翻轉課堂教學設計與實踐探討

聶時君　胡東　廖湘平

【摘 要】被動的接受知識一直以來受到大家的詬病，翻轉課堂一定程度上改變了學生被動接受知識這一現狀。針對學生被動接受知識為主、課堂抬頭率低、工程項目訓練少的傳統課堂，本文針對性的開展了混合式的教學改革。本文在翻轉課堂教學模式下，結合《機械原理與創新設計》課程，結合主題研討式、項目實踐式、答疑解惑式以及成果匯報式等多種形式，將項目中的知識進行串聯，從實物到設計方案進行了綜合的表達和評價，在這個過程中，學生不僅可以在課堂參與上逐步提高自身的學習能力，還能不斷加強自身的分析解決問題的能力。

【關鍵詞】翻轉課堂;教學設計;能力提升

中圖分類號： H319.3;G434 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）34-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.056

由于機械原理等機械基礎類課程具有枯燥無味、晦澀難懂的特征，因而更加需要研究提高課程教學效果的方法。翻轉課堂由于其本身的優勢，已經被越來越多的人接受并認可，將翻轉課堂的教學模式應用于機械原理課程的教學中已是大勢所趨，同時也是提高課程教學質量、激發學生學習興趣的有效措施。作為一門集理論性與實踐性于一體的課程，機械原理與創新設計主要內容包括機器動力學、機構的運動分析、機構結構分析的基本知識、常見機構的分析與設計、機械系統方案設計、機構創新設計基礎等，再奠定學生機械相關基礎理論知識的同時，開拓了學生視野，有機會接觸到機械學科的前沿發展與應用，同時對自己的職業規劃有著清晰的思考和認知，奠定行業研發、設計、制造的基礎。相對后續課程而言，機械原理與創新設計不僅具有較強的理論性，而且與工程實際密切聯系。可以說，機械原理與創新設計學習質量的好壞，直接影響到我國機械類人才的培養質量，是學生工程綜合能力的重中之重。

1 翻轉課堂教學模式簡介

翻轉課堂是一種新興教學模式。是指教師借助于仿真動畫、微視頻，通過多媒體教學手段，在計算機技術的幫助下，與學生一起完成知識探究，知識答疑以及交流互動的教學環節，幫助學生實現知識的學習。對于教學內容的預習任務，在翻轉課堂教學模式下，學生可自主完成，并且發現問題，在課堂中與教師同學一起探討研究。通過高度集中學生的注意力，翻轉課堂模式幫助學生盡自己最大努力解決問題，引領學生積極思考，加強自身能力的培養。學生由被動接受知識變為主動學習知識，不僅將教師從反復的講解這種重復性的勞動中解放出來，而且極大的提高了學生學習研究的積極主動性。

2 傳統機械原理課程教學中存在的問題

2.1 難以高質量完成教學大綱的教學要求

自從蒸汽機的誕生，到現在短短百十年，全球經歷了三次工業革命，始終圍繞著機械行業，在加深機械行業的研究深度的同時，也拓寬了機械原理課程的內容。然而，傳統的教學學時，在高校教學改革的大背景下，不僅跟不上時代，而且被不斷壓縮，課程由之前的70-80學時，到現在的50-60學時，不僅課業繁重，而且學習效果差，如果不能系統性的改變教學理念和教學機構，就不能完成教學模式的轉變，那么教學質量就很難保障。

2.2 難以充分理解相關知識點

機械原理課程不僅具有極強的實踐性、應用性和工程性，而且需要極其扎實的理論力學基礎、材料力學基礎以及機械制圖基礎，同時也是高等院校機械類專業的主干技術基礎課。對于大多數的學生來說，不僅匱乏工程知識、實踐知識的經驗，而且抽象的思維對于學生來說，脫離了實際。學生很難再課堂上有限的學時，理解教師講授的眾多知識點。

2.3 難以提高實踐能力

由于應用性極強、工程性、實踐性特點鮮明，機械原理課程的學習必須將實際項目與應用進行結合。如果只依靠于單純的學時，那么學生將很難通過實踐掌握理論知識，且應用能力也很難得到提高。

3 在機械原理與創新設計課程教學中，翻轉課堂教學模式的具體應用

教師在傳統教學模式下，可以有效管理、組織課堂，起著絕對的主導作用。這種教學模式下，教師的任務專注于傳授知識，忽略了學生的主動性和創造性，學生也難以理解消化教師講授的內容，教師也只是單純的把學生作為灌輸的對象。因此，傳統教學模式不利于創新能力工程人才的培養，也很難形成創新思維。相反，翻轉課堂教學模式是更深層次的主動性學習活動，更加側重于學生分析事物能力、創新能力以及自主學習能力的培養。而單純的翻轉課堂由于沒有權威，教學效果過分依賴于學生自身的自覺性和學習能力，有時候并不能起到很好的效果，相反會讓一部分學生嚴重脫節。所以，在機械原理與創新設計課程教學中，翻轉課堂教學模式需要滿足以下幾個方面的工作：

