基于學(xué)習(xí)通平臺的翻轉(zhuǎn)課堂課程教學(xué)實(shí)踐

摘? 要：傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢在于其知識教學(xué)的高效率，但是集體學(xué)習(xí)的高效率同時(shí)也導(dǎo)致了教師對學(xué)生個(gè)體的忽視，無法做到因材施教。翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)的教學(xué)過程進(jìn)行互換，整個(gè)教與學(xué)過程的主體換成了學(xué)生，在教學(xué)活動的過程中他們主動地去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，提高了課堂質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。文章借助超星學(xué)習(xí)通平臺以“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程為例闡述了應(yīng)用O-PIRTAS模式翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)際操作方法。通過翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐化教學(xué)，表明該教學(xué)方法教學(xué)效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;學(xué)習(xí)通平臺;O-PIRTAS模式;“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程

中圖分類號：G423.3;TP3-05? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）02-0196-03

Abstract：The advantage of traditional teaching methods lies in the high efficiency of knowledge teaching，but the high efficiency of collective learning also leads to teachersneglect of individual students and inability to teach students in accordance with their aptitude. The flipped classroom interchanges the traditional teaching process so that students can become the main body of the whole teaching and learning process. During the teaching activities，they can actively find and solve problems，which improves the quality of the classroom and stimulates studentsinterest in learning. With the help of Chaoxing learning through platform and taking the course of “Mechanical Design Basis” as an example，this paper expounds the practical operation method of applying O-PIRTAS mode in flipped classroom. Through the flipped classroom practice teaching，it shows that the teaching effect of this teaching method is far better than the traditional teaching method，which greatly improves the teaching quality.

keywords：flipped classroom;learning through platform;O-PIRTAS mode;“Mechanical Design Basis” course

0? 引? 言

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)所擁有的專業(yè)知識較少，對相關(guān)機(jī)械缺少感性認(rèn)識，日常生活中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不足，再加上課程本身理論性強(qiáng)，實(shí)踐性要求高，導(dǎo)致教師在課堂上的教學(xué)效率較低，部分知識點(diǎn)需要多次講解，才能完全講透。然而學(xué)生分析問題、解決問題的能力直接影響機(jī)械設(shè)計(jì)，同時(shí)也影響設(shè)備質(zhì)量。教師認(rèn)為借助超星學(xué)習(xí)通平臺采用翻轉(zhuǎn)課堂方式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識，教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究并進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)，就能有效提高課堂效率。教師希望通過翻轉(zhuǎn)課堂模式，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生之間進(jìn)行相互合作學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生之間分享各種不同的觀點(diǎn)，從而加深對平面連桿機(jī)構(gòu)相關(guān)知識的理解，提升設(shè)計(jì)能力。“平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性”是機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)基礎(chǔ)課程“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的一個(gè)主題?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是機(jī)械類專業(yè)的一門必修課程，內(nèi)容主要包含機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)兩大部分。主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握各種機(jī)構(gòu)的工作原理，運(yùn)動分析的方法，適用場合，通用零部件的失效形式及一般的設(shè)計(jì)步驟和方法，常用零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它不僅具有較強(qiáng)的理論性，而且具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。通過對本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)中，能夠合理選擇機(jī)構(gòu)的形式，準(zhǔn)確分析零件的受力情況，采用正確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，熟練應(yīng)用計(jì)用圖表，合理選擇材料，合理設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和今后從事設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本次課程教學(xué)對象為本科材料成型及控制工程專業(yè)大二學(xué)生，班級人數(shù)為32人。該班的學(xué)生科學(xué)文化知識基礎(chǔ)好，自主學(xué)習(xí)意識和能力較強(qiáng)，也具備一定的信息獲取能力。因此，該班適合開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。另外，班級人數(shù)適中，教師能夠兼顧小組間的協(xié)作交流并給予個(gè)性化的指導(dǎo)。學(xué)校也為實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了有力的支持，基本的硬件與軟件設(shè)施（超星學(xué)習(xí)通在線教學(xué)平臺）均已向師生提供。因此，可以保證本門課程翻轉(zhuǎn)課堂的有效開展。

下面以“平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性”為例，介紹本課程如何通過實(shí)施O-PIRTAS模式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

1? 教學(xué)實(shí)施過程

1.1? 確定教學(xué)目標(biāo)

