翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用

楊 琦，鄧小民

(安徽工業(yè)大學(xué) 工程實踐與創(chuàng)新教育中心，安徽 馬鞍山 243002)

翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用

楊 琦，鄧小民

(安徽工業(yè)大學(xué) 工程實踐與創(chuàng)新教育中心，安徽 馬鞍山 243002)

翻轉(zhuǎn)課堂與行動導(dǎo)向教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，提升學(xué)生分析問題與解決問題的能力。在數(shù)控加工教學(xué)中，根據(jù)工程訓(xùn)練的教學(xué)特點(diǎn)，為讓學(xué)生從任務(wù)出發(fā)，體驗從問題的提出到創(chuàng)造性解決的過程，以獲得最真實的感悟，我們依據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式，設(shè)計出 “課前學(xué)習(xí)”、“課中實踐”、“課后思考”三個循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)階段，實現(xiàn)知識點(diǎn)的真正理解和融會貫通。

翻轉(zhuǎn)課堂；行動導(dǎo)向；工程訓(xùn)練；數(shù)控加工

工程訓(xùn)練是高校工科各專業(yè)教學(xué)計劃中重要的實踐環(huán)節(jié)之一，使學(xué)生接觸生產(chǎn)實際，了解并初步掌握一般機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、加工制作過程、測量與檢測方法等方面的基本技能，通過實際操作獲得感性認(rèn)識，體驗“做中學(xué)、學(xué)中創(chuàng)、重在思”的過程，提高學(xué)生分析問題并創(chuàng)造性解決問題的能力。

工程訓(xùn)練在傳統(tǒng)的金工實習(xí)的基礎(chǔ)上融合了現(xiàn)代制造技術(shù)，一般包括：熱加工、冷加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、CAD/CAM實訓(xùn)等六大類十余工種，按不同專業(yè)進(jìn)行1～5周的實習(xí)。在實習(xí)教學(xué)的過程中存在著幾個主要矛盾：一是實習(xí)內(nèi)容較多，單個工種實習(xí)時間較短，知識點(diǎn)無法擴(kuò)展，少學(xué)時的專業(yè)尤為嚴(yán)重；二是教學(xué)中安全操作規(guī)程、基礎(chǔ)知識、操作步驟等課堂講授不可或缺，使原本實踐時間不足的問題顯得更為嚴(yán)重；三是由于學(xué)生來自不同的專業(yè)其動手能力差異較大，雖然工程訓(xùn)練教學(xué)以“師傅帶徒弟”的方式實行小班教學(xué)，但是仍無法滿足每個學(xué)生的個性化需求。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，慕課等網(wǎng)上教學(xué)平臺為傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革帶來新的技術(shù)支持，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，行動導(dǎo)向、研討式教學(xué)等教學(xué)方法皆可借助平臺深入貫徹到理論和實踐教學(xué)中，重新設(shè)計工程訓(xùn)練教學(xué)模式幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，注重學(xué)思結(jié)合，將為現(xiàn)代工程實踐教學(xué)的改革帶來新的活力。[1]

一、翻轉(zhuǎn)課堂與行動導(dǎo)向教學(xué)的基本概念

翻轉(zhuǎn)課堂是將教學(xué)過程由傳統(tǒng)的“教師先教，學(xué)生后學(xué)”顛倒為“學(xué)生先學(xué)，教師后教” ，[2]重新調(diào)整課堂內(nèi)外學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方式，其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過主動實踐獲得更真實的學(xué)習(xí)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師不是過多地強(qiáng)調(diào)傳授知識點(diǎn)，而是注重引導(dǎo)學(xué)生自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、節(jié)奏和方式，主要分為三個階段：課前，學(xué)生通過教師提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺資源，瀏覽電子書、聽講座、觀視頻、網(wǎng)絡(luò)檢索等方式進(jìn)行知識的自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識的初步學(xué)習(xí)；課堂上，教師對前期學(xué)習(xí)中遇到的困難進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)，學(xué)生在有限的課堂時間里作更有方向性的學(xué)習(xí)，通過互動研討促進(jìn)學(xué)生掌握知識、獲得更深層次的理解，教師也有更多的與學(xué)生交流的時間來滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需要；課后，學(xué)生回顧課堂研討中的問題并提出新問題，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺(博客、微信、QQ等)進(jìn)行在線的輔導(dǎo)，答疑解惑，不斷總結(jié)、 改進(jìn)課堂研討的不足。

