhuǎn)教學(xué)前教師的準(zhǔn)備和學(xué)生的準(zhǔn)備關(guān)注不夠，導(dǎo)致教學(xué)效果流于形式[5]。李晨認(rèn)為：翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)評價方面存在問題[6]。李小英認(rèn)為：在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中先進(jìn)的信息化學(xué)習(xí)工具沒有得到有效利用[7]。江合佩認(rèn)為：在實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式時存在“翻轉(zhuǎn)”時機(jī)、內(nèi)容、課型不對，缺乏教學(xué)生成性[8]。可見課程特點(diǎn)、教學(xué)資源準(zhǔn)備不充分、教學(xué)評價比較單一、教學(xué)活動設(shè)計不合理，不能有效使用現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺等，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、不能有效保證翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)質(zhì)量。翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的教學(xué)模式，因此為保證翻轉(zhuǎn)課堂能有效、順利進(jìn)行，開展翻轉(zhuǎn)課堂前，應(yīng)充分認(rèn)清翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢及存在的問題，全面進(jìn)行可行性分析。本文主要從課程特點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)活動、評價體系、教學(xué)平臺以及學(xué)生學(xué)習(xí)特征等角度進(jìn)行可行性分析。

1《機(jī)械設(shè)計》課程特點(diǎn)是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)

《機(jī)械設(shè)計》是一門綜合機(jī)械制圖、工程材料、材料力學(xué)、機(jī)械原理等先修課程知識的課程，同時又是一門理論與實(shí)踐結(jié)合比較強(qiáng)的課程。主要以設(shè)計機(jī)械裝備通用零部件為核心內(nèi)容。課程以每種零部件的工作特點(diǎn)、失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力分析、強(qiáng)度計算、繪圖表達(dá)等內(nèi)容為模塊。此特點(diǎn)適合進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)。開展項(xiàng)目的過程中，需學(xué)生具備計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）繪圖能力、正確選擇材料能力、受力分析與計算能力。課前學(xué)生利用教學(xué)資源進(jìn)行零部件工作特點(diǎn)、失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則等低階性內(nèi)容的學(xué)習(xí)。課上通過小組交流討論、小組合作等形式進(jìn)行知識內(nèi)化和拓展，由教師下發(fā)設(shè)計任務(wù)，學(xué)生進(jìn)行零部件強(qiáng)度計算撰寫設(shè)計說明書并繪制圖紙表達(dá)設(shè)計思想，然后由各小組代表進(jìn)行成果展示和匯報。通過課上小組自主學(xué)習(xí)、教師指導(dǎo)和評價，進(jìn)行高階性內(nèi)容的學(xué)習(xí)。該課程的特點(diǎn)適合開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

2充足的教學(xué)資源是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的前提條件

石金艷等學(xué)者認(rèn)為：采取翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需建設(shè)大量的課程資源。包括課件、電子教案、教學(xué)視頻、習(xí)題庫等[9]。因此在開展翻轉(zhuǎn)課堂前，教師要準(zhǔn)備好充足的教學(xué)資源，以便學(xué)生更好地進(jìn)行課下學(xué)習(xí)和課上開展活動。教師首先將機(jī)械設(shè)計學(xué)習(xí)內(nèi)容按照教學(xué)目標(biāo)，分解成課前學(xué)習(xí)內(nèi)容（低階性）和課上教學(xué)內(nèi)容（高階性）。教師將課前學(xué)習(xí)內(nèi)容自己錄制微課教學(xué)視頻，也可借助各類MOOCS教學(xué)平臺，有針對性地選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計教學(xué)資源推送給學(xué)生，以便學(xué)生課前進(jìn)行預(yù)習(xí)；同時教師也要編寫課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，在任務(wù)單中明確學(xué)生課前完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容及詳細(xì)的操作性指導(dǎo)，以便學(xué)生能順利完成課前任務(wù)；同時還要編寫課前測試習(xí)題，檢查學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況。為開展課上教學(xué)活動，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行活動策劃和教學(xué)活動項(xiàng)目的編寫。課后為讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固知識，設(shè)計習(xí)題作業(yè)。教師只有準(zhǔn)備好優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)任務(wù)單、教學(xué)活動項(xiàng)目、習(xí)題作業(yè)、檢查試卷等教學(xué)資源，才能保證翻轉(zhuǎn)課堂順利的開展。張畔楓等學(xué)者認(rèn)為：在整個教學(xué)過程中教學(xué)資源的精心設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容的合理安排在翻轉(zhuǎn)教學(xué)中尤為重要[10]。因此充足、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是保證翻轉(zhuǎn)課堂順利開展的前提條件。

