《機(jī)械原理》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探討

邱寶梅 鄭太雄

摘要：本文將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于《機(jī)械原理》教學(xué)中，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式進(jìn)行了探討，有效地解決了教學(xué)中“課時少內(nèi)容難且多”的矛盾，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。為《機(jī)械原理》教學(xué)模式的改革提供了新的參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；機(jī)械原理

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0143-02

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

《機(jī)械原理》是高等本科院校機(jī)械類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程兼具基礎(chǔ)課理論性強(qiáng)和工程實(shí)踐特色明顯的特點(diǎn)，是一門理論與工程實(shí)踐結(jié)合特別緊密的課程。其旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅僅是傳授學(xué)生扎實(shí)的理論知識，更是要讓學(xué)生掌握如何發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而具備創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式注重課堂講授與理論推導(dǎo)，缺乏對學(xué)生興趣、創(chuàng)新能力以及思考能力的培養(yǎng)。況且由于《機(jī)械原理》課程內(nèi)容繁雜，知識點(diǎn)之間相對比較獨(dú)立，學(xué)生普遍反映難學(xué)，無法在有限的課堂時間內(nèi)掌握知識。在這樣的情況下，有必要探索其他教學(xué)模式來改變當(dāng)前的教學(xué)狀態(tài)，解決教學(xué)中存在的問題。近年來，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式在國內(nèi)外受到了廣泛的關(guān)注。其翻轉(zhuǎn)課堂是指授課者應(yīng)用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用教學(xué)視頻等方式將知識傳授的過程放在課外，將知識內(nèi)化的過程放在課內(nèi)，使學(xué)生之間、師生之間有更多、更深層次的溝通和交流，是近年來新興起來的一種教學(xué)模式，且在一些課程中的實(shí)施結(jié)果也相當(dāng)不錯。因此，探索翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中的應(yīng)用是非常必要的。

二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

在《機(jī)械原理》的知識培養(yǎng)體系中，一方面需要學(xué)生掌握基本理論與基本知識，設(shè)計方法與分析。一方面要結(jié)合學(xué)科前沿，反應(yīng)該領(lǐng)域的新知識與新成果。結(jié)合各部分知識點(diǎn)自身的特點(diǎn)以及學(xué)習(xí)素材和學(xué)生的接受能力，需要教師有選擇性地設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容。比如在傳統(tǒng)教學(xué)中，運(yùn)動學(xué)分析以及連桿設(shè)計部分中采用圖解法的部分內(nèi)容由于直觀清晰以及計算機(jī)技術(shù)的限制，在以往的教學(xué)中占據(jù)很重要的地位。但是圖解法步驟煩瑣、工作量大、精度低，而且每次只能求出機(jī)構(gòu)的一個位置點(diǎn)，從而無法了解機(jī)構(gòu)及其機(jī)器整個運(yùn)動變化的情況。而解析法由于理論的不斷深入和計算機(jī)的普及發(fā)展應(yīng)用越來越廣泛。所以教師在教學(xué)上就要與時俱進(jìn)，對這部分內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

三、教學(xué)模式設(shè)計

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵以及《機(jī)械原理》課程的特點(diǎn)，構(gòu)建了符合《機(jī)械原理》教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，如圖1所示[2]。其課程教學(xué)設(shè)計總體上分為“課前—課中—課后”三大部分。即課前知識引導(dǎo)、課堂中知識解決與探討、課后教學(xué)評價三部分組成。

課前教師要梳理教學(xué)內(nèi)容，選定知識的重點(diǎn)與前沿，明確學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、羅列重點(diǎn)難點(diǎn)、要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)以及建議的學(xué)習(xí)方法，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)單和導(dǎo)學(xué)方案，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，以引導(dǎo)學(xué)生課前發(fā)生有效的學(xué)習(xí)行為。以“機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖”為例，在任務(wù)單上通過問題引導(dǎo)：如何研究機(jī)構(gòu)引出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖[1]。然后提出問題：什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的目的是什么？如何來繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟是什么？什么是構(gòu)件以及運(yùn)動副？通過這樣一系列的問題引導(dǎo)學(xué)生要掌握的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容？——機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制，以及學(xué)習(xí)目標(biāo)——熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制。然后，通過任務(wù)驅(qū)動“如何繪制內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動簡圖”的方式使學(xué)生有目的地去學(xué)習(xí)教師發(fā)布的微視頻。這樣通過任務(wù)單把教學(xué)知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為問題提出來，使學(xué)生在解決問題的同時把握教學(xué)重難點(diǎn)，了解學(xué)習(xí)目標(biāo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問題和舉一反三的能力。而學(xué)生在課前需要根據(jù)教師提供的學(xué)習(xí)任務(wù)單和導(dǎo)向方案，觀看教學(xué)資源，總結(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，反饋?zhàn)灾鲗W(xué)習(xí)中的問題。

