翻轉課堂教學模式在機械類專業CAD/CAE軟件課程教學中可行性分析

田和強　丁淑輝　高麗　劉杰　戴向云

【摘要】翻轉課堂作為一種新興教學模式，國外已經開始應用，并且取得了較好的教學效果。如何通過該教學模式提升機械類專業CAD/CAE軟件課程教學效果已成為專家和教師日益關注的焦點。通過對大學機械類專業CAD /CAE 軟件課程教學現狀以及翻轉課堂教學模式和內涵的分析，探討翻轉課堂在機械類專業CAD/CAE軟件課程教學中應用的可行性。

【關鍵詞】翻轉課堂 教學模式 CAD/CAE軟件課程

【基金項目】山東科技大學機電學院特色名校建設項目《翻轉課堂在機械類專業CAD/CAE計算機軟件課程教學中的應用與實踐》。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）08-0241-01

1.前言

CAD/CAE軟件課程是機械類專業一門非常重要的技術基礎課，綜合性、實踐性、實用性非常強，對培養學生的工程實踐能力具有重要意義。因此，對CAD/CAE軟件課程教學模式和教學結構的變革探索，已經成為很多研究者關注的課題。在諸多研究中，翻轉課堂教學模式是近兩年國內外探討比較多的教學模式之一。因此有必要分析翻轉課堂教學模式在高校機械類CAD /CAE 計算機軟件課程教學應用的可行性。

2.大學CAD /CAE 軟件課程教學現狀

目前，CAD /CAE軟件課程傳統教學方中，學生被動的接受所學知識，學習效果不理想。加上課堂教學時間非常有限，學生很難在課堂上完全掌握軟件的應用，以至于不能真正的培養學生的軟件應用能力。目前，機械類專業CAD/CAE軟件課程普遍采用多媒體集中授課和上機實驗操作兩種教學模式。

利用多媒體集中授課式模式是指教師將自己所要講的內容制作成多媒體課件的形式，在教學多媒體的輔助下進行展示教學，學生在教師的指引下通過觀看多媒體課件的展示內容進行學習的一種教學模式。在利用多媒體教學有這么多好處的同時也存在一些弊端。如，播放多媒體課件時就像是電影一樣一閃即過，知識點沒有突出，學生記筆記跟不上老師播放的速度，造成學生對所學科目失去信心；在有限的課堂教學時間內，學生觀看多媒體課件并不能及時發現問題，只是教師的灌輸而學生自己并不能很好地將知識內化。

上機實驗操作式教學模式是指在教師指導下，學生利用機房計算機進行獨立的上機操作，通過實例將課堂知識變成操作技能，從而提高學生的動手能力的一種教學模式。上機實驗操作式缺點主要表現為以下兩個方面：第一，在實驗過程中教師必須認真編寫實驗計劃并進行認真的指導，在實驗課時間有限的情況下教師不可能對每一位學生的問題都做到及時處理；第二，教學實驗設備不可能隨時供學生使用，在節假日期間學生不能自由地進入實驗室，這在很大程度上限制了學生學習的自由度和廣泛度。

3.翻轉課堂教學模式及其內涵

關于翻轉課堂的實踐研究，國外進行了大量的研究。科羅拉多林肯公園高中化學老師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯開始了最早的顛覆傳統課堂的嘗試和實踐。隨后，可罕學院推動了翻轉課堂的進一步普及，被更多教育工作者了解的。為了整合學習過程中的各種教學資源，為學習者課前的自主學習和課上的協作學習提供服務，眾多具有實踐指導性翻轉課堂教學模型也被提出來。

從翻轉課堂教學模型可以看出，翻轉課堂的實質就是利用教育技術和活動學習從根本上影響學生的學習環境，把傳統課堂先教后練的基本格局改造成先學后練，把知識的傳遞安排在課前，把知識的內化安排到課內，改變了課堂教學結構，使學生從傳統的在課堂聽講轉變為在課下觀看視頻學習，而在課堂上，在教師和同伴的幫助下提出問題并解決問題，從而實現學習效率的提高。在翻轉課堂教學中，學生是學習活動的主體，教師是學習活動的組織者、參與者和促進者。學生課前高效地觀看教學視頻和課堂良好的知識內化密不可分，不但要將更多的目光放到了通過教學視頻進行學習的研究中，而且要對于知識內化階段的課堂活動的更加關注。

4.CAD/CAE軟件課程翻轉課堂教學模式可行性

對于翻轉課堂的探究，國內還處于起步階段，廣大教育工作者還需要將技術的發展和新的教育理念進行有效融合，大力推進教學改革。在國內，馬秀麟等嘗試把翻轉課堂應用于大學信息技術課教學，李湊等利用SWOT 分析法對翻轉課堂教學模式在我國教學改革中擁有的內部優劣勢、外部機會與威脅因素加以分析并提出對策。

機械類專業CAD/CAE軟件課程的傳統教學模式都存在很多缺點，相比來說翻轉課堂教學模式可以克服傳統教學模式存在的問題。首先，翻轉課堂由教師制作所授內容視頻，學生在課下學習視頻，并在學習的過程中記錄下所遇到的疑問，從而達到課前對所學內容深入學習的目的，課堂上教師只需將可能出現的問題及解決方法做成多媒體課件的形式，由學生自行觀看并對其中不理解的地方再次向教師提出問題，從而達到真正意義上的學習理解與內化。其次，翻轉課堂教學模式可以使教師提前將所要做的實驗過程拍成視頻，供大家在課外學習，在實驗課上大家集體交流并觀看實驗過程視頻中自己的假設、推斷和結論，同時再通過自己親自實驗來驗證自己的假設，能夠有效解決實驗操作式教學模式中的弊端。

另一方面，翻轉課堂的教學模式讓學生自動掌控學習、增強學習中的互動和提高學生優越性心理等優點，同時大學學生學習思想成熟、自學能力強、具有較強的表達能力、具有較強的發現問題能力、具有創新精神和意識，大學都具有觀看視頻的設備，這些都能很好地契合翻轉課堂教學模式所要求的學生的學習特點。可以看出，機械類專業CAD/CAE軟件課程具備應用翻轉課堂的硬件環境條件和學生適應性條件。

5.結論

翻轉課堂教學模型改變了傳統課堂教學結構，發揮學生的主觀能動性，發展學生安排學習、思維認知和解決問題的能力，教師則升格為學生學習的設計者、指導者、幫助者和學習伙伴，達到創造人性化學習方式和發展自主學習能力的目的。因此，將該翻轉課堂教學模式引入CAD/CAE軟件課程教學是可行的，將會大大的改善CAD/CAE軟件課程的教學效果。

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作者簡介：

田和強（1979.2-），男，博士，山東曹縣人，山東科技大學機電學院機制系講師，主要從事機械設計制造、有限元分析和機械工程測試技術方面的工作。