基于關鍵能力培養的翻轉式工程訓練教學研究

邢健 郝德成 黃飛

摘要：該文將“翻轉課堂”的理念引入工程訓練教學之中，嘗試通過翻轉式工程訓練教學模式來解決以往教學中存在的若干矛盾，激發學生的主動學習能力和學習積極性，實現個性化的深度學習。根據現有教學內容結構，通過網絡信息化技術合理設計，實現翻轉教學與工程訓練有機結合，在工程訓練教學中達到對學生關鍵能力培養的目的。

關鍵詞：關鍵能力;網絡平臺;翻轉課堂;工程訓練

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）36-0115-02

1 背景

2017年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于深化教育體制機制改革的意見》指出：“在培養學生基礎知識和基本技能的過程中，強化學生關鍵能力培養”。由此看出，高等教育教學過程中對學生的四種關鍵能力（認知能力、合作能力、創新能力、職業能力）的培養至關重要。

2 工程訓練翻轉課堂研究現狀

翻轉課堂教學模式是以學生為主體，以全面提升學生素質為目標，一方面注重知識的傳授的重要性，另一方面更強調學生對所傳授知識的自我吸納，由此鍛煉學生的獨立學習能力，培養學生在學習過程相互協作能力，提升學生語言表達技能、提高學生的創造力想象以及組織、管理能力等。我國高校從2012年就逐漸以“翻轉課堂”為內容的教學方法改革嘗試，至今，在各個學科領域開展諸多研究并取得了豐碩的成果。在中國知網數據庫以“翻轉課堂”和“大學”為關鍵詞對2012-2019年期間的文獻進行檢索，檢索到相關文獻3013篇。但在工程訓練教學課程中，運用“翻轉課堂”或者“翻轉教學”方法進行教學研究的案例很少。在中國知網數據庫將“翻轉課堂”與“工程訓練”同時列為關鍵詞對2012-2019年期間的文獻進行檢索，找到相關文獻僅6篇。其中，楊琦[1]認為行動導向式翻轉教學能夠提高學生的學習興趣，使學生自發學習的主動性提高，提升學生在工程訓練過程中分析問題與解決問題的能力。黃海龍[2]認為工程訓練翻轉課堂教學法的實施，對于彌補高校工程訓練平臺多學科交叉師資力量的不足、激發學生學習興趣、促進學生主動學習和探索能力培養、提升實踐教學效果具有重要的意義。鄔宗鵬[3]將翻轉課堂應用于鉗工教學，實踐表明翻轉課堂相比傳統的填鴨式、灌入式教學有著明顯的優勢。劉翔[4]提出了“翻轉訓練”的實訓教學新理念，對教學結構進行了重新設計，探索了工程訓練教學改革的新思路。趙成龍[5]完善網絡實訓信息平臺建設，優化實訓教學過程設計，通過對數控車實訓教學案例分析，體現翻轉課堂教學優勢所在。鄭朝霞[6]認為工程訓練是一門實踐性課程，注重對學生動手能力的培養，在本門課程中運用翻轉教學授課時，應該結合該門課程的特性以及各訓練工種的特點綜合分析考慮。在中國知網數據庫未檢索到圍繞以“關鍵能力培養”進行設計、論述的“翻轉式”工程訓練教學內容的文章，因此，本文圍繞該項內容進行論述。

3 基于關鍵能力培養的翻轉式工程訓練教學研究的意義

工程訓練在傳統的金工實習的基礎上融合了現代制造技術，它不同于普通課程教學，教學過程主要是在實訓室通過學生的實踐而完成。據調查，多數高校的工程訓練中心在開展教學過程都會存在這樣或那樣的矛盾，歸納總結普遍存在三個具有共性的主要矛盾：其一，實習內容增加較多，而學時增加較少，因此單一工種相對實習時間較短，較多的知識點無法深入展開;其二，工程訓練是以實踐為主，但一些課堂講解內容卻是不可缺少的，例如基礎知識、安全規程、設備操控及加工步驟，這就使操作課時不足的問題更為突出;其三;學生所學專業的差異不但使學生對實訓內容的個性化需求不同，而且很大程度上學生影響動手能力的差異，即便拆分成小班，仍無法滿足每個學生的個性化需求。此外，結合各高校工程訓練中心現有的教學模式，實踐教學主要以保護學生安全為前提，因此，多數工程訓練內容都是以傳統教學方式為主，即重視“教”的過程，輕視“練”的過程。通常這種教學模式屬于灌輸式教學，學生接受知識是被動地接受，實踐過程不能一直保持積極的狀態。所以，本文嘗試性地將翻轉教學思想與我校工程訓練教學相融合，目的是采用翻轉式工訓課堂來解決上述矛盾，激發學生的主動學習能力和學習積極性，實現個性化的深度學習，通過不同途徑實現翻轉教學與工程訓練有機結合，達到對學生認知能力、合作能力、創新能力、職業能力等關鍵能力的培養.

