“機械CAD/CAM軟件應用”課程翻轉課堂SPOC混合教學模式教學實踐**

趙博寧 ，葉 燕

（柳州鐵道職業(yè)技術學院，廣西 柳州 545616）

0 引言

SPOC是一種小規(guī)模的在線課程，來源于MOOC，又與MOOC不同，雖然它的教學理念和教學設計與MOOC相同，都是沒有師生互動的純在線的網(wǎng)絡學習，但是SPOC是在線上教學的基礎上，添加了限制參與者的數(shù)量的條件，又增加了線下課程教學環(huán)節(jié)，比如師生互動、督學和輔導，將線上自主學習和傳統(tǒng)線下教學相結合的混合式教學模式。而翻轉課堂是與傳統(tǒng)相反的一種教學模式，顛倒課后和課中，課前預習尤為重要，課前通過教學資源自主學習，課中將主要時間用來專注于項目式學習，顛覆傳統(tǒng)的課程結構，將課堂上的內容翻轉到課前，培養(yǎng)學生的自主學習能力。翻轉課堂教學模式一般由課前、課中和課后三大部分組成[1]。課前階段，教師提供了視頻和在線輔導，學生自己根據(jù)視頻完成任務。課中階段，教師和學生共同參與完成，學生對課前產(chǎn)生的問題進一步深入分析和研究，教師對學生課前產(chǎn)生的問題在課堂上進行有效的指導，學生之間采用討論協(xié)作的模式，這樣更能加深學生對知識點的理解和融會貫通。課后階段是反思和總結階段。學生通過對課前課后的成果作品進行歸納和總結，教師對自己的課堂進行反思，找出不足和改進的地方，以便為下一步的知識點的學習做好準備[2]。

1 “機械CAD/CAM軟件應用”課程傳統(tǒng)教學模式存在的問題

1.1 學生練習少，不能實現(xiàn)層次化教學

長期以來，“機械CAD/CAM軟件應用”課程采用的是教師邊講解邊操作演示，然后學生再跟著做的模式。這種模式的缺點是，教師講解演示占據(jù)大部分課堂時間，學生練習的時間少，對知識點達不到融會貫通，還有部分學生由于基礎差，對教師講解和操作不能理解，跟不上教師的節(jié)奏[3]。表1以軸零件為例，列舉了傳統(tǒng)的課堂（80分鐘）教學流程的課堂步驟、內容和時間分配。

從表1中看出，在傳統(tǒng)的課堂教學中，教師講解時間占一半以上，師生互動、學生自主學習以及答疑解惑的時間比較少，僅為30分鐘，這樣的結果就是聽課效果差，學生幾乎不能獨立按時完成課堂內外任務。因此這樣的教學模式存在很多不足，由于練習時間少，學生對知識點的掌握僅是只知其一不知其二，達不到融會貫通的目的。該課程內容包含CAD和CAM兩大模塊，內容較多，涉及的命令操作多而煩瑣，但是課時有限，很多內容在課堂上無法展開講解和學生沒有充分的時間進行練習，因此學生對于知識的理解和掌握只能是片面的，對命令的使用達不到融會貫通。而且若前面內容掌握不好，影響后續(xù)內容的學習。目前多采用先講授知識點，然后教師演示操作，學生跟著操作一遍的模式。這樣達到的效果就是學生僅僅會完成老師演示的案例，而對于新的或者課外的圖例還是不會靈活運用此節(jié)課學到的知識繪制相似零件。課堂教學階段，師生交流時間有限，師生之間交流較少，教師不能了解每個學生的情況。課后階段，由于高職學生自身缺乏學習的主動性，課后練習很少而且?guī)熒痈伲茈y達到教學目標。

