机械设计课程与翻转课堂教学模式分析

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摘要：翻转课堂教学模式在提升教学质量、学生能力方面是一种有效的教学手段。在翻转之前要进行可行性分析，才能保证翻转课堂有效开展。本文以《机械设计》课程为翻转对象，主要从课程特点、教学资源、教学活动、教学评价、教学平台等角度进行可行性分析。提出进行翻转课堂教学之前，教师要做好充分教学准备，合理分析课程特点是否适合翻转、检查教学资源是否齐全、教学活动是否多样性，评价体系是否全面、客观，教学平台是否能满足翻转的要求，学生学习特征是否符合翻转模式，只有对翻转课堂准备条件进行科学分析，才能激发学生持续、有效的学习，才能达到翻转课堂的教学效果。

关键词：机械设计；翻转课堂；教学模式；可行性

《机械设计》课程是机械类专业的一门学科核心技术课，它也是一门综合性课程。《机械设计》课程学习成绩直接影响学生专业水平和学科质量。在智能手机时代，采用传统课堂教学模式，大部分学生因理论枯燥、注意力不集中、上课易玩手机，课堂管理存在困难。学生因为上课不认真学习，考试结果不理想。学生基本知识、基本技能掌握不扎实，分析问题、解决问题的能力不足，应用能力较弱，培养的学生很难适应工作岗位的需要。在中国制造2025以及工业4.0的时代背景下，更需学生不但要很好地掌握专业知识，而且还要具有较强的综合工作能力，才能适应工作岗位的需求。为进一步提高教学质量，使培养的学生更加适应新时代的要求。因而进行教学改革，尝试翻转课堂的教学模式。翻转课堂是近几年来出现的一种新型教学模式。它是基于布鲁姆掌握的学习理论、学生自组织学习理论以及建构主义学习理论。翻转课堂是重新调整课内、外时间，将学习的决定权从教师转交给学生[1]。一些学者及一线教师对翻转课堂教学模式进行大量的研究。李金城指出：翻转课堂教学手段在提升学习者成绩方面是积极的[2]。鲜馥认为：大学翻转课堂体现以学生为中心，对优化课堂教学效果、提高学生学习能力有重要意义[3]。翻转课堂教学模式能提升学生的思维能力、解决问题能力以及团队合作能力[4]。综上所述，翻转课堂教学模式在提升教学效果、学生能力方面是一种有效的教学手段。但翻转课堂在开展的过程中也存在一些问题。邱宜干等学者就翻转课堂研究存在的问题进行分析，在研究中发现：翻转课堂内容多关注教学的过程和结果，对翻转教学前教师的准备和学生的准备关注不够，导致教学效果流于形式[5]。李晨认为：翻转课堂在教学评价方面存在问题[6]。李小英认为：在翻转课堂教学中先进的信息化学习工具没有得到有效利用[7]。江合佩认为：在实施“翻转课堂”教学模式时存在“翻转”时机、内容、课型不对，缺乏教学生成性[8]。可见课程特点、教学资源准备不充分、教学评价比较单一、教学活动设计不合理，不能有效使用现代信息化教学平台等，不能很好地激发学生的学习兴趣、不能有效保证翻转课堂的教学质量。翻转课堂是一种新的教学模式，因此为保证翻转课堂能有效、顺利进行，开展翻转课堂前，应充分认清翻转课堂的优势及存在的问题，全面进行可行性分析。本文主要从课程特点、教学资源、教学活动、评价体系、教学平台以及学生学习特征等角度进行可行性分析。

1《机械设计》课程特点是开展翻转课堂教学模式的基础

《机械设计》是一门综合机械制图、工程材料、材料力学、机械原理等先修课程知识的课程，同时又是一门理论与实践结合比较强的课程。主要以设计机械装备通用零部件为核心内容。课程以每种零部件的工作特点、失效形式、设计准则、材料选择、结构设计、受力分析、强度计算、绘图表达等内容为模块。此特点适合进行项目式教学。开展项目的过程中，需学生具备计算机辅助设计（CAD）绘图能力、正确选择材料能力、受力分析与计算能力。课前学生利用教学资源进行零部件工作特点、失效形式、设计准则等低阶性内容的学习。课上通过小组交流讨论、小组合作等形式进行知识内化和拓展，由教师下发设计任务，学生进行零部件强度计算撰写设计说明书并绘制图纸表达设计思想，然后由各小组代表进行成果展示和汇报。通过课上小组自主学习、教师指导和评价，进行高阶性内容的学习。该课程的特点适合开展翻转课堂教学模式。

