基于關(guān)鍵能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)式工程訓(xùn)練教學(xué)研究

邢健 郝德成 黃飛

摘要：該文將“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念引入工程訓(xùn)練教學(xué)之中，嘗試通過翻轉(zhuǎn)式工程訓(xùn)練教學(xué)模式來解決以往教學(xué)中存在的若干矛盾，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)個性化的深度學(xué)習(xí)。根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)合理設(shè)計，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)與工程訓(xùn)練有機結(jié)合，在工程訓(xùn)練教學(xué)中達(dá)到對學(xué)生關(guān)鍵能力培養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵能力;網(wǎng)絡(luò)平臺;翻轉(zhuǎn)課堂;工程訓(xùn)練

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）36-0115-02

1 背景

2017年9月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化教育體制機制改革的意見》指出：“在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本技能的過程中，強化學(xué)生關(guān)鍵能力培養(yǎng)”。由此看出，高等教育教學(xué)過程中對學(xué)生的四種關(guān)鍵能力（認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力）的培養(yǎng)至關(guān)重要。

2 工程訓(xùn)練翻轉(zhuǎn)課堂研究現(xiàn)狀

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是以學(xué)生為主體，以全面提升學(xué)生素質(zhì)為目標(biāo)，一方面注重知識的傳授的重要性，另一方面更強調(diào)學(xué)生對所傳授知識的自我吸納，由此鍛煉學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程相互協(xié)作能力，提升學(xué)生語言表達(dá)技能、提高學(xué)生的創(chuàng)造力想象以及組織、管理能力等。我國高校從2012年就逐漸以“翻轉(zhuǎn)課堂”為內(nèi)容的教學(xué)方法改革嘗試，至今，在各個學(xué)科領(lǐng)域開展諸多研究并取得了豐碩的成果。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫以“翻轉(zhuǎn)課堂”和“大學(xué)”為關(guān)鍵詞對2012-2019年期間的文獻(xiàn)進行檢索，檢索到相關(guān)文獻(xiàn)3013篇。但在工程訓(xùn)練教學(xué)課程中，運用“翻轉(zhuǎn)課堂”或者“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”方法進行教學(xué)研究的案例很少。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫將“翻轉(zhuǎn)課堂”與“工程訓(xùn)練”同時列為關(guān)鍵詞對2012-2019年期間的文獻(xiàn)進行檢索，找到相關(guān)文獻(xiàn)僅6篇。其中，楊琦[1]認(rèn)為行動導(dǎo)向式翻轉(zhuǎn)教學(xué)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)的主動性提高，提升學(xué)生在工程訓(xùn)練過程中分析問題與解決問題的能力。黃海龍[2]認(rèn)為工程訓(xùn)練翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的實施，對于彌補高校工程訓(xùn)練平臺多學(xué)科交叉師資力量的不足、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探索能力培養(yǎng)、提升實踐教學(xué)效果具有重要的意義。鄔宗鵬[3]將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于鉗工教學(xué)，實踐表明翻轉(zhuǎn)課堂相比傳統(tǒng)的填鴨式、灌入式教學(xué)有著明顯的優(yōu)勢。劉翔[4]提出了“翻轉(zhuǎn)訓(xùn)練”的實訓(xùn)教學(xué)新理念，對教學(xué)結(jié)構(gòu)進行了重新設(shè)計，探索了工程訓(xùn)練教學(xué)改革的新思路。趙成龍[5]完善網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)信息平臺建設(shè)，優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué)過程設(shè)計，通過對數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)案例分析，體現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)優(yōu)勢所在。鄭朝霞[6]認(rèn)為工程訓(xùn)練是一門實踐性課程，注重對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，在本門課程中運用翻轉(zhuǎn)教學(xué)授課時，應(yīng)該結(jié)合該門課程的特性以及各訓(xùn)練工種的特點綜合分析考慮。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫未檢索到圍繞以“關(guān)鍵能力培養(yǎng)”進行設(shè)計、論述的“翻轉(zhuǎn)式”工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的文章，因此，本文圍繞該項內(nèi)容進行論述。

3 基于關(guān)鍵能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)式工程訓(xùn)練教學(xué)研究的意義