3多樣的教學(xué)活動是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有效保障

在開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動前，教師要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容編寫成有效的教學(xué)活動。按照教學(xué)目標(biāo)要求，教學(xué)活動可設(shè)計成內(nèi)容問題、驅(qū)動問題和核心問題。一般翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程按檢測、作業(yè)、協(xié)作、展示四步法進(jìn)行。教師根據(jù)課堂活動環(huán)節(jié)可設(shè)計“名師我來當(dāng)、考題我來出、無積分測試”等課堂熱身活動；設(shè)計“頭腦風(fēng)暴、旋轉(zhuǎn)式舞臺、滾雪球、紙上談話”等小組討論式活動；設(shè)計“職業(yè)扮演、智力拼圖、專家我來當(dāng)”等小組協(xié)作活動；設(shè)計“一分鐘陳述、3個問題2個優(yōu)點(diǎn)1個建議”等總結(jié)活動。其目的是通過良好的教學(xué)活動，帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生積極參與翻轉(zhuǎn)課堂，從而保證翻轉(zhuǎn)課堂的有效開展，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。比如機(jī)械設(shè)計中的職業(yè)扮演教學(xué)活動，將學(xué)生分成5人一組，并根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，確定扮演總工程師、技術(shù)員、繪圖員、設(shè)計師、檢查員角色。學(xué)生根據(jù)教師下發(fā)的項(xiàng)目，按照分工角色和合作的方式完成任務(wù)。有效的課堂活動，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。朱俏芬等學(xué)者認(rèn)為，學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動中是收獲、充實(shí)的學(xué)習(xí)過程[11]。因此“以學(xué)生為中心”設(shè)計有效的教學(xué)活動，是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有效保障。

4現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有效途徑

教師在開展翻轉(zhuǎn)課堂前，要選擇好現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺，如雨課堂、云班課等。以便教師課前進(jìn)行機(jī)械設(shè)計教學(xué)視頻、任務(wù)單、課前測試等教學(xué)資源的發(fā)放，同時也可對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計、查看學(xué)生作業(yè)的提交。教師通過平臺數(shù)據(jù)分析學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，詳細(xì)了解學(xué)生對機(jī)械設(shè)計知識的掌握程度，以便更好地、有針對性地進(jìn)行課堂活動的設(shè)計。在課上教師可用教學(xué)平臺進(jìn)行簽到，發(fā)布活動、開展頭腦風(fēng)暴、隨機(jī)選人、進(jìn)行搶答、教師評分、小組互評等活動；課后教師可借助平臺進(jìn)行問卷調(diào)查、章節(jié)測試等活動。教師根據(jù)平臺形成的數(shù)據(jù)，分析教學(xué)過程存在的問題，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對表現(xiàn)較好的學(xué)生給予表揚(yáng)，對表現(xiàn)不積極的學(xué)生及時督促和指導(dǎo)。王慈等學(xué)者認(rèn)為：基于現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺如雨課堂的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對學(xué)習(xí)有很好的幫助，教學(xué)效果明顯提升[12]。孫允芹等學(xué)者探討基于雨課堂的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，實(shí)驗(yàn)組采取雨課堂結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，對照組采取傳統(tǒng)教學(xué)法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)完成情況明顯優(yōu)于對照組，對教學(xué)活動的評價高于對照組[13]。因此，選擇好現(xiàn)代化教學(xué)信息平臺，并能熟練地運(yùn)用是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有效途徑。