表1 傳統(tǒng)課堂教學流程

1.2 難以達成全面化課程考核

目前此類課程普遍采用的考核模式是由平時考核和期末考核兩部分組成，平時成績考核主要是考查平時考勤、課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)三部分，期末采用上機考試，讓學生繪制3~4個零件。這樣考核方式存在很多不足，比如平時考核這部分，僅僅是從學生個人的學習情況進行考核，對學生的團隊合作、遵守紀律、學生的學習素養(yǎng)等情況沒有進行考核，課后考核，僅考慮學生的作業(yè)的質量，沒有辦法考核學生是如何完成作業(yè)。同時對于任課教師而言，批改作業(yè)工作量很大很繁重，而此類課程又不能采用標準化試題進行修改。這樣造成輕理論、重實踐的現(xiàn)象，嚴重影響了學習知識的系統(tǒng)性，對知識點的理解達不到融會貫通[4]。而且期末考核主要是在規(guī)定的時間內，采用試卷方式進行考核，一次考核的知識點太多，在有限的時間內，不能把所有的重點和知識點包含在內，這樣會造成考核內容和平時學習的內容有些出入。

2 “機械CAD/CAM軟件應用”課程翻轉課堂SPOC混合教學模式的構建

“機械CAD/CAM軟件應用”課程翻轉課堂SPOC混合教學模式實際上將SPOC的線上教學模式和翻轉課堂的課前、課中和課后教學模式的有機結合，既取SPOC的線上部分，又要翻轉課堂的線下部分。這樣不僅實現(xiàn)學生的個性化學習，又能增加師生互動，激發(fā)學生學習的主動性，還實現(xiàn)了教師的主導作用[5]。

2.1 翻轉課堂SPOC混合教學模式教學內容構建

翻轉課堂SPOC混合教學模式要實施有效，課程教學設計和課程內容必須有科學的、系統(tǒng)的規(guī)劃，本文設計“獨立預學—互助解疑—分層練習—評價提升”的課堂體系；采用項目式和任務式相結合設計課程教學內容?！皺C械CAD/CAM軟件應用”課程主要包含機械CAD和機械CAM兩大模塊內容，兩大模塊分別設置項目，依據(jù)項目的特點設置不同的載體作為子任務。機械CAD模塊為零件的三維建模，包含非曲面零件建模、曲面零件建模，機械CAM模塊主要是自動編程與仿真，包含平面銑削、型腔銑削、固定軸輪廓銑削、孔加工。

2.2 翻轉課堂SPOC混合教學模式教學活動構建

2.2.1 教師課前準備階段

課前教學主要分為線上和線下兩部分。首先教師在教學平臺上布置課前、課中和課后學習任務及考核方式，并設計課堂活動，學生觀看教學視頻，閱讀電子課件，完成課前任務要求的零件繪制并按要求提交和參加相應的考核，教師在線對學生進行答疑，了解學生知識點掌握情況。在制作教學視頻時，應該考慮到學生的學情需要。可以將每節(jié)課劃分為若干個時段，以避免學生長時間觀看視頻而出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，通常課前學習4~5節(jié)微視頻較為合適。以曲面建模教學內容為例，對這些子知識點分別進行逐層劃分，最后確定了“花瓶、五角形體”制作演示、講解視頻，最后確定了每個微視頻大約控制在5~8分鐘，而且制作時要注重視頻的技術處理，以方便學生觀看、暫停、快退、快進視頻內容[6]。

2.2.2 學生課前學習

在傳統(tǒng)教學模式下，學生養(yǎng)成了在教師的督促和引導下學習的習慣，其自學意識及自學能力嚴重不足。同時，與傳統(tǒng)教學相比，線上自學往往缺乏對學生的約束力。對個別自覺性不強的學生而言，不僅知識難以得到內化，反而可能造成連基本知識都無法掌握的情形。由此可見，創(chuàng)造良好的學習情境、培養(yǎng)學生的學習自覺性和提高其學習能力是實現(xiàn)混合教學模式的關鍵因素。本文采用闖關模式，設置了不同難度的“學習任務包”，學生可以根據(jù)其學習基礎和學習能力選擇合適的關卡，并在“學習任務包”的指導下逐步完成相應的學習任務[7]。

2.2.3 課堂教學活動

課堂教學的重點就是將課前線上活動與課堂線下活動無縫結合，幫助學生將課前任務里的知識內化、吸收。因此，教學環(huán)節(jié)設計得是否合理，顯得尤為重要。首先檢測課前準備情況，然后展開本次課的教學重點，之后，教師可以提出一個拓展任務幫助學生鞏固命令的靈活使用。課堂采取以學生為主、以教師為輔的形式，以曲面建模部分——五角星體建模的內容進行重構和整理進行設計，教學過程設計如下。

