翻轉(zhuǎn)課堂在“工程制圖”教學(xué)中的應(yīng)用

楊秀娟+裴金萍+吳明玉

摘 要：“翻轉(zhuǎn)課堂”的出現(xiàn)導(dǎo)致了一場(chǎng)傳統(tǒng)教學(xué)模式的變革。文章從工程制圖課程的特點(diǎn)出發(fā)，分析了目前“翻轉(zhuǎn)課堂”的發(fā)展趨勢(shì)以及在工程制圖課程中的應(yīng)用現(xiàn)狀。通過分析認(rèn)為“翻轉(zhuǎn)課堂”這種新的教學(xué)方式在“工程制圖”課程中剛剛興起，其以“微視頻”為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為載體，突出了學(xué)生的主動(dòng)性，對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)起到了有效的補(bǔ)充作用。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；工程制圖；工學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2017）06-0010-03

“微課”、“慕課”、“MOOC”、“可汗學(xué)院”、“翻轉(zhuǎn)課堂”等授課形式的出現(xiàn)發(fā)端于2007年[1]，是一種利用流媒體微視頻以及相應(yīng)的一整套新型組織與管理的教學(xué)方式。2011年，薩爾曼·可汗在TED大會(huì)上為教育界帶來了顛覆性的“Flipped Classroom”，從而引發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于教育教學(xué)的變革[2]。2012年，“慕課”等教學(xué)形式在全球迅速興起，各種課程平臺(tái)的應(yīng)用為更多學(xué)生提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)的可能性。國(guó)內(nèi)高校也逐漸地開展了翻轉(zhuǎn)課堂等課程教學(xué)改革，紛紛推出了本校的各種“慕課”課程。

“工程制圖”課程是一門工學(xué)專業(yè)的必修課，也是工學(xué)的基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容與工程實(shí)際緊密結(jié)合，是工程界交流的“語言”。本課程具有清晰的結(jié)構(gòu)，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間密切聯(lián)系，同時(shí)又相互獨(dú)立，具有一定的邏輯性，因此非常有利于以知識(shí)點(diǎn)為單位構(gòu)建“微知識(shí)”形成“微視頻”而應(yīng)用于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中。

一、翻轉(zhuǎn)課堂在“工程制圖”課程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

為了更好地了解目前翻轉(zhuǎn)課堂在“工程制圖”課程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，筆者以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）為主要數(shù)據(jù)來源，以“微課”、“慕課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”、“MOOC”、“反轉(zhuǎn)課堂”、“顛倒課堂”、“可汗學(xué)院”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，統(tǒng)計(jì)了2010年1月1日至2015年12月31日中國(guó)知網(wǎng)收錄的相關(guān)文獻(xiàn)，共10400篇相關(guān)文獻(xiàn)，同時(shí)以“工程制圖”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，統(tǒng)計(jì)得到1396篇相關(guān)文獻(xiàn)，如圖1所示。數(shù)據(jù)表明，“工程制圖”課程研究呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢(shì)，年均發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)約280篇，相比之下，翻轉(zhuǎn)課堂的研究得到了國(guó)內(nèi)教育界的高度重視，整體呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

圖1 2010—2015年相關(guān)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)

雖然翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)引起了教育界的高度重視，但是在“工程制圖”課程當(dāng)中開展的翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)較少。以“工程制圖”和翻轉(zhuǎn)課堂雙關(guān)鍵詞搜索相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，2010—2013年均未有文章刊出，2014年僅有1篇文獻(xiàn)，2015年有4篇文獻(xiàn)，這說明在“工程制圖”課程中，利用“翻轉(zhuǎn)課堂”等形式開展教學(xué)探討才剛剛起步。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在“工程制圖”中的應(yīng)用

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)

翻轉(zhuǎn)課堂也稱“顛倒課堂”，通過對(duì)知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化的顛倒安排，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中師生角色并對(duì)課堂時(shí)間的使用進(jìn)行了重新規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新[3]。“翻轉(zhuǎn)課堂”通過教師事先錄制微視頻然后通過一定的教學(xué)平臺(tái)將微視頻提供給學(xué)生，在課前讓學(xué)生自主觀看教學(xué)視頻，主動(dòng)完成知識(shí)的傳授，然后在課堂上組織學(xué)生參與小組討論等以此達(dá)到知識(shí)內(nèi)化的結(jié)果。

