翻轉(zhuǎn)課堂模式在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

◆楊菊 莊英

翻轉(zhuǎn)課堂模式在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

◆楊菊 莊英

本文分析翻轉(zhuǎn)課堂的含義、特征，以“靜定平面桁架內(nèi)力分析”課題為例解析“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在“工程力學(xué)”中的應(yīng)用，進而指出：在采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式時需要學(xué)生逐步培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的意識，同時需要進一步加強課程評價體系的改革。

翻轉(zhuǎn)課堂；工程力學(xué)；自主學(xué)習(xí)

2007年“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在美國形成，并于2010年開始被引入中國。其中焦建利、胡鐵生等是將翻轉(zhuǎn)課堂和微課概念傳入中國的先鋒人物。傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是老師在課堂上講授知識點，學(xué)生在課后完成相應(yīng)的作業(yè)。而翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了這種傳統(tǒng)的教學(xué)架構(gòu)。課前，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺提供的多種教學(xué)資源完成知識點的學(xué)習(xí)；而在課堂上，師生則通過開展各種形式的討論、交流與探索活動，解決學(xué)生自學(xué)所無法理解的問題。這種創(chuàng)新的課堂教學(xué)模式核心思想是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和主動學(xué)習(xí)性，讓學(xué)生成為教學(xué)活動的主體。

“工程力學(xué)”是建筑工程技術(shù)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生將來從事施工員、質(zhì)量員等崗位必須掌握的核心課程。因為其有大量的理論知識與計算，所以“工程力學(xué)”成為高職學(xué)生每學(xué)期補考率和重修率較高的課程之一。

針對這種現(xiàn)象，考慮翻轉(zhuǎn)課堂模式的優(yōu)勢，我校也在本課程的教學(xué)上進行初步的嘗試與探索。下面將以“靜定平面桁架內(nèi)力分析”課題為例解析“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在“工程力學(xué)”中的應(yīng)用。

一、教學(xué)流程設(shè)計

圖1 教學(xué)流程

表1 Moodle平臺資源列表

明確教學(xué)目標，選定教學(xué)方法。如何讓課堂教學(xué)發(fā)揮最大的作用，關(guān)鍵就在于教學(xué)過程的組織與設(shè)計。根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵以及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，本課堂的教學(xué)過程分為課前準備、集中解疑、能力訓(xùn)練、實驗驗證、成果拓展、課后補全這六個階段，課堂教學(xué)為4個課時 （見圖1)。

1.課前準備

在課前的準備工作中，首先將班級人員分成9組，在Moodle網(wǎng)絡(luò)課程平臺中上傳學(xué)習(xí)資料。在平臺上，為保證學(xué)生對課程難點的掌握，教師對知識點進行合理劃分。同時為了滿足學(xué)生學(xué)習(xí)能力各異的需求，平臺上整合了能搜集到的開放教育資源，如中國國家精品課程、大學(xué)公開課等，讓學(xué)生根據(jù)興趣、能力進行選擇，對于不懂的知識點，學(xué)生可以選擇不同老師的視頻或者課件進行學(xué)習(xí)。

學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)課程平臺，結(jié)合視頻和各種課件，通過反復(fù)觀看與練習(xí)來完成知識點的學(xué)習(xí)，通過習(xí)題分析和老師的點評來完成知識點的強化。

學(xué)生在論壇區(qū)將疑難問題相互交流，老師時刻關(guān)注論壇，能即刻解決的個別問題要當(dāng)場解決；學(xué)生同時在虛擬課堂區(qū)將不懂的或者難以理解的內(nèi)容記錄下來。學(xué)生收集多桁架橋梁的工程案例并由小組做好記錄與匯總。

最后教師提取出學(xué)生在平臺上表現(xiàn)的共性問題：節(jié)點法求解內(nèi)力時對投影、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識的不熟練。同時分析學(xué)生產(chǎn)生困難的原因：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，對于復(fù)雜的桁架模式計算缺乏耐心。

2.集中答疑

在課堂教學(xué)中首先重點講解學(xué)生在課前預(yù)習(xí)中遇到的共性問題。

方法是：復(fù)習(xí)常用的三角函數(shù)，并將節(jié)點法簡化為三角形法則的簡便運用，將復(fù)雜的桁架模型與三角函數(shù)建立有效的鏈接，化繁為簡，培養(yǎng)學(xué)生的耐心，克服其畏難情緒。

我們?nèi)缃竦纳顮顟B(tài)當(dāng)然不能跟這些“大時代”中的前輩們“媲美”，相信我們大部分讀者也不會忙到只能“放養(yǎng)”孩子，而是天天恨不得在養(yǎng)育上精益求精。改革開放以來，經(jīng)濟、社會、教育等諸多方面的進步，讓我們有了更好的社會“育兒”環(huán)境，而我們對于孩子安全、教育的關(guān)注度，更是遠超過歷史上任何一個時代。我們的這些努力，其實就是讓孩子不再必須以及只能靠“自己打回去”來維護自己的安全。

