翻轉(zhuǎn)課堂在三維CAD設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)踐研究

劉恩濤

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在傳統(tǒng)三維CAD設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，由于畫(huà)圖軟件的操作命令很多，學(xué)生不容易全部記住，下課之后很容易忘記，教學(xué)效果不是很理想。翻轉(zhuǎn)課堂借助教學(xué)視頻提供給學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，課上教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，和學(xué)生共同探討并解決問(wèn)題，改變了傳統(tǒng)教學(xué)課堂上以教師為主導(dǎo)講授知識(shí)、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的狀況，樹(shù)立了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，強(qiáng)化了教師的指導(dǎo)作用，對(duì)于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，提高課堂教學(xué)效率具有積極的作用。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 翻轉(zhuǎn)課堂;教與學(xué);教學(xué)改革;三維CAD設(shè)計(jì)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）33-0044-02

翻轉(zhuǎn)課堂（The Flipped Classroom）理念來(lái)源于美國(guó)科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年春，該校的兩位化學(xué)老師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）在考慮如何給因病無(wú)法出席課堂學(xué)習(xí)的學(xué)生補(bǔ)課時(shí)，利用錄屏軟件錄制PowerPoint演示文稿及教師講課音頻，并將制作好的視頻放置到網(wǎng)站上以供缺課的學(xué)生使用。未缺席的學(xué)生也使用在線(xiàn)材料，主要用于復(fù)習(xí)和強(qiáng)化課堂教學(xué)內(nèi)容。不久，兩位老師開(kāi)始重新思考如何展開(kāi)課堂教學(xué)實(shí)踐以取得更好的教學(xué)效果，由此提出了翻轉(zhuǎn)課堂的理念。

從2011年開(kāi)始，翻轉(zhuǎn)課堂理念逐漸受到全球教育界的關(guān)注，不少教育機(jī)構(gòu)紛紛效仿，通過(guò)錄制教學(xué)視頻，讓學(xué)生在家里在線(xiàn)學(xué)習(xí)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)，上學(xué)時(shí)學(xué)生通過(guò)做練習(xí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行鞏固，期間教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。國(guó)內(nèi)一些教育機(jī)構(gòu)也開(kāi)展了相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐，但是由于種種因素的制約，該教學(xué)模式在我國(guó)還沒(méi)有得到大面積的推廣[1]。

本文通過(guò)分析教與學(xué)的關(guān)系，明確了翻轉(zhuǎn)課堂的意義和價(jià)值。結(jié)合本校三維CAD設(shè)計(jì)課程的實(shí)際情況開(kāi)展了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐，為深化高校教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供一些參考。

一、教與學(xué)的關(guān)系

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的一種人類(lèi)特有的人才培養(yǎng)活動(dòng)。通過(guò)這種活動(dòng)，教師有目的、有計(jì)劃、有組織地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握文化科學(xué)知識(shí)和技能，提高學(xué)生素質(zhì)，使他們成為社會(huì)所需要的人[2]。從教學(xué)的定義可以看出，教學(xué)的目的是幫助學(xué)生獲取知識(shí)和技能。歸根結(jié)底，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)生才是主體，起決定性作用。為了更好地掌握知識(shí)和技能，需要最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。除此之外，高等教育的一個(gè)重要目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不只是吸收知識(shí)，還需要培養(yǎng)實(shí)踐能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探尋問(wèn)題答案的能力。這就更需要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，樹(shù)立學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位。

但是長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)教育的現(xiàn)實(shí)情況是，基礎(chǔ)知識(shí)教育扎實(shí)，創(chuàng)新思維培養(yǎng)不足。從小學(xué)到中學(xué)，再到大學(xué)階段，國(guó)內(nèi)課堂教學(xué)過(guò)程中都自覺(jué)或不自覺(jué)地形成了教師的權(quán)威地位，教師說(shuō)什么，學(xué)生就學(xué)習(xí)什么、相信什么。這樣其實(shí)客觀上剝奪了學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位，也否定了教學(xué)在于溝通和合作的本質(zhì)，削弱了教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該發(fā)揮的指導(dǎo)作用。

那么，如何深化教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才？樹(shù)立學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，強(qiáng)化教師的指導(dǎo)作用非常重要。本文結(jié)合本校三維CAD設(shè)計(jì)課程的實(shí)際情況，開(kāi)展了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐。

二、三維CAD設(shè)計(jì)課程特點(diǎn)

三維CAD設(shè)計(jì)是機(jī)械相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是一門(mén)選修課。本課程的任務(wù)是讓學(xué)生在理解幾何畫(huà)法和機(jī)械制圖的基礎(chǔ)上，掌握各類(lèi)典型機(jī)械零件的造型、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配以及根據(jù)三維造型生成零件圖和裝配圖的方法和技巧。由上面的課程介紹可知，三維CAD設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域一種重要的工具，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。

在我校，該課程主要是借助德國(guó)Siemens公司的UG NX軟件對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的三維建模的方法、工程圖和裝配圖的生成進(jìn)行授課。UG NX軟件屬于中大型的三維建模軟件，具有全參數(shù)化、單一數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)，因此操作命令很多，建模過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜。

本課程不包含復(fù)雜的理論推導(dǎo)，但是使用三維畫(huà)圖軟件畫(huà)圖過(guò)程中包含很多具體的操作命令，需要大量的練習(xí)和實(shí)踐，并要在實(shí)踐的過(guò)程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。

三、現(xiàn)有教學(xué)方法存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)的三維CAD設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，教師先通過(guò)多媒體課件講解每章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，然后打開(kāi)UG NX軟件進(jìn)行各種操作命令的演示，并結(jié)合具體的零件演示建模和出工程圖的方法。在這個(gè)過(guò)程中很大一部分時(shí)間學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，不容易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，由于教師課上花了不少時(shí)間講解，留給學(xué)生練習(xí)的時(shí)間有限，學(xué)生課上只能練習(xí)一些基本操作，不容易發(fā)現(xiàn)軟件使用過(guò)程中的深層次問(wèn)題，跟教師交流的機(jī)會(huì)比較少，老師不能很好地發(fā)揮應(yīng)有的指導(dǎo)作用。此外，由于UG NX軟件的操作命令很多，學(xué)生不容易全部記住，下課之后不少學(xué)生可能很快就忘記了課上學(xué)到的內(nèi)容，所以實(shí)際上教學(xué)效果有時(shí)不是很理想，確實(shí)需要對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方法進(jìn)行一定程度的改革。

因此，在學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)三維CAD設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中，嘗試應(yīng)用了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。

四、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施

翻轉(zhuǎn)課堂是以課下學(xué)生提前自主學(xué)習(xí)課程教學(xué)視頻獲取知識(shí)，課上教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，和學(xué)生共同探討并解決問(wèn)題，并將知識(shí)內(nèi)化作為基本方法的新型教學(xué)模式[3];將傳統(tǒng)的“以教師為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體”的教學(xué)模式，突出了“以學(xué)生為主體，先學(xué)后教”的教學(xué)理念[3]，體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程的主體地位，也強(qiáng)化了教師的指導(dǎo)作用。根據(jù)機(jī)制專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的特點(diǎn)，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式分為課前準(zhǔn)備、課堂實(shí)施、課后鞏固三個(gè)階段，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。