一門課程需要確定該課程的教學(xué)目標(biāo)（O），而一堂課則需要確定具體的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)也就是學(xué)生在學(xué)習(xí)后需要達(dá)到的目標(biāo)，它對整個(gè)教學(xué)活動過程具有統(tǒng)領(lǐng)作用。明確教學(xué)目標(biāo)是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的首要環(huán)節(jié)和先決條件。本主題的知識性教學(xué)目標(biāo)為：理解并識別平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性、傳力性能、死點(diǎn)位置。本主題的能力性教學(xué)目標(biāo)為：通過急回特性、傳力性能及死點(diǎn)位置相關(guān)知識的講解，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新意識。通過確定教學(xué)目標(biāo)對教師的教和學(xué)生的學(xué)提供了要求和學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

1.2? 課前準(zhǔn)備活動

課前準(zhǔn)備活動（P）主要是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)及準(zhǔn)備相關(guān)的認(rèn)知基礎(chǔ)。對于本課程的學(xué)生來說，他們迫切想要了解機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)計(jì)理論，具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動機(jī)。但是由于本主題的知識需要具備較強(qiáng)的各科知識的綜合運(yùn)用能力，而學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)際閱歷幾乎為零，因此在學(xué)習(xí)本主題內(nèi)容的時(shí)候會出現(xiàn)困難。

基于上述考慮，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)平面四桿機(jī)構(gòu)特性的動機(jī)，教師借助超星學(xué)習(xí)通平臺上傳遴選到符合學(xué)生學(xué)情及教學(xué)內(nèi)容要求的學(xué)習(xí)視頻。重點(diǎn)介紹平面四桿機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用，比如牛頭刨床、慣性篩、縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)平面連桿機(jī)構(gòu)的重要性。為了準(zhǔn)備相關(guān)的認(rèn)知基礎(chǔ)，教師引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，借助日常生活中的現(xiàn)象進(jìn)行直觀感知、積極思索，認(rèn)真觀察并思考教師提前準(zhǔn)備好的課堂問題，深化對知識的理解。

1.3? 課前教學(xué)視頻

課前教學(xué)視頻（I）的學(xué)習(xí)主要是采用線上學(xué)習(xí)的形式，通過學(xué)生自學(xué)完成，目的是實(shí)現(xiàn)知識性的教學(xué)目標(biāo)。本門課程用到的平臺是超星學(xué)習(xí)通平臺，課前教師遴選優(yōu)質(zhì)視頻上傳到平臺中，如圖1所示。

1.4? 課堂視頻回顧

學(xué)生完成線上視頻學(xué)習(xí)之后，就進(jìn)入到線下課堂學(xué)習(xí)。教師首先進(jìn)行課堂視頻回顧（R），并對相關(guān)內(nèi)容的重點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，比如急回具有方向性，死點(diǎn)產(chǎn)生條件等。

1.5? 課堂知識測試

回顧完視頻內(nèi)容之后，教師利用學(xué)習(xí)通在線平臺通過課堂知識測試（T）檢查學(xué)生課前視頻學(xué)習(xí)的效果。教師首先設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性的題目考查學(xué)生課前是否學(xué)習(xí)了教學(xué)視頻。此外，教師設(shè)計(jì)了比較難的題目，考查學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)對急回特性這一知識難點(diǎn)的掌握程度。例如：擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角和導(dǎo)桿的擺角是什么關(guān)系，如圖2所示。

1.6? 課堂活動探究

翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢是使課堂時(shí)間用于深層的活動參與和有意義學(xué)習(xí)。在課堂問題解決之后，教師設(shè)計(jì)兩個(gè)課堂活動進(jìn)行探究（A），以實(shí)現(xiàn)本主題的能力性教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生通過探究環(huán)節(jié)，更加深層次的理解急回特性與死點(diǎn)位置，更重要的是學(xué)會利用急回特性及死點(diǎn)位置解決生活中的實(shí)際問題。

1.7? 課堂總結(jié)提升

最后，教師對課程內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和提升（S）。教師希望同學(xué)們能廣泛涉獵有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。最后布置課后作業(yè)，預(yù)告下節(jié)課學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)。

2? 反思與總結(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂總體來說分為課前信息接收、課中消化吸收、課后應(yīng)用提升三個(gè)實(shí)施階段。三個(gè)實(shí)施階段都以學(xué)生為主體，教師積極做好學(xué)習(xí)引導(dǎo)。翻轉(zhuǎn)課堂打破了原有傳統(tǒng)教學(xué)的課堂教學(xué)模式，利用超星學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行教學(xué)信息的傳遞，增加了線上教學(xué)的“陪伴度”，突出了學(xué)生的主體地位及教師的主導(dǎo)作用。經(jīng)過兩年的實(shí)踐證明，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)是可行并有效的，學(xué)生全部參與到課堂教學(xué)中，大大降低了上課低頭族的數(shù)量，學(xué)生對課程教學(xué)的滿意度也逐年升高，同行及校院兩級督導(dǎo)人員聽課評價(jià)也極高，學(xué)生的課程成績相比傳統(tǒng)教學(xué)有明顯提高，后續(xù)的課程設(shè)計(jì)不及格率為零。