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)，它不同于普通課程教學(xué)，教學(xué)過程主要是在實訓(xùn)室通過學(xué)生的實踐而完成。據(jù)調(diào)查，多數(shù)高校的工程訓(xùn)練中心在開展教學(xué)過程都會存在這樣或那樣的矛盾，歸納總結(jié)普遍存在三個具有共性的主要矛盾：其一，實習(xí)內(nèi)容增加較多，而學(xué)時增加較少，因此單一工種相對實習(xí)時間較短，較多的知識點無法深入展開;其二，工程訓(xùn)練是以實踐為主，但一些課堂講解內(nèi)容卻是不可缺少的，例如基礎(chǔ)知識、安全規(guī)程、設(shè)備操控及加工步驟，這就使操作課時不足的問題更為突出;其三;學(xué)生所學(xué)專業(yè)的差異不但使學(xué)生對實訓(xùn)內(nèi)容的個性化需求不同，而且很大程度上學(xué)生影響動手能力的差異，即便拆分成小班，仍無法滿足每個學(xué)生的個性化需求。此外，結(jié)合各高校工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有的教學(xué)模式，實踐教學(xué)主要以保護學(xué)生安全為前提，因此，多數(shù)工程訓(xùn)練內(nèi)容都是以傳統(tǒng)教學(xué)方式為主，即重視“教”的過程，輕視“練”的過程。通常這種教學(xué)模式屬于灌輸式教學(xué)，學(xué)生接受知識是被動地接受，實踐過程不能一直保持積極的狀態(tài)。所以，本文嘗試性地將翻轉(zhuǎn)教學(xué)思想與我校工程訓(xùn)練教學(xué)相融合，目的是采用翻轉(zhuǎn)式工訓(xùn)課堂來解決上述矛盾，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)個性化的深度學(xué)習(xí)，通過不同途徑實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)與工程訓(xùn)練有機結(jié)合，達(dá)到對學(xué)生認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力等關(guān)鍵能力的培養(yǎng).

4 基于關(guān)鍵能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)式工程訓(xùn)練教學(xué)設(shè)計

4.1 基于認(rèn)知能力培養(yǎng)的課程設(shè)計

培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力即引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、信息加工、學(xué)會學(xué)習(xí)、語言表達(dá)和文字寫作等素養(yǎng)。結(jié)合認(rèn)知能力的培養(yǎng)，建立教學(xué)信息交流平臺，該平臺可以為微信群、QQ群或網(wǎng)絡(luò)平臺。在教學(xué)設(shè)計上要求各工種任課教師根據(jù)授課內(nèi)容提煉課程重點與難點，同時結(jié)合學(xué)生專業(yè)水準(zhǔn)制作教學(xué)PPT、演示視頻，內(nèi)容需要由教研組全體授課教師把關(guān)。視頻內(nèi)容不宜過長，要重、難點突出，要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)記錄，對不懂內(nèi)容及時標(biāo)出，先通過同學(xué)之間相互交流或上網(wǎng)尋找答案，最后將難以理解的內(nèi)容帶到課堂，集中解答。此外，教師要在課上隨機抽取學(xué)生代表，根據(jù)預(yù)習(xí)情況對本節(jié)課內(nèi)容進行講解，從而了解學(xué)生對知識點的掌握情況，略去較多基礎(chǔ)知識講解時間，給學(xué)生留有更多的動手實踐的時間。該項教學(xué)設(shè)計的具體內(nèi)容設(shè)計包括車削臺階軸、機械自由鍛造。

車削臺階軸：將車床基本知識以PPT形式準(zhǔn)備好，以視頻形式對臺階軸加工工藝進行講解，完成臺階軸的機床加工演示。課前一周，將PPT和演示視頻傳送給學(xué)生。課上，主要介紹車床操作要點，現(xiàn)場對學(xué)生的預(yù)習(xí)進行答疑，略去理論知識講解部分，留下更多時間讓學(xué)生操作;機械自由鍛造：將鍛造理論知識以PPT形式呈現(xiàn)，錄制鍛造各環(huán)節(jié)操作視頻。課前一周，將PPT和演示視頻傳送給學(xué)生。課上，主要講解鍛造操作要領(lǐng)，針對學(xué)生的預(yù)習(xí)進行答疑，略去理論知識講解部分，留下更多時間讓學(xué)生實踐操作。通過上述過程，學(xué)生能夠鍛煉自學(xué)、獨立思考的能力，一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的認(rèn)知能力。

4.2 基于合作能力培養(yǎng)的課程設(shè)計

培養(yǎng)合作能力即引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會與他人合作，學(xué)會過集體生活，學(xué)會處理好個人與社會的關(guān)系。

培養(yǎng)學(xué)生的合作能力，需要建立“實踐工作小組”。要求教師結(jié)合實際訓(xùn)練內(nèi)容，合理劃分工作小組，以小組形式布置課前任務(wù)，要求以小組分工形式完成整個任務(wù)，提高專業(yè)素養(yǎng)前提下，鍛煉學(xué)生的合作能力。