行動導(dǎo)向教學(xué)是指由確定的行動產(chǎn)品來引導(dǎo)教學(xué)組織過程，學(xué)生通過主動和全面的學(xué)習(xí)，達(dá)到腦力勞動和體力勞動的統(tǒng)一，[3]在教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，強(qiáng)調(diào)通過實踐“完成任務(wù)”，實現(xiàn)教學(xué)過程中“我聽到的，我會忘記；我看到的，我會了解；我做過的，我會記住”這一基本的教學(xué)規(guī)律，達(dá)到掌握知識和技能的目的。行動導(dǎo)向教學(xué)法的一般過程是：教師將課前準(zhǔn)備好的“任務(wù)”布置給學(xué)生，并提供完成任務(wù)所必須的材料和工具等；教師引導(dǎo)學(xué)生逐步分析完成任務(wù)的基本思路和方法，根據(jù)具體的學(xué)習(xí)情況，將學(xué)生劃分為若干個學(xué)習(xí)小組，通過“角色扮演”、“頭腦風(fēng)暴”等學(xué)習(xí)活動，每個小組成員各抒己見、通力合作依次完成任務(wù)的各個模塊，直至各小組初步完成“任務(wù)”；各小組展示各自完成的作品，教師引導(dǎo)學(xué)生對作品展開討論，找出規(guī)律特點(diǎn)，并對學(xué)生作品作出積極的評價。

兩種教學(xué)法的核心理念都是將教師從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，注重學(xué)思結(jié)合，注重知行統(tǒng)一的教學(xué)和實踐過程，關(guān)注學(xué)生的個性差異，因材施教，達(dá)到和諧共進(jìn)、教學(xué)相長。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式的工程訓(xùn)練教學(xué)設(shè)計

(一)課前學(xué)習(xí)

課前學(xué)習(xí)主要通過網(wǎng)絡(luò)平臺教師完成知識點(diǎn)的傳授、學(xué)生完成知識點(diǎn)的初步學(xué)習(xí)過程，學(xué)生得到顯性知識的接受，實現(xiàn)知識內(nèi)化的第一個階段。

教師的工作主要有：第一，根據(jù)課程目標(biāo)制定課程教學(xué)大綱，全面梳理知識體系并界定知識點(diǎn)的覆蓋范圍，將課程目標(biāo)分解為單元目標(biāo)，根據(jù)知識點(diǎn)將單元目標(biāo)分解為若干模塊，重點(diǎn)設(shè)計單元任務(wù)，單元任務(wù)分解為各個知識點(diǎn)進(jìn)行碎片化處理。例如將工程訓(xùn)練課程分成熱加工、冷加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、CAD/CAM實訓(xùn)等六大模塊，每個模塊中分為若干個任務(wù)，如在熱加工中設(shè)計了“小錘錘頭毛坯的鍛造”、“三葉片模具的鑄造”等任務(wù)。第二，將各單元任務(wù)所涉及的知識點(diǎn)細(xì)分成若干個微知識點(diǎn)，將每個微知識點(diǎn)分別設(shè)計制作PPT、微視頻和練習(xí)題，多采用設(shè)問的方法，使學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，力求通過各個微知識的剖析，達(dá)到全面理解所有的知識點(diǎn)。第三，教師根據(jù)單元任務(wù)設(shè)計課堂教學(xué)流程和教學(xué)方法，提供實驗所使用到的各類機(jī)床、工具、夾具、量具和刀具清單，明確考核評價標(biāo)準(zhǔn)。第四，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生提出來的共性和個性問題進(jìn)行有針對性的課前準(zhǔn)備。