5科學(xué)的評價體系是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的效果支撐

設(shè)計科學(xué)、合理的教學(xué)評價體系，是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的效果支撐。邱宜干等學(xué)者認(rèn)為：目前翻轉(zhuǎn)課堂評價指標(biāo)多采用成績分?jǐn)?shù)、出勤率等傳統(tǒng)教學(xué)評價指標(biāo)，對學(xué)生的參與情況、互動效果、學(xué)生的滿足等翻轉(zhuǎn)教學(xué)評價指標(biāo)研究不夠[5]。因此教師在開展翻轉(zhuǎn)課堂前，要對學(xué)生課前的預(yù)習(xí)效果進(jìn)行在線測試或小組答辯，從而根據(jù)學(xué)生課前掌握情況，修改課上學(xué)習(xí)內(nèi)容。對課堂小組活動要編寫小組合作量規(guī)檢查表、小組互評檢查量表、小組交流量規(guī)檢查表、創(chuàng)造性檢查量規(guī)評價表以及成果評價量規(guī)檢查表等。通過量表的評價，教師可清楚掌握小組成員的參與情況、表現(xiàn)情況以及小組成員的學(xué)習(xí)情況，從而為教師改進(jìn)教學(xué)提供參考；同時也為表揚(yáng)學(xué)生、鼓勵學(xué)生、督促學(xué)生起到客觀、公正的數(shù)據(jù)支撐。活動開展后，要編寫學(xué)生調(diào)查問卷和確定訪談提綱，以便對學(xué)生進(jìn)行定期問卷調(diào)查和學(xué)生訪談，深入了解學(xué)生對翻轉(zhuǎn)課堂的態(tài)度及看法，及時對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動進(jìn)行修訂；同時還要編寫測試試卷，對學(xué)生進(jìn)行水平測試、能力測試，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)者江天仿認(rèn)為：教學(xué)評價體系能科學(xué)、全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，為翻轉(zhuǎn)課堂教與學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供參考和依據(jù)[14]。因此教師只有對學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上活動、課后反思等一體化教學(xué)評價進(jìn)行設(shè)計，才能科學(xué)掌握翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果，從而為翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革和推廣提供有力依據(jù)。

6分析學(xué)生學(xué)習(xí)特征是開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的必要條件

教師在開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)前，要通過問卷調(diào)查和訪談的方式，充分了解學(xué)生特點(diǎn)和學(xué)習(xí)行為狀態(tài)。深入了解學(xué)生對教師開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是否認(rèn)可，學(xué)生從心里是否接受。教師要讓學(xué)生充分認(rèn)識翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)組織、教學(xué)過程、教學(xué)效果、教學(xué)評價等多方面的不同，開展翻轉(zhuǎn)課堂更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。學(xué)生從心里接受教師的教學(xué)改革才會樂意配合。教師在翻轉(zhuǎn)課堂前，盡量給予學(xué)生更多的幫助和指導(dǎo)，在學(xué)習(xí)任務(wù)單上要詳細(xì)地寫出具有指導(dǎo)性的語言和建議；同時教師在錄制課前學(xué)習(xí)視頻時，重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容要注意放慢語速，適當(dāng)重復(fù)講解，以便學(xué)生更好地理解；同時教師也要了解學(xué)生的課余時間是否充足，學(xué)生是否能保證按時完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)。對學(xué)習(xí)成績水平較差的學(xué)生，因自主學(xué)習(xí)能力較弱，教師要組織同伴教學(xué)，幫助他們提升學(xué)習(xí)成績。對學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)積極性不高、不能保證按時、保質(zhì)完成教師布置的課前預(yù)習(xí)任務(wù)的學(xué)生，教師要對其進(jìn)行思想政治教育工作和正確的學(xué)習(xí)態(tài)度引導(dǎo)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，做好課前線下學(xué)習(xí)；此外，教師也要了解學(xué)生課堂表現(xiàn)，在分析傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生課上保持沉默不愿積極發(fā)言的原因。學(xué)生是因缺少勇氣不敢站起來，還是因知識學(xué)習(xí)不夠深入，擔(dān)心說錯被同學(xué)恥笑。還是因?yàn)檎Z言表達(dá)能力有待提高、專業(yè)術(shù)語使用不當(dāng)而不敢站起來發(fā)言。學(xué)生在課上是否喜歡小組討論和交流，有些同學(xué)不愿參加小組合作怎麼辦？小組如何分工更加合理、有效。學(xué)生更加喜歡、更易接受開展哪些教學(xué)活動。學(xué)生是否樂意進(jìn)行成果匯報和展示。這些問題教師都要充分地調(diào)研和思考，提前想好對策，多與學(xué)生溝通和交流，才能保證學(xué)生真正意義上參與翻轉(zhuǎn)課堂，保證翻轉(zhuǎn)課堂的順利開展。

7小結(jié)

本文從《機(jī)械設(shè)計》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題出發(fā)，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式從課程特點(diǎn)適合性、教學(xué)資源齊備性、教學(xué)活動合理性、教學(xué)評價科學(xué)性、教學(xué)平臺先進(jìn)性以及學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)等多個角度進(jìn)行綜合的可行性評價分析。教師為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)行教學(xué)改革，采取翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式前應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，使翻轉(zhuǎn)課堂具有可行性，才能保證翻轉(zhuǎn)課堂有效開展、達(dá)到較高的質(zhì)量。本研究為即將開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的廣大教師們提供理論參考。

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作者：王勝曼 孫曉燕 牛博英 單位：保定理工學(xué)院