該項教學(xué)設(shè)計內(nèi)容以鉗工制作六角螺母錘為例。在課前要求教師傳送六角螺母圖片（標(biāo)有尺寸范圍，但尺寸不唯一），讓學(xué)生用機械制圖軟件（AutoCAD、Catia、Pro/e等）繪制六角螺母的零件草圖，每組學(xué)生可以自行設(shè)定并標(biāo)注草圖相應(yīng)尺寸，同時要求學(xué)生通過三維制圖軟件繪制出六角螺母的三維模型。因此，要求每組學(xué)生在上課之前需要通過相互交流研究，共同學(xué)習(xí)相關(guān)制圖軟件，達(dá)到能繪制零件的要求。對于教師還有幾點要求：一是要各組制定六角螺母的加工工藝文件;二是要準(zhǔn)備該課程的任務(wù)書，主要包含課程目標(biāo)、課程任務(wù)、課程過程、評分細(xì)則等;三是要準(zhǔn)備相關(guān)視頻，例如量具使用的教學(xué)視頻、加工過程或工具使用的視頻。學(xué)生在課前通過觀看教師傳達(dá)的教學(xué)視頻，對本次課程就有了大概的了解，對于不易理解的問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)查閱資料或者小組內(nèi)相互研究討論的方式進行解決。如果還有不懂的問題，可以留在課上向老師請教。在課上，教師首先要對課前視頻傳送的六角螺母的加工要求、加工工藝過程、重點注意問題等重復(fù)講解，加深學(xué)生對六角螺母制作的認(rèn)知程度。然后針對學(xué)生的疑難問題進行解答，之后按照課前研討情況將3-5人定為一組，在小組學(xué)生中選出一份繪制比較好的零件圖作為小組加工標(biāo)準(zhǔn)圖紙。各小組通過集體討論制定加工工藝文件，依據(jù)工藝文件選取工具和設(shè)備并討論其使用方法，合理分配加工時間，提出工藝優(yōu)化方案。通過六角螺母的設(shè)計加工過程，學(xué)生不但鍛煉了實踐動手能力，還能夠熟練掌握鉗工基本操作要領(lǐng)和方法，同時能夠鍛煉學(xué)生對具體零件加工工藝流程的制定方法，體驗工程上如何將圖紙按照技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為加工工藝文件。學(xué)生充分通過相互研討，能夠提出技術(shù)改進方案和優(yōu)化措施，在課前預(yù)習(xí)、課上加工過程也鍛煉了小組學(xué)生之間相互合作、相互協(xié)調(diào)的能力。

4.3 基于合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力培養(yǎng)的課程設(shè)計

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)能夠激發(fā)學(xué)生好奇心、想象力和創(chuàng)新思維，養(yǎng)成創(chuàng)新人格，鼓勵學(xué)生勇于探索、大膽嘗試、創(chuàng)新創(chuàng)造，積極動手實踐和解決實際問題。

結(jié)合該方面能力的培養(yǎng)，需要開展實際項目進行針對訓(xùn)練。開展實際項目訓(xùn)練是翻轉(zhuǎn)課堂在工程訓(xùn)練應(yīng)用過程中對實踐技能訓(xùn)練的進階練習(xí)，是提高大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力的重要途徑。其一，實踐操作的內(nèi)容以實際項目為載體，這個過程是在前期實習(xí)培訓(xùn)基礎(chǔ)上開展進行，圍繞具體產(chǎn)品生產(chǎn)周期的全過程，要求各小組針對項目產(chǎn)品進行市場需求分析、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、工藝方案設(shè)計、制作成本預(yù)算等一系列分析。其二，開展實際項目訓(xùn)練進行小組組建，盡可能地合理搭配學(xué)科、特長，即小組成員盡量涵蓋不同專業(yè)，成員之間興趣、特長要有所差異，這樣才有可能充分實現(xiàn)成員之間的能力互補，使其各盡其能，為項目合作開展打下良好基礎(chǔ)。其三，在項目合作推進過程中，學(xué)生之間通過合作學(xué)習(xí)和觀點的交流，就可以達(dá)到更多的理解，形成良性的互動與競爭。最后，小組要根據(jù)階段性的成果形成報告，小組成員要定期舉行報告會，成員之間對階段性成果進行匯報、總結(jié)、分析，同時探討遇到的問題以及相互提出下一步解決方案以及下一階段的計劃，直至項目結(jié)束。通過上述過程的訓(xùn)練，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)能力都具有重要意義。

該項教學(xué)內(nèi)容設(shè)計將依托全國大學(xué)學(xué)生各類科技競賽，通過競賽學(xué)生設(shè)計或加工具體作品，真正意義上鍛煉了合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力。

4.4 教學(xué)檢驗

按照上述教學(xué)設(shè)計，對電自1911-電自1915班，每班隨機抽取5名同學(xué)，總計25名同學(xué)進行一學(xué)期試驗。試驗結(jié)果顯示每班被抽測5名同學(xué)，操作成績均處于該班級前15%，期末理論成績均處于該班級前20%以內(nèi)。25同學(xué)中有20人參加省級大學(xué)生科技競賽，10人參加2項以上大學(xué)生科技競賽，3人參加國家大學(xué)生科技競賽，大賽參與率是未參加抽測同學(xué)的8倍。實驗結(jié)果表明上述教學(xué)設(shè)計效果良好，達(dá)到預(yù)期目的。

5 結(jié)束語

通過實踐證明，在工程訓(xùn)練過程中實施翻轉(zhuǎn)教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)個性化的深度學(xué)習(xí)，不但能夠提高學(xué)習(xí)效果，更重要的是能夠達(dá)到對學(xué)生認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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