1.“翻轉(zhuǎn)課堂”以“微視頻”為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的靈活性?！胺D(zhuǎn)課堂”的基礎(chǔ)資源是教師錄制的“微視頻”。這些“微視頻”，長(zhǎng)度5—10分鐘，大小幾十兆，是非常方便下載和學(xué)習(xí)的視頻文件。在這些文件當(dāng)中，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都由教師精心制作，通過PPT、三維動(dòng)畫、三維建模、現(xiàn)場(chǎng)錄像等形式將課程中的知識(shí)點(diǎn)多樣化地表達(dá)出來，既活潑生動(dòng)，又簡(jiǎn)明扼要，而且簡(jiǎn)短的故事性說明，更能抓住學(xué)生的注意力，既保證了知識(shí)點(diǎn)的清晰表達(dá)又能保證學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。

2.“翻轉(zhuǎn)課堂”以“互聯(lián)網(wǎng)”為載體，強(qiáng)調(diào)了大數(shù)據(jù)的開放性。在“翻轉(zhuǎn)課堂”中，教師要完成視頻制作，勢(shì)必要了解和掌握視頻制作的原理、方法、設(shè)備，同時(shí)要掌握視頻制作工具的使用方法，完成視頻資源的搜集與處理，并且要對(duì)錄制完成的視頻進(jìn)行剪輯、分割、合成制作等，在這個(gè)過程當(dāng)中，需要大量地應(yīng)用到“互聯(lián)網(wǎng)”。同時(shí)，在“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)過程中，課堂活動(dòng)中的小組討論、案例分析等形式均需要查找大量的資料，這些單靠課本和參考書是無法滿足需求的，因此“翻轉(zhuǎn)課堂”必須是以“互聯(lián)網(wǎng)”的“大數(shù)據(jù)”為載體，才能保證資源的豐富性和課程教學(xué)的可行性。

3.“翻轉(zhuǎn)課堂”以學(xué)生的自制力為前提，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的自覺性。柏拉圖曾說：“我們要借助于教育幫助學(xué)生從他們必須學(xué)習(xí)的知識(shí)中尋找樂趣?！盵4]“翻轉(zhuǎn)課堂”中教師傳授知識(shí)是通過學(xué)生課外獨(dú)立學(xué)習(xí)的方式來進(jìn)行的，這一學(xué)習(xí)過程，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、自我控制能力提出了更高的要求。在沒有教師的監(jiān)督下，要克服網(wǎng)上的誘惑因素、排除干擾信息，集中注意力學(xué)習(xí)，需要學(xué)生有良好的自控力，并能養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（二）“工程制圖”課程傳統(tǒng)教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂的比較分析

“工程制圖”起源于幾何學(xué)，以畫法幾何的基本投影理論為基礎(chǔ)，以直尺、圓規(guī)、圖板為工具，以黑板、木模、掛圖為媒介，已有200多年的歷史[5]。一直以來，“工程制圖”課程采用的都是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即上課教師講，下課學(xué)生練，教師是主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)，加上課程內(nèi)容多課時(shí)少，滿堂灌的教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生無法快速理解和接受知識(shí)，久而久之形成了“聞之色變”的畏懼心理，同時(shí)動(dòng)手能力和空間想象能力得不到提升，無法充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

從表1對(duì)傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂中教學(xué)過程的分析來看，傳統(tǒng)課堂以教師為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)的是教師的言傳身教，充分地展示了教師的人格魅力，但是忽略了學(xué)生的主動(dòng)性和自覺性，同時(shí)學(xué)習(xí)方式、考評(píng)方式單一，不能對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行全面的評(píng)判。相比之下，翻轉(zhuǎn)課堂則恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂的缺點(diǎn)，它可以充分地利用學(xué)生的課余時(shí)間，讓學(xué)生能隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，這樣就能節(jié)省課堂時(shí)間，以便于在課堂上能突出教學(xué)重點(diǎn)講授教學(xué)難點(diǎn)，方便教師的全程跟蹤，同時(shí)教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、自我控制能力、思維能力、動(dòng)手能力、科研能力等均可以進(jìn)行全面的判定。

表1 傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程分析

（三）翻轉(zhuǎn)課堂在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

“工程制圖”這門課的內(nèi)容比較多，知識(shí)點(diǎn)密集。從投影的基本知識(shí)，直線和平面，基本形體的特征，到立體截交相貫，整個(gè)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，整體性強(qiáng)，這樣在“微視頻”的制作過程中就要對(duì)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化分解，既要保證每個(gè)“微視頻”知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性，同時(shí)要兼顧課程知識(shí)的全面性。