學(xué)生課前在線明確實習(xí)的任務(wù)信息，通過微視頻、PPT等自主完成知識點(diǎn)初步學(xué)習(xí)，搜集檢索資料以拓展知識領(lǐng)域，思考完成任務(wù)的途徑，為課中實踐做好充分準(zhǔn)備，同時整理并通過網(wǎng)絡(luò)分享學(xué)習(xí)的體會、遇到的困惑等，進(jìn)行師生、生生間的交流，有利于發(fā)現(xiàn)新問題并甄別出問題的實質(zhì)，帶到課中予以解決。

(二)課中實踐

課中實踐主要是師生通過面對面的交流、手把手的指導(dǎo)，學(xué)生將學(xué)習(xí)到的理論和技巧通過實踐、討論等過程轉(zhuǎn)化為自身的能力。

首先，教師根據(jù)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的情況，有針對性地分析講解重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，回答學(xué)生的疑難問題；第二，按照課前設(shè)計的任務(wù)，將學(xué)生分成若干小組，每組學(xué)生對完成任務(wù)的途經(jīng)和方法進(jìn)行充分的交流討論，教師全程參與指導(dǎo)研討過程，及時解決學(xué)生的疑惑，引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題；第三，教師根據(jù)討論的結(jié)果進(jìn)行小結(jié)，選取優(yōu)化的方案進(jìn)行分析，并按此方案進(jìn)行示范性的操作；第四，學(xué)生在安全操作的前提下，按照擬定的方案進(jìn)行零件的制作，教師進(jìn)行一對一的指導(dǎo)；第五，學(xué)生根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)對完成的零件進(jìn)行自評，認(rèn)真分析成敗的原因，完成實習(xí)報告，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐情況進(jìn)行成績的評定；最后，教師布置課后思考和下一單元學(xué)習(xí)內(nèi)容與任務(wù)。

學(xué)生“提問、研討、學(xué)習(xí)、實踐、思考”的課中實踐是知識的不斷消化吸收過程，是一個從顯性知識到隱性知識的內(nèi)化過程，實現(xiàn)知識內(nèi)化的第二個階段。

(三)課后思考

學(xué)生根據(jù)任務(wù)的完成情況回顧課堂實踐過程，認(rèn)真總結(jié)知識點(diǎn)與任務(wù)間的內(nèi)在聯(lián)系，在思考中發(fā)現(xiàn)的新問題可以通過平臺與教師和同學(xué)交流，這個過程是實現(xiàn)知識內(nèi)化的第三階段，是學(xué)生溫故知新、融會貫通的重要環(huán)節(jié)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式在數(shù)控加工教學(xué)中的實踐

工程訓(xùn)練中的數(shù)控加工教學(xué)模塊要求學(xué)生在2天的實習(xí)時間里基本掌握數(shù)控加工基本過程，一般包括的內(nèi)容和教學(xué)順序是：數(shù)控加工基本概念、數(shù)控機(jī)床的組成、數(shù)控加工的編程技術(shù)、數(shù)控加工的仿真、數(shù)控機(jī)床的操作、零件的加工等內(nèi)容。傳統(tǒng)的方法主要是課堂講課和現(xiàn)場實訓(xùn)，采用翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式進(jìn)行數(shù)控加工教學(xué)實訓(xùn)，需要對教學(xué)內(nèi)容再設(shè)計、教學(xué)時間再配置和教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，如表1所示。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)過程 與傳統(tǒng)教學(xué)過程的比較

采用翻轉(zhuǎn)課堂和行動導(dǎo)向教學(xué)模式的數(shù)控加工教學(xué)模塊，圍繞明確的任務(wù)目標(biāo)開展，將所涉及的知識點(diǎn)制作成微講義和微視頻等為學(xué)生提供課堂實踐中明確的指引，將實習(xí)教學(xué)過程分解為四大任務(wù)。任務(wù)1：學(xué)習(xí)數(shù)控加工基礎(chǔ)知識，思考如何在數(shù)控車床中完成小錘錘柄加工(與普車相比較)；任務(wù)2：數(shù)控加工程序的編制；任務(wù)3：數(shù)控加工仿真；任務(wù)4：數(shù)控加工操作及零件質(zhì)量分析。將每個任務(wù)分解成若干個微知識點(diǎn)，分別制作微講義和微視頻，每個微視頻控制在3～5分鐘，有利于學(xué)生集中注意力學(xué)習(xí)。微視頻的拍攝與制作更側(cè)重于實驗室中的儀器設(shè)備、使用的工夾量刀具和加工制作過程，有利于學(xué)生在實踐過程中反復(fù)觀看。例如將數(shù)控加工程序的編制內(nèi)容分解為：基本概念、數(shù)控編程的一般方法與過程、數(shù)控編程的規(guī)定與規(guī)則、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的確立、零件程序的結(jié)果與組成、常用功能指令等幾個微知識點(diǎn)，對于每個常用功能指令則采用更精短的微動畫闡明，使學(xué)生能夠充分領(lǐng)會每個指令的含義和用法。