3.能力訓(xùn)練

在講完原理及例題后是學(xué)生的能力訓(xùn)練時間。桁架內(nèi)力圖計算不準確的根本原因是課本的例題只是個別案例，針對力的變化，學(xué)生的練習(xí)太少。課堂的內(nèi)力分析練習(xí)能讓學(xué)生立刻熟悉并消化學(xué)習(xí)的知識。

利用工作頁的形式，請學(xué)生完成相關(guān)的練習(xí)，強化內(nèi)力計算的方法。教師對例題進行適當(dāng)?shù)淖儎?，學(xué)生分組完成不同的題目 （難度相同)，并進行討論,然后選代表問答。教師在這過程中巡查并回答學(xué)生的疑問，給回答問題的學(xué)生及能發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤的學(xué)生即時加分，調(diào)動課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣。

4.實驗驗證

實踐出真知。實驗演示與操作能深化學(xué)生對桁架內(nèi)力的理解，同時能活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

采用簡易桁架，在講臺搭設(shè)簡易的加載臺，請學(xué)生用所學(xué)知識先計算并猜想實驗結(jié)果，所有桿件先用透明膠粘上，將計算出的壓桿用藍色指示貼標示、拉桿用紅色指示貼標示。然后請學(xué)生進行加載，同時觀察桿件的變化，松弛的即為壓桿，緊張的即為拉桿，無變化的即為零桿 （見圖2)。最后比較其計算與實驗結(jié)果是否一致，并分析其誤差產(chǎn)生的原因，最后進一步分析現(xiàn)實中桁架工程事故發(fā)生的原因及應(yīng)當(dāng)采取的措施。

5.成果拓展

工程案例的整理分析及辯論需要發(fā)散思維，能提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，能使學(xué)生主動認識到本課程對于工程實踐與就業(yè)的密切相關(guān)性。而模型比賽的討論能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情及培養(yǎng)團隊意識。

首先各組匯報收集的桁架結(jié)構(gòu)工程案例并進行分析、辯論，教師對討論進行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。

圖2 課堂實驗

然后教師發(fā)布任務(wù)單：以小組為單位制作木材桁架模型，全體進行方案設(shè)計與討論，爭取參加學(xué)校舉辦的橋梁模型大賽。教師在方案設(shè)計過程中巡視查看各組學(xué)生的情況，隨時了解學(xué)生的設(shè)計進展，指正容易發(fā)生的錯誤，并對大多數(shù)學(xué)生出現(xiàn)的共性問題進行集中指導(dǎo)。

6.課后補全

最后學(xué)生需要在網(wǎng)絡(luò)課程平臺中完成課程單元小測試，在平臺的項目評分中進行自我評分，組長對組員表現(xiàn)進行評分，同時在老師的輔導(dǎo)下參加橋梁模型比賽。

而教師不僅要鼓勵學(xué)生利用現(xiàn)有模型參加校橋梁模型設(shè)計大賽，同時在平臺完成對學(xué)生的評分，查看整理最后的總評成績,分析學(xué)生的表現(xiàn)。最后將這些在課堂上實時生成的資源 （重難點的集中答疑視頻)收集整理后打包共享。請假的學(xué)生以及性格內(nèi)向、不敢提問的學(xué)生，也可以利用這些資源進行補課或補救性學(xué)習(xí)。通過課后的資源整合，可以有效地實現(xiàn)培優(yōu)補差的教學(xué)目的。

二、“翻轉(zhuǎn)課堂”實施過程中的反思

1.學(xué)生需要逐步培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的意識

現(xiàn)在的自學(xué)已經(jīng)不僅僅是預(yù)習(xí)，而是要深度學(xué)習(xí)。若學(xué)生不預(yù)先自主學(xué)習(xí)、不聽從教師指示、缺乏自控力與自我管理能力，則無法參與實際課堂。

對于高職學(xué)生來說，大多數(shù)還存在依賴老師上課講解的習(xí)慣，因此要求他們晚自習(xí)在機房統(tǒng)一完成自學(xué)，老師通過查看學(xué)生的登錄痕跡、點擊率等方式，逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，同時還可讓學(xué)生充分利用好晚自習(xí)時間。

2.課程評價體系的改革

本課程的評價多樣化，采用了教師和學(xué)生互評相結(jié)合、過程和結(jié)果評價相結(jié)合、理論和實踐評價相結(jié)合的評價方式，突出了學(xué)生能力的培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

但是，相比“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式要求的評價方法，本案例還缺乏對學(xué)生“自主能力”的增強、“自我意識”的提升、“自我調(diào)整”的順暢等非智力因素的評價，以及對教師課程平臺的點擊率、共享度和在線時長等的評價。

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（編輯：王春蘭）

楊菊，女，碩士，江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院教師講師。研究方向：建筑結(jié)構(gòu)的教學(xué)與研究工作；莊英，女，碩士，江蘇理工學(xué)院電氣信息工程學(xué)院教師。研究方向：思想政治教育及學(xué)生管理。

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