例如，“基本形體的截交線”這部分內(nèi)容，包含了平面立體和曲面立體的截交線兩大部分，分成兩個(gè)“微視頻”是涵蓋不了全部?jī)?nèi)容的，但是通過將平面立體分解成棱柱和棱錐，曲面立體分解成圓柱、圓錐、圓球、圓環(huán)就可以將內(nèi)容分解成六大部分，繼而根據(jù)形成的截交線的不同將其細(xì)化成十一個(gè)“微視頻”，見圖2。這種方式，可以有效地細(xì)化知識(shí)點(diǎn)，在上課時(shí)，可以將兩個(gè)或三個(gè)微視頻合為一組，共同講解，分析其共同點(diǎn)并區(qū)分其差異性，最后進(jìn)行抽象概括總結(jié)，將整個(gè)內(nèi)容連貫起來。

（四）翻轉(zhuǎn)課堂在“工程制圖”教學(xué)中的實(shí)施

結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)的靈活性，以及“工程制圖”課程的邏輯性，將該課程中的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程設(shè)計(jì)為“課前自學(xué)、課上訓(xùn)練討論、課后升華”的三段式過程，見圖3。

1.課前自學(xué)。“翻轉(zhuǎn)課堂”的翻轉(zhuǎn)，就是把課堂講授的大部分內(nèi)容都提前到課程開始之前，知識(shí)的傳授過程通過教師提前錄制好的視頻，利用網(wǎng)絡(luò)媒介提供給學(xué)生，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)來完成。在這一階段，主要的任務(wù)是向?qū)W生傳達(dá)課程設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容，構(gòu)建起整體的知識(shí)框架，同時(shí)對(duì)某一小節(jié)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)、精確的講解，同時(shí)預(yù)留相關(guān)練習(xí)和測(cè)試內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后能自我檢測(cè)學(xué)習(xí)效果。

2.課上討論。課上階段是課前階段的延續(xù)和深化，在這一階段，課堂就要變身為質(zhì)疑和討論的場(chǎng)所，通過匯總歸納學(xué)生在自學(xué)過程中面臨的問題，并且教師合理有效地在講解過程中拋出新的問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的討論，此外，在難點(diǎn)問題上開展繪圖練習(xí)，對(duì)具體的步驟、要點(diǎn)、難點(diǎn)、細(xì)節(jié)、規(guī)范等內(nèi)容進(jìn)行演示操作，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)，對(duì)部分學(xué)生開展個(gè)別輔導(dǎo)，組織學(xué)生開展小組合作，使得學(xué)生在愉悅、激辯的氛圍中學(xué)習(xí)并深化對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

3.課后升華。前兩個(gè)階段，學(xué)生對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)、某些操作步驟已經(jīng)有了初步的了解，但這些知識(shí)點(diǎn)是孤立存在的，因此在第三階段就需要通過某些確切的形式將這些零散的知識(shí)點(diǎn)連接起來，將其串成一條線，使學(xué)生能將知識(shí)內(nèi)化為自身的能力，并鍛煉他們的動(dòng)手能力、空間思維能力等。那么怎么樣才能做到呢？針對(duì)這個(gè)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了課后的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，由導(dǎo)師給出具體的模型或物體，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成模型的繪制，可以分組進(jìn)行也可以單獨(dú)進(jìn)行，這樣就可以進(jìn)一步促使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)提升自身技能，并拓展和升華知識(shí)體系。在完成以上工作后，能合理地發(fā)現(xiàn)問題，找到相關(guān)信息，并開始通過微視頻學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)，開始下一知識(shí)點(diǎn)的課前學(xué)習(xí)階段。這樣就形成了一個(gè)首尾相連、相輔相成的教學(xué)環(huán)節(jié)，能有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和促進(jìn)知識(shí)的掌握。

“翻轉(zhuǎn)課堂”基于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，以其靈活多樣的特色，逐漸引領(lǐng)了傳統(tǒng)教學(xué)方式的時(shí)代變革。在“工程制圖”這門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程中，“翻轉(zhuǎn)課堂”的應(yīng)用和實(shí)踐已經(jīng)逐漸成為課程建設(shè)的熱潮，怎樣合理地應(yīng)用這種教學(xué)手段而達(dá)到事半功倍的效果，對(duì)于我們?nèi)握n教師來講將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任重而道遠(yuǎn)的工作。

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