2.1? 課前線上教學(xué)資源的選取是關(guān)鍵

學(xué)校為教師提供方便穩(wěn)定的在線教學(xué)平臺是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)，而優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是提高教學(xué)效果的保障。目前我校為全校師生提供了超星學(xué)習(xí)通平臺及智慧樹平臺，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是在學(xué)習(xí)通平臺上建設(shè)的課程，平臺課程資源界面如圖3所示。

為了尋找更加適合優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，課程組在建課過程中，首先構(gòu)建出本課程的章節(jié)知識樹，并針對各知識點(diǎn)進(jìn)行資源的采集和制作，如緊密圍繞知識點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前的新技術(shù)對教學(xué)案例進(jìn)行精編精選、從精品課程或者其他教學(xué)資源選擇或者錄制教學(xué)視頻等。在上課前把整理好的教學(xué)資源上傳至學(xué)習(xí)通平臺供學(xué)生課前預(yù)習(xí)，并且要求學(xué)生在自學(xué)的過程中完成一定的任務(wù)點(diǎn)。教師通過平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行監(jiān)控并及時(shí)反饋。

2.2? 課中講解探討是加深

在課程教學(xué)中，課堂活動探究部分是有效利用課上時(shí)間讓學(xué)生深層次參與課堂學(xué)習(xí)中進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)活動的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)然這個(gè)環(huán)節(jié)對于教師而言是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。教師首先需要設(shè)定課上要討論的問題，以實(shí)現(xiàn)前面制定的能力性的教學(xué)目標(biāo)。另外，課中的教學(xué)方式也需要斟酌，比如什么情況可以采用小組合作學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)或者基于問題的學(xué)習(xí)，甚至基于游戲的學(xué)習(xí)等。爭取每堂課讓學(xué)生能清楚要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，讓學(xué)生們帶著任務(wù)和思考進(jìn)入到學(xué)習(xí)當(dāng)中，教師做好整個(gè)課堂的引導(dǎo)。在引導(dǎo)的過程中根據(jù)學(xué)生對知識掌握的具體情況逐步對問題進(jìn)行分析，總結(jié)出要點(diǎn)，便于學(xué)生參考。再次，各小組根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)展開討論，完成自己的任務(wù)分析;最后，教師及每位學(xué)生、每個(gè)小組根據(jù)完成任務(wù)的情況進(jìn)行總結(jié)，指出在學(xué)習(xí)中存在的問題并進(jìn)行分析，爭取做到最好。

2.3? 課后實(shí)例設(shè)計(jì)是應(yīng)用

課后的設(shè)計(jì)實(shí)例是落實(shí)學(xué)習(xí)效果的一個(gè)手段，如果學(xué)生可以利用課堂上所學(xué)的知識對要設(shè)計(jì)的實(shí)例進(jìn)行分析、計(jì)算、討論直至能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)成果（包括簡圖繪制、自由度計(jì)算及制作的模型）上交，這就證明教學(xué)效果不錯(cuò)，反之，師生均需反思及尋找原因加以及時(shí)改進(jìn)。教師批閱完成學(xué)生的學(xué)習(xí)成果后，學(xué)生可根據(jù)教師的意見對自己的作品進(jìn)行再次完善，最后形成最終的設(shè)計(jì)作品。在課后整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生將學(xué)到的知識進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，一方面增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動手能力，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識。

3? 結(jié)? 論

總的來說，在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程兩年的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中，我們通過不斷地嘗試、改革和實(shí)踐，逐漸完善了課程教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)。使用O-PIRTAS模式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，為教師有效實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了一個(gè)操作性強(qiáng)的方法，使用該模式，課堂時(shí)間變得十分緊湊、高效;學(xué)生學(xué)習(xí)比較主動，學(xué)習(xí)投入更多，學(xué)習(xí)能力也明顯提高，對“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的理解也達(dá)到了比較深層的水平。

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作者簡介：孔佳利（1986—），女，漢族，山東德州人，副教授，碩士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。