課堂上結(jié)合課前反饋的問題以及本節(jié)課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，教師會不間斷地提出問題讓學(xué)生討論解答，并對學(xué)生的疑惑進(jìn)行答疑點(diǎn)撥，同時不定期地進(jìn)行相應(yīng)知識的隨堂測試。學(xué)生則以小組為單元的學(xué)習(xí)方式，討論與解答問題，也可以教師引導(dǎo)組織小組提出問題，相互之間、小組之間進(jìn)行討論等的方式加強(qiáng)知識點(diǎn)的掌握與延伸，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，完成知識內(nèi)化吸收。同時在課堂上給予機(jī)會鼓勵學(xué)生展示自己的學(xué)習(xí)成果。教師可以先讓學(xué)生觀看實(shí)際的“內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動動畫”，讓學(xué)生觀察有多少構(gòu)件以及運(yùn)動副，再讓學(xué)生結(jié)合課前的任務(wù)驅(qū)動課題——“內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制”情況，讓學(xué)生來講解機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制過程，然后讓同組的學(xué)生予以補(bǔ)充，其他小組的進(jìn)行點(diǎn)評。教師最后結(jié)合這個實(shí)例講解和討論機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖相關(guān)的所有知識點(diǎn)，包括構(gòu)件的概念、表示方法、特殊的構(gòu)件，運(yùn)動副的概念以及分類，各種運(yùn)動副的約束與自由度，這些知識點(diǎn)可以以問題的形式提出來進(jìn)行討論。作為成果展示部分，可以以小組為單位讓學(xué)生就自學(xué)過程中查閱的資料展示自己的學(xué)習(xí)成果。為了進(jìn)一步強(qiáng)化本節(jié)課堂的知識重點(diǎn)，了解學(xué)生掌握的基本內(nèi)容，會通過課堂測試，讓學(xué)生課堂上繪制課后習(xí)題——“小型壓力機(jī)”的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。繪制后小組之間交換進(jìn)行評閱并寫上評語。教師除了對學(xué)生的課堂測試進(jìn)行評改并總結(jié)這堂課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還會全面考查學(xué)生在學(xué)習(xí)活動各環(huán)節(jié)中的各種表現(xiàn)，比如學(xué)生的活躍度、知識講解能力；提出問題的能力以及解決問題的能力；知識掌握能力等。通過學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師對學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)評價等多個方面進(jìn)行評價后作為后續(xù)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)參考。

四、考核方式的改革

翻轉(zhuǎn)課堂是在掌握基本知識點(diǎn)的同時，重在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思考和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。所以傳統(tǒng)的僅靠一張試卷來考核的方式已經(jīng)不能適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，而需要多維評價系統(tǒng)，全面考查學(xué)生在學(xué)習(xí)活動各環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)?？己说闹黧w也由單一的教師評價變?yōu)閷W(xué)生自評、學(xué)生互評、教師對學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)評價等幾個方面進(jìn)行加權(quán)評分，形成最后的總評。《機(jī)械原理》的考核評價內(nèi)容主要包括課前（30%）、課堂（30%）和期末考試（40%）三個環(huán)節(jié)來完成。課前對學(xué)生觀看視頻資料的情況，查閱學(xué)習(xí)資料、提出問題以及測試題的完成情況等進(jìn)行考核。課堂則主要考核學(xué)生的協(xié)作能力、問題解決能力、課堂互動能力以及成果展示能力。期末主要對學(xué)生知識掌握以及綜合運(yùn)用能力進(jìn)行考核。通過多種考核方式不僅掌握了學(xué)生基本知識掌握的情況，而且可以全面有效地掌握學(xué)生各種能力的考核情況。

五、總結(jié)

通過翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)延伸到了課外，增加了學(xué)習(xí)和時間和空間以及師生之間的交流，在教學(xué)過程中，將教師變?yōu)榻M織者，學(xué)生成為主動者，通過師生交流和教師引領(lǐng)，使學(xué)生對知識有更深層次的理解和擴(kuò)展，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)興趣，為探索高校教學(xué)改革提供了一種有效的教學(xué)模式和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]何琴，孟超瑩，李文慧.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的機(jī)械原理課程教學(xué)改革[J].教育，2016，（5）.

[2]唐明祥，丁雪梅，張曉君，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在農(nóng)業(yè)機(jī)械與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（8）：190-91.

[3]張燕，巴寅亮，黃薇.基于《電工學(xué)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐及反思[J].教育教學(xué)論壇，2017，（51）：197-198.

Abstract：In this paper，the teaching mode of the flipped classroom teaching mode is applied to the principle of machinery，and the reform is carried out from the teaching content，mode and examination mode. It effectively solves the contradiction of "less time，more content" in teaching，and improves students' ability of self-learning，finding problems and solving problems. It provides a new reference model for teaching of the principle of machinery.

Key words：Flipped Classroom；teaching model；"Mechanisms and Machine Theory"