課堂實踐過程中，教師根據(jù)實習(xí)任務(wù)的不同，根據(jù)客觀條件進(jìn)行教學(xué)的策劃和組織。例如數(shù)控程序編制模塊將學(xué)生分成4人/組的學(xué)習(xí)小組，每組分別完成一套不同類型的典型零件(如圓弧、螺紋、內(nèi)孔等)的加工工藝分析和程序的編制，教師組織學(xué)生開展交流活動，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到多種類型零件的加工方法和相同零件加工的不同思路，達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果；數(shù)控加工仿真模塊要求每個學(xué)生自主仿真編制加工程序，教師進(jìn)行一對一輔導(dǎo)，由各小組分別匯報仿真結(jié)果，開展交流學(xué)習(xí)活動，教師對過程進(jìn)行點(diǎn)評和評價；機(jī)床加工教學(xué)模塊，教師給每組分配1臺數(shù)控機(jī)床，并指導(dǎo)學(xué)生自主完成零件的加工過程(毛坯安裝、刀具安裝、數(shù)控程序輸入、對刀、空運(yùn)行、加工、檢測等)，引導(dǎo)學(xué)生將加工完的零件與圖紙比較、尋找差異，并分析原因。

課后思考是課程實踐的知識再消化環(huán)節(jié)，結(jié)合課前知識點(diǎn)學(xué)習(xí)、回顧課程實踐的過程，思考其內(nèi)在的聯(lián)系，做到完全理解各知識點(diǎn)的內(nèi)涵，可通過在線考試系統(tǒng)對知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核與評價，也可通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行擴(kuò)展知識的學(xué)習(xí)和交流，同時做好下次課的課前學(xué)習(xí)。

[1]袁麗.基于翻轉(zhuǎn)課堂的電子實習(xí)教改模式初探[J].才智.2014(33):59-62

[2]趙興龍.翻轉(zhuǎn)教學(xué)的先進(jìn)性與局限性[J].中國教育學(xué)刊.2013(4) :65-68

[3]趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)：學(xué)習(xí)新概念[M].北京:科學(xué)出版社,2003：103

(責(zé)任編輯 文雙全)

On the Application of Flipped Classroom and Action-oriented Teaching Paradigm in the Engineering Practice

YANG Qi, DENG Xiao-min

(Engineering Practice and Innovation Education Centre, AHUT, Maanshan 243002 Anhui, China)

Flipped classroom and action-oriented teaching is beneficial for college students to the cultivation of their initiatives in learning, the motivation of their interest, and the enhance of their abilities in analyzing and resolving problems. It is expected in the teaching of Numerical Control Machining to make them, according to the characteristics of engineering practice, enjoy the process from issue raising to innovative resolution and acquire the realistic comprehension. And the three gradual learning approaches of study before class,intermediatepracticeandreviewafterclassare,fromperspectiveofflippedclassroomand action-oriented teaching paradigm, especially designed for the mastery understanding of the course.

flipped classroom; action-oriented; engineering practice; numerical control machining

2015-11-06

安徽工業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項目(2015jy58)；安徽工業(yè)大學(xué)質(zhì)量工程項目(2013年資源共享課)

楊 琦(1983-)，男，江蘇無錫人，安徽工業(yè)大學(xué)工程實踐與創(chuàng)新教育中心實驗師，碩士。

G642.0

A

1671-9247(2016)03-0074-03