半翻轉課堂在機械制造裝備課程教學中的應用研究

洪捐+吳衛東

摘 ? ?要： 隨著網絡的普及，基于網絡平臺的天空教室、MOOC、微課、精品課程等電子資源日益豐富和完善，為采用翻轉課堂的形式進行教學提供了便利條件。本文結合工科院校學生的實際情況，在平行班級間進行對比試驗，探討半翻轉課堂的教學模式在機械制造裝備課程中應用的可能性，為普通高校專業基礎課程的教學改革提供新思路。

關鍵詞： 半翻轉課堂 ? ?機械制造裝備 ? ?教學改革

“翻轉課堂”這一名詞來自美國，是一種新興的教學方式[1-2]，近年來由于其良好的教學效果，越來越成為國內高校乃至全球教育界關注的熱點。所謂翻轉課堂，就是教師利用網絡資源創建視頻微課，讓學生課前觀看教學內容的主要知識點，在課堂上教師的主要作用由原來的講授知識點，轉變為學習問題交流和疑難問題集中解答。翻轉課堂是一種增加學生和教師之間的互動和個性化接觸的手段[3]，增強了學生的學習主動性，通過增加課外學習內容的環節，提高了知識的總體容量，對于拓寬學生的知識面有非常大的幫助。另外，翻轉課堂對老師也有促進作用，促使教師不斷更新教學內容，提高教學水平和教學能力。

機械制造裝備課程與生產實踐結合緊密，強調實踐能力，學生的主體地位更加突出，為進行課程的翻轉提供了可能。本文針對二本類工科院校學生的特點，提出采用半翻轉課堂的教學方式進行教學改革的嘗試，在平行班級間進行對比實驗，驗證教學效果，為普通高校專業基礎課程的教學改革提供新思路。

一、機械制造裝備的課程特點及半翻轉課堂的可行性論證

1.課程特點

機械制造裝備課程是由金屬切削機床、金屬切削機床典型部件、機床總體和傳動系統設計、機床夾具設計、金屬切削刀具這幾門專業課整合優化而成的[4]。因此，本門課程涉及的知識點較其他課程要多很多，知識點涵蓋的內容非常豐富，碎片式的知識點較多。在原有的學時內采用原有的教學方法很難將如此龐大的知識點灌輸給學生，而且較長時間高強度的記憶學生會產生疲勞，產生厭學情緒。隨著科學技術的飛速發展，機械制造裝備日新月異，電子元件正在逐步取代一些傳統的機械部件，使得機械制造裝備的構造更簡單，功能更豐富，但是機械制造裝備的教材編寫進度很難及時反映機械制造裝備的最新發展狀況[5]，因此本門課程還需要培養學生主動獲取科技研究動態的能力。此外，本門課程與工程實踐結合十分緊密，課上需要穿插很多設備原理及實際生產狀況的視頻資料，耗費大量時間，導致理論課的討論不深入，如果不輔助視頻材料教學，理論課將枯燥無味，嚴重影響學生的學習興趣。

如果不采取有效措施，就很容易導致“重實踐、輕理論”或者“重理論、輕實踐”兩個極端現象的出現。采用半翻轉課堂的教學方式正是針對機械制造裝備課程里出現這一問題進行的有益嘗試。

2.半翻轉課堂的可行性

近年來，云計算、學習分析、平臺電腦、電子書包、TPACK等，這些新技術和新理念進入教學，使知識的獲取形式發生了很大改變，同樣也改變了學生的學習方式和教師的教學形式[6-7]。MOOC、精品課程等網絡教育資源為教學方法的改革提供了基礎，隨之出現了翻轉課堂、半翻轉課堂等新型的教學模式，對于教學方法的變革起到了非常大的促進作用。

機械制造裝備要求學生在學習過程中掌握機床的結構特點、工作原理，為此需要看懂機械結構圖，理清各零部件之間的運動關系。課程內容涉及車、銑、刨、磨等多種機床，以及刀具、夾具等眾多知識點，因此傳統的依靠課堂教授的教學方法已不能適應現在的教學要求，必須改進目前的教學方法。筆者通過多年課程授課注意到，本課程知識點多，知識面廣，如果采用翻轉課堂，課前就解決部分簡單問題，課上就會有充足的時間完成復雜知識點的講授，能很好地解決學時緊張，很多復雜問題學生來不及消化，教學實例無法展開等多方面問題。而且，本門課程許多知識點間都是相對獨立的，可以進行碎片化的處理，很多知識點的網絡資源豐富，為翻轉課堂提供了充足的資源。

當然，完全的翻轉課堂存在一定的問題，通過前期的研究研究者發現，班級學生之間的學習狀況差距較大，部分學生存在缺乏學習主動性等問題，完全的翻轉課堂大部分同學感覺學習壓力較大，需要老師進行強有力的督促，課堂的互動效果并不理想。因此，針對二本類的工科院校學生的現狀，在機械制造裝備教學過程中采用半翻轉課堂的方式進行授課是非常合適的。

二、半翻轉課堂的教學方案設計

與“翻轉課堂”類似，在“半翻轉課堂”的教學過程中，學生同樣是在課外時間觀看教師指定的視頻內容，環境相對寬松，時間相對充裕，學生可以按照自己的實際情況安排觀看的進度，對于難點可以重復觀看，并且可以隨時記錄疑問和學習心得，甚至可以課前就通過電子郵件與任課老師就某些關鍵問題提前展開討論。通過課前自我篩選，一些簡單的知識點任課老師可以一帶而過，集中時間解決同學們普遍存在的問題，而且有時間就某些問題在組間展開討論，大大提高了學生學習的自主性。