2充足的教学资源是开展翻转课堂教学的前提条件

石金艳等学者认为：采取翻转课堂教学模式需建设大量的课程资源。包括课件、电子教案、教学视频、习题库等[9]。因此在开展翻转课堂前，教师要准备好充足的教学资源，以便学生更好地进行课下学习和课上开展活动。教师首先将机械设计学习内容按照教学目标，分解成课前学习内容（低阶性）和课上教学内容（高阶性）。教师将课前学习内容自己录制微课教学视频，也可借助各类MOOCS教学平台，有针对性地选择适合学生学习的机械设计教学资源推送给学生，以便学生课前进行预习；同时教师也要编写课前学习任务单，在任务单中明确学生课前完成的学习内容及详细的操作性指导，以便学生能顺利完成课前任务；同时还要编写课前测试习题，检查学生课前预习情况。为开展课上教学活动，对教学内容进行活动策划和教学活动项目的编写。课后为让学生进一步巩固知识，设计习题作业。教师只有准备好优质的教学视频、学习任务单、教学活动项目、习题作业、检查试卷等教学资源，才能保证翻转课堂顺利的开展。张畔枫等学者认为：在整个教学过程中教学资源的精心设计和教学内容的合理安排在翻转教学中尤为重要[10]。因此充足、优质的教学资源是保证翻转课堂顺利开展的前提条件。

3多样的教学活动是开展翻转课堂教学的有效保障

在开展翻转课堂教学活动前，教师要根据教学目标，将教学内容编写成有效的教学活动。按照教学目标要求，教学活动可设计成内容问题、驱动问题和核心问题。一般翻转课堂教学过程按检测、作业、协作、展示四步法进行。教师根据课堂活动环节可设计“名师我来当、考题我来出、无积分测试”等课堂热身活动；设计“头脑风暴、旋转式舞台、滚雪球、纸上谈话”等小组讨论式活动；设计“职业扮演、智力拼图、专家我来当”等小组协作活动；设计“一分钟陈述、3个问题2个优点1个建议”等总结活动。其目的是通过良好的教学活动，带动学生的学习兴趣，激发学生积极参与翻转课堂，从而保证翻转课堂的有效开展，进一步提升教学质量。比如机械设计中的职业扮演教学活动，将学生分成5人一组，并根据学生自身的特点和优势，确定扮演总工程师、技术员、绘图员、设计师、检查员角色。学生根据教师下发的项目，按照分工角色和合作的方式完成任务。有效的课堂活动，能激发学生的学习兴趣，提高学生学习效果。朱俏芬等学者认为，学生在翻转课堂教学活动中是收获、充实的学习过程[11]。因此“以学生为中心”设计有效的教学活动，是开展翻转课堂教学的有效保障。

4现代信息化教学平台是开展翻转课堂教学的有效途径

教师在开展翻转课堂前，要选择好现代信息化教学平台，如雨课堂、云班课等。以便教师课前进行机械设计教学视频、任务单、课前测试等教学资源的发放，同时也可对学生学习情况进行统计、查看学生作业的提交。教师通过平台数据分析学生课前学习情况，详细了解学生对机械设计知识的掌握程度，以便更好地、有针对性地进行课堂活动的设计。在课上教师可用教学平台进行签到，发布活动、开展头脑风暴、随机选人、进行抢答、教师评分、小组互评等活动；课后教师可借助平台进行问卷调查、章节测试等活动。教师根据平台形成的数据，分析教学过程存在的问题，及时了解学生的学习状态，对表现较好的学生给予表扬，对表现不积极的学生及时督促和指导。王慈等学者认为：基于现代信息化教学平台如雨课堂的翻转课堂教学模式，对学习有很好的帮助，教学效果明显提升[12]。孙允芹等学者探讨基于雨课堂的翻转课堂教学法，实验组采取雨课堂结合翻转课堂教学法，对照组采取传统教学法，结果发现实验组学生课前自主学习完成情况明显优于对照组，对教学活动的评价高于对照组[13]。因此，选择好现代化教学信息平台，并能熟练地运用是开展翻转课堂教学的有效途径。