1）檢測課前掌握程度。教師點評分析學生的課前任務答題情況，針對重點問題進行解答。提出要求（同學們在20分鐘內完成五角星體建模，以個人為單位，進行操作。操作結束拍照，職教云上傳至教學活動1），發(fā)現(xiàn)學生操作過程中的問題，掌握同學課前自主學習的情況。

2）帽罩形零件建模（拓展任務）。學生自行完成花瓶零件建模的方法，以個人為單位，進行操作。操作結束拍照，職教云上傳至教學活動2。教師巡視發(fā)現(xiàn)學生操作過程中的問題，指出并督促其及時改正；關注學生的進程，及時調整教學策略。

3）總結。教師或學生總結本課學習的內容（提問或者發(fā)布在評論區(qū)）。

2.2.4 課后鞏固階段

鞏固課堂所學內容主要是通過教師布置的課后練習。課后練習不僅包含以各種操作命令熟練使用為目的操作習題，還有部分理論知識測試，以啟發(fā)學生對命令使用方法的思考和引申。作業(yè)提交是以個人為單位提交到作業(yè)區(qū)，而疑問、歸納總結以小組為單位發(fā)布到評論區(qū)[8]。

1）課后安排：自行完成建模5-3、5-4。（相關視頻在教學平臺可下載。）

2）問卷調查：對課堂的教學環(huán)節(jié)設計是否滿意。

3 翻轉課堂SPOC混合教學模式評價模式構建

翻轉課堂SPOC混合教學模式的評價設計包括在線評價、課堂評價、終結性評價等多元方式。因此在本門課的考核中采用過程性考核和結果考核共同評價。過程性考核分為課前、課中和課后三部分進行考核。學習結果考核采用期末考試。在課前預習階段，主要考核學生在線學習時長，討論區(qū)回答問題、學生學習課件和視頻的情況，課堂活動參與度，課前練習完成情況等。課中考核依據(jù)課中考勤、零件建模和拓展零件建模的完成情況等，課后鞏固階段評價主要考核課后布置的練習題的完成情況，進行小組自評或互評。期末考試采用上機操作考試。表2為五角星體建模評價明細表[9]。

表2 五角星體建模評價明細表

4 “機械CAD/CAM軟件應用”翻轉課堂SPOC混合教學模式教學效果

1）解決了教師講授占用大量課堂時間，學生在課堂實踐、拓展，師生互動、研討與交流時間有限的問題。針對這種現(xiàn)象，可以采用翻轉課堂的教學模式，充分利用對移動設備的掌握以及信息敏感程度高的優(yōu)點，將課堂上教師講解的知識點做成微課，（UG NX）軟件多為命令的使用，錄制微課視頻比較方便，學生可以在課下隨時觀看，而課堂上不再單調枯燥聽教師講解命令的使用，課堂變成完成任務、檢查軟件命令的使用程度的場所，這樣大大縮減了教師講解知識點的時間，增加了學生練習的時間，提高了學生對命令靈活運用的程度。

2）解決了軟件類課程考核難以達成量化的問題。高職院校學生最大的不足是自制力和主動性不足，因此為了保證學生課下學習的主動性、課程順利施展，必須建立具有一定激勵的考核機制。職教云的考核由四部分組成：課件學習、課堂活動、作業(yè)和考試。課件學習由學習進度、評價、問答、筆記和糾錯組成，課堂活動由考勤、參與、課堂表現(xiàn)分和測驗平均分組成，作業(yè)成績?yōu)槠綍r設置的作業(yè)，考 試為期末考試卷成績。因此，結合翻轉課堂的課前、課中和課后的特點，課前考核采用課件學習考核，占30%；課中考核由課堂活動考核，占30%；課后采用作業(yè)考核，占10%；期末考試卷成績，占30%。

3）解決了授課內容相同、難以實現(xiàn)分層教學的問題。對于高職學生來說，雖然他們的學習文化課基礎較差，學習的自律性差，在課堂上聽教師講課興趣不高。但是他們對移動設備的掌握以及信息的敏感程度高，針對這種現(xiàn)象，不同基礎的學生根據(jù)自己的進度觀看視頻，可以重復觀看，直到弄明白為止，這樣可實現(xiàn)分層次教學，滿足各個層次學生的需求[10]。