采用“半翻轉課堂”的核心理念就是尊重學生的個體差異，機械制造裝備等專業課程一般都在大三開設，經過大學兩年的學習，學生的個體差異已經非常明顯，有的學生基礎理論非常扎實，學習效率很高，有些學生自律性較差，學習主動性不夠。通過多年教學研究發現，類似二本類工科高校都面臨的一個非常嚴峻的問題，就是部分學生對教學內容提不起興趣，抱著等老師講、等老師教的依賴心理。筆者認為采用“半翻轉課堂”的教學模式可以很好地幫助學生克服畏難和依賴心理，釋放學生的潛能，培養學生的自主學習意識和創新精神。

表1 ?半翻轉課堂教學實施方案

表1所示為半翻轉課堂教學實施方案，教學方案分成課前、課中及課后三個步驟實施。課前主要完成預習及準備工作。課中共90分鐘分成三個階段，第一階段按照翻轉課堂的形式進行教學，組織組間討論，協作學習及知識點的探討;第二階段主要采用教師教授，教師完成對討論問題的梳理及歸納總結，并進行較難題目的講解，針對重難點補充更詳細的講解;第三階段布置下節課的學習任務，并對學習的進度及方法加以指導。課后教師主要完成學習的檢查及督促工作。其中課前及課中第一階段以學生為主體，課中第二、三階段，課后以教師為主體，但是教師的課后及學生的課前時間上其實是重疊的，即課前的準備工作其實由教師及學生共同完成。

為了更加有效開展教學活動，本文就“半翻轉課堂”的實施方案進行了詳細的研究。選取機制專業4個平行班級，共134名學生作為研究對象，其中2個班級采用傳統的教學方法，2個實驗班級采用半翻轉課堂教學方法，整個教學進度及教學內容完全一致，采用調查問卷及學生座談，以及參考最后期末考試成績集中評判教學效果。

三、半翻轉課堂的教學效果

1.學生對半翻轉課堂的滿意度調查

通過無記名的問卷及學生座談開展了對“半翻轉課堂”的問卷調查，問卷主要涉及課程教學進度合理性，課程準備時間是否充足，準備過程的壓力情況，個人學習能力的提高情況，自我表達能力提高情況等十個方面的情況進行評價，每項10分，根據學生的不同評價進行計分。共收到有效問卷68份，計算平均分，統計學生反映主要問題。

表2 ?半翻轉課堂的滿意度調查

針對學生反映的情況，在以后的課堂中需要明確每次組內同學的角色任務，并逐次輪換。對于學有余力的同學，增加少量的較復雜題型或任務。由于兩個班級同時上課，部分同學一學期沒有機會上臺展示PPT，因此條件允許時采用小班級上課，爭取讓每個同學都有上臺展示的機會。另外，對于時間投入與最后成績評定的問題，需要推動學院層面的教學改革，爭取早日在班級內進行成績評定方面改革的試點。

2.半翻轉課堂的教學效果

表3 ? 教學效果比較

如表3所示，通過與平行班級間的教學效果進行比較發現，采用半翻轉課堂教學方式的班級的期末成績平均分提高了7.1分，每周課后學習時間增加了一倍，學生的滿意度得到了提升。從表中可見，雖然學生的學習任務加重，學習時間變長，但是采用翻轉課堂形式學生的學習態度實現了由“老師讓我學”向“我自己需要學”的轉變。

在學習過程中，學生通過自己努力解決了一些實際問題，獲得了學習的成就感，進一步產生了深入學習的意愿。該模式在學生的自學過程中引導學生采用課題項目式或開放性的方式進行探究學習，幫助學生進行知識點的調研、文獻資料查閱、數據編輯分析、PPT編制及演講操練等形成對知識點的完整認知，培養了學生查閱、分析和處理科研問題的能力。半翻轉課堂不是完全放手讓學生自由發揮，任課老師對課程的進度及教學步驟的安排需要精心準備，對于學習資料的準備需要相當充分，并做好跟蹤督促。當然，半翻轉課堂教學過程對教師教學能力的提高也有非常大的幫助，教師需要不斷更新教學內容，及時了解最新研究動態，并在書本中提煉知識點，找到可以討論的話題，提升學生的參與度。

綜上所述，本文針對機械制造裝備課程實施半翻轉課堂教學，將師生從龐大的碎片式的課本內容中解放出來，教師可以不再為學時的緊張而犯難，學生不再需要死記硬背大量的知識點。通過半翻轉課堂讓學生課前完成簡單知識點的梳理，并對復雜知識點展開分析和討論，通過完成預習習題、組內討論、制作PPT等過程豐富課前預習內容。課上，安排一半教學時間讓學生進行討論探究、PPT演講、組間討論等更具情感體驗的教學活動，讓學生的學習主動性得到明顯提升，獲得學習樂趣。同時，課上老師及時對知識點進行總結歸納，幫助同學進一步加深對復雜問題的認識，增加學習的難度及深度。課后，通過老師的及時督促，促進學生的均衡發展。通過一個學期的教學活動，與平行班級相比，采用半翻轉課堂的教學模式取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]Strayer，J.，How learning in an inverted classroom influences cooperation，innovation and task orientation. Learning Environments Research，2012，15（2）：171-193.

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[7]肖娟，魏莉.淺談微課與高校教學改革[J].高教學刊，2015，18：127-128.

江蘇省高教學會高等教育科學研究“十三五”規劃課題資助，課題編號：16YB194，《服務“中國制造2025”戰略的地方本科高校機械類高端工程技術人才培養體系研究》。