5科学的评价体系是开展翻转课堂教学的效果支撑

设计科学、合理的教学评价体系，是开展翻转课堂教学的效果支撑。邱宜干等学者认为：目前翻转课堂评价指标多采用成绩分数、出勤率等传统教学评价指标，对学生的参与情况、互动效果、学生的满足等翻转教学评价指标研究不够[5]。因此教师在开展翻转课堂前，要对学生课前的预习效果进行在线测试或小组答辩，从而根据学生课前掌握情况，修改课上学习内容。对课堂小组活动要编写小组合作量规检查表、小组互评检查量表、小组交流量规检查表、创造性检查量规评价表以及成果评价量规检查表等。通过量表的评价，教师可清楚掌握小组成员的参与情况、表现情况以及小组成员的学习情况，从而为教师改进教学提供参考；同时也为表扬学生、鼓励学生、督促学生起到客观、公正的数据支撑。活动开展后，要编写学生调查问卷和确定访谈提纲，以便对学生进行定期问卷调查和学生访谈，深入了解学生对翻转课堂的态度及看法，及时对翻转课堂教学活动进行修订；同时还要编写测试试卷，对学生进行水平测试、能力测试，及时掌握学生的学习效果。学者江天仿认为：教学评价体系能科学、全面地反映学生的学习成效，为翻转课堂教与学的持续改进提供参考和依据[14]。因此教师只有对学生课前预习、课上活动、课后反思等一体化教学评价进行设计，才能科学掌握翻转课堂的教学效果，从而为翻转课堂的教学改革和推广提供有力依据。

6分析学生学习特征是开展翻转课堂教学的必要条件

教师在开展翻转课堂教学前，要通过问卷调查和访谈的方式，充分了解学生特点和学习行为状态。深入了解学生对教师开展翻转课堂教学模式是否认可，学生从心里是否接受。教师要让学生充分认识翻转课堂教学模式与传统教学模式在教学组织、教学过程、教学效果、教学评价等多方面的不同，开展翻转课堂更有利于学生的学习。学生从心里接受教师的教学改革才会乐意配合。教师在翻转课堂前，尽量给予学生更多的帮助和指导，在学习任务单上要详细地写出具有指导性的语言和建议；同时教师在录制课前学习视频时，重点、难点内容要注意放慢语速，适当重复讲解，以便学生更好地理解；同时教师也要了解学生的课余时间是否充足，学生是否能保证按时完成课前预习任务。对学习成绩水平较差的学生，因自主学习能力较弱，教师要组织同伴教学，帮助他们提升学习成绩。对学习态度不端正、学习积极性不高、不能保证按时、保质完成教师布置的课前预习任务的学生，教师要对其进行思想政治教育工作和正确的学习态度引导，提升学生的学习兴趣，做好课前线下学习；此外，教师也要了解学生课堂表现，在分析传统课堂教学模式下，学生课上保持沉默不愿积极发言的原因。学生是因缺少勇气不敢站起来，还是因知识学习不够深入，担心说错被同学耻笑。还是因为语言表达能力有待提高、专业术语使用不当而不敢站起来发言。学生在课上是否喜欢小组讨论和交流，有些同学不愿参加小组合作怎麽办？小组如何分工更加合理、有效。学生更加喜欢、更易接受开展哪些教学活动。学生是否乐意进行成果汇报和展示。这些问题教师都要充分地调研和思考，提前想好对策，多与学生沟通和交流，才能保证学生真正意义上参与翻转课堂，保证翻转课堂的顺利开展。

7小结

本文从《机械设计》课程传统教学模式存在的问题出发，对翻转课堂教学模式从课程特点适合性、教学资源齐备性、教学活动合理性、教学评价科学性、教学平台先进性以及学生学习特点等多个角度进行综合的可行性评价分析。教师为进一步提高教学质量，进行教学改革，采取翻转课堂教学模式前应做好充足的准备，使翻转课堂具有可行性，才能保证翻转课堂有效开展、达到较高的质量。本研究为即将开展翻转课堂教学的广大教师们提供理论参考。

参考文献

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[3]鲜馥.大学翻转课堂教学效果研究[J].市场调查信息综合版2021（5）180-182.

[4]宋巧娜.仓储与配送管理课程翻转课堂教学效果研究[J].中国储运2021（1）159-160.

[5]邱宜干.翻转课堂研究存在的问题进行了分析[J].科技资讯2020（3）243-244.

[6]李晨,基于MOOC的高职高专公共英语翻转课堂教学存在的问题及应对措施研究[J].湖北开放职业学院学报2019（11）163-164,179.

[7]李小英.“互联网+”背景下高职公共英语翻转课堂的问题与对策[J].大学教育2018.8124-126.

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[13]孙允芹,衣志爽.许红芝.基于雨课堂的翻转课堂教学法在心电图教学中的应用和效果评价[J].中国高等医学教育2021（2）91-92.

[14]江天仿.基于CDIO的翻转课堂教学评价体系构建与应用———以程序设计课程为例[J].河北职业教育2020(1):97-101.

作者：王胜曼 孙晓燕 牛博英 单位：保定理工学院