3.1 教學內容的設計

在教學模式上，要將翻轉教學、傳統教學及二者結合的混合教學相結合。“課內面授+課外作業”的模式為傳統教學在授課方面所采用的，“課前視頻（動畫）+課內討論”則是翻轉教學采用的，混合教學則是結合二者，注重學生的學習效果。根據《機械原理與創新設計》課程教學大綱，充分設計好各部門內容的教學模式，實現課堂的完美銜接。

3.2 利用相應的網絡課程教學平臺

網絡教學平臺是開展翻轉課堂教學模式的載體，對課程的學習有著直接的影響。教師可以根據碎片化的知識點，借助于動畫仿真、PPT、短視頻等形式，來錄制多元化的多媒體課件。教師隨后上傳教學資源到網絡教學平臺，學生可以在線學習，實現課前預習。網絡教學平臺除了可以提供豐富的在線學習資源，還可以輔助教師課程答疑，布置作業，提交作業。通過平臺，教師可以實時的查看學生的預習和復習情況，指導監督線上線下的學生學習，提高教師課堂的教學質量。

3.3 翻轉課堂教學模式的實施

首先，在上課之前，安排課前自主學習，任課教師以教學內容為依據，發布課前的學習任務。學生通過網絡教學平臺看PPT、微視頻等，預習本科時需要講解的內容，并記錄問題。

其次，通過師生互動的形式，教師可以在課中討論時，為了實現對新知識與概念的系統認知，加強對相關知識的理解，與學生一起復習課前預習的內容。通過工程實例，課堂中以問題為驅動，實現教師與學生、學生與學生之間的互動探討，解決實際問題。

最后，通過綜合練習，以及撰寫小論文，實現課后總結，提升學生的綜合能力。

3.4 組織學科競賽

學科競賽在人才培養中具有重要作用。實現以學科競賽為依托，促進教育教學改革，全面提高創新型人才培養質量的目的成為學科競賽研究的重要內容。為了幫助學生更好的將理論與實踐相結合，學校可以組織學生針對本課程的混合教學，來組織相應的學科競賽項目。例如，機械創新設計大賽和工程訓練綜合能力競賽等本專業的學科競賽，進而幫助學生很好的掌握所學的知識。

3.5 科學的考核方式

在對學生的學習效果進行考核時，傳統的考核方式僅憑借于一張試卷。這種考核方式難以適應翻轉課堂教學模式的需要，也無法滿足時代發展的要求。在保證學生能夠對知識進行全面掌握的基礎上，基于翻轉課堂的課程考核方式應該重點考核學生的獨立學習能力以及發現、思考、解決問題的能力。與此同時，基于翻轉課堂的課程考核方式應當對學生在學習活動及教學活動中的表現進行綜合全面地考核，其考核方式應該是多維度評價系統。基于翻轉課堂的課程考核方式應涵蓋教師對學生的各個方面的評價、學生相互評價以及學生的自主評價，而不僅是單一的教師評價。在對課程進行考核時則將期末考試、課堂考試及課前三個方面按照相應的比例來進行綜合考核。課前考核主要包括對學生測試題的完成情況、提出問題的情況以及觀看視頻資料的情況進行考核。課堂考核則是對學生與其他同學進行互動交流的能力、問題發現及解決的能力進行綜合考核。期末考試考核則是考核學生對知識的綜合運用以及對學生的知識掌握能力進行考核。

4 翻轉課堂教學模式的弊端

4.1 教師需要具備較強的多媒體應用能力

在翻轉課堂的教學模式下，教師的備課成本也在增加，仿真動畫、課堂視頻的制作，不僅需要消耗教師大量的時間，而且需要交稿的多媒體制作技能，對教師的綜合要求相對較高。

4.2 教師在翻轉課堂上，需要較強的控制能力

翻轉課堂教學模式下，課堂氣氛較為活躍，在討論環節，教師需要面對學生提出的各種各樣的問題，短時間內給出有效的解答，不僅要求教師良好的反應能力，而且需要扎實的備課準備。此外，這個過程中，還會有各種干擾因素，只有較強的把控能力，才能實現課堂的高效性，并保證課堂的活躍。

4.3 單純的依靠學生的自主性和自控性，很難實現課堂效果的鞏固加強

學生的自主性和自控能力，在翻轉課堂上顯得格外重要，由于利用電腦等多媒體設備學習課前的教學內容，學生很容易開小差，注意力轉移，從而直接影響后續課堂的開展，不利于教學效果的實現。

綜上所述，一定程度上，翻轉課堂教學模式改變了學生由被動接受知識變為主動學習知識的現狀。隨著翻轉課堂在國內高校的推廣與應用，《機械原理與創新設計》課程取得了一定的成效，而這個過程中遇到的各種問題，需要廣大一線教師通過不斷地實踐和努力，實現自身的提升，加強課程系統的建設。

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