4 基于關鍵能力培養的翻轉式工程訓練教學設計

4.1 基于認知能力培養的課程設計

培養學生的認知能力即引導學生獨立思考、信息加工、學會學習、語言表達和文字寫作等素養。結合認知能力的培養，建立教學信息交流平臺，該平臺可以為微信群、QQ群或網絡平臺。在教學設計上要求各工種任課教師根據授課內容提煉課程重點與難點，同時結合學生專業水準制作教學PPT、演示視頻，內容需要由教研組全體授課教師把關。視頻內容不宜過長，要重、難點突出，要求學生做好預習記錄，對不懂內容及時標出，先通過同學之間相互交流或上網尋找答案，最后將難以理解的內容帶到課堂，集中解答。此外，教師要在課上隨機抽取學生代表，根據預習情況對本節課內容進行講解，從而了解學生對知識點的掌握情況，略去較多基礎知識講解時間，給學生留有更多的動手實踐的時間。該項教學設計的具體內容設計包括車削臺階軸、機械自由鍛造。

車削臺階軸：將車床基本知識以PPT形式準備好，以視頻形式對臺階軸加工工藝進行講解，完成臺階軸的機床加工演示。課前一周，將PPT和演示視頻傳送給學生。課上，主要介紹車床操作要點，現場對學生的預習進行答疑，略去理論知識講解部分，留下更多時間讓學生操作;機械自由鍛造：將鍛造理論知識以PPT形式呈現，錄制鍛造各環節操作視頻。課前一周，將PPT和演示視頻傳送給學生。課上，主要講解鍛造操作要領，針對學生的預習進行答疑，略去理論知識講解部分，留下更多時間讓學生實踐操作。通過上述過程，學生能夠鍛煉自學、獨立思考的能力，一定程度上培養了學生的認知能力。

4.2 基于合作能力培養的課程設計

培養合作能力即引導學生學會與他人合作，學會過集體生活，學會處理好個人與社會的關系。

培養學生的合作能力，需要建立“實踐工作小組”。要求教師結合實際訓練內容，合理劃分工作小組，以小組形式布置課前任務，要求以小組分工形式完成整個任務，提高專業素養前提下，鍛煉學生的合作能力。

該項教學設計內容以鉗工制作六角螺母錘為例。在課前要求教師傳送六角螺母圖片（標有尺寸范圍，但尺寸不唯一），讓學生用機械制圖軟件（AutoCAD、Catia、Pro/e等）繪制六角螺母的零件草圖，每組學生可以自行設定并標注草圖相應尺寸，同時要求學生通過三維制圖軟件繪制出六角螺母的三維模型。因此，要求每組學生在上課之前需要通過相互交流研究，共同學習相關制圖軟件，達到能繪制零件的要求。對于教師還有幾點要求：一是要各組制定六角螺母的加工工藝文件;二是要準備該課程的任務書，主要包含課程目標、課程任務、課程過程、評分細則等;三是要準備相關視頻，例如量具使用的教學視頻、加工過程或工具使用的視頻。學生在課前通過觀看教師傳達的教學視頻，對本次課程就有了大概的了解，對于不易理解的問題，可以通過網絡查閱資料或者小組內相互研究討論的方式進行解決。如果還有不懂的問題，可以留在課上向老師請教。在課上，教師首先要對課前視頻傳送的六角螺母的加工要求、加工工藝過程、重點注意問題等重復講解，加深學生對六角螺母制作的認知程度。然后針對學生的疑難問題進行解答，之后按照課前研討情況將3-5人定為一組，在小組學生中選出一份繪制比較好的零件圖作為小組加工標準圖紙。各小組通過集體討論制定加工工藝文件，依據工藝文件選取工具和設備并討論其使用方法，合理分配加工時間，提出工藝優化方案。通過六角螺母的設計加工過程，學生不但鍛煉了實踐動手能力，還能夠熟練掌握鉗工基本操作要領和方法，同時能夠鍛煉學生對具體零件加工工藝流程的制定方法，體驗工程上如何將圖紙按照技術要求轉化為加工工藝文件。學生充分通過相互研討，能夠提出技術改進方案和優化措施，在課前預習、課上加工過程也鍛煉了小組學生之間相互合作、相互協調的能力。

4.3 基于合作能力、創新能力、職業能力培養的課程設計

創新能力的培養能夠激發學生好奇心、想象力和創新思維，養成創新人格，鼓勵學生勇于探索、大膽嘗試、創新創造，積極動手實踐和解決實際問題。

結合該方面能力的培養，需要開展實際項目進行針對訓練。開展實際項目訓練是翻轉課堂在工程訓練應用過程中對實踐技能訓練的進階練習，是提高大學生工程訓練綜合能力的重要途徑。其一，實踐操作的內容以實際項目為載體，這個過程是在前期實習培訓基礎上開展進行，圍繞具體產品生產周期的全過程，要求各小組針對項目產品進行市場需求分析、結構方案設計、工藝方案設計、制作成本預算等一系列分析。其二，開展實際項目訓練進行小組組建，盡可能地合理搭配學科、特長，即小組成員盡量涵蓋不同專業，成員之間興趣、特長要有所差異，這樣才有可能充分實現成員之間的能力互補，使其各盡其能，為項目合作開展打下良好基礎。其三，在項目合作推進過程中，學生之間通過合作學習和觀點的交流，就可以達到更多的理解，形成良性的互動與競爭。最后，小組要根據階段性的成果形成報告，小組成員要定期舉行報告會，成員之間對階段性成果進行匯報、總結、分析，同時探討遇到的問題以及相互提出下一步解決方案以及下一階段的計劃，直至項目結束。通過上述過程的訓練，對培養學生創新能力和職業能力都具有重要意義。

該項教學內容設計將依托全國大學學生各類科技競賽，通過競賽學生設計或加工具體作品，真正意義上鍛煉了合作能力、創新能力、職業能力。

4.4 教學檢驗

按照上述教學設計，對電自1911-電自1915班，每班隨機抽取5名同學，總計25名同學進行一學期試驗。試驗結果顯示每班被抽測5名同學，操作成績均處于該班級前15%，期末理論成績均處于該班級前20%以內。25同學中有20人參加省級大學生科技競賽，10人參加2項以上大學生科技競賽，3人參加國家大學生科技競賽，大賽參與率是未參加抽測同學的8倍。實驗結果表明上述教學設計效果良好，達到預期目的。

5 結束語

通過實踐證明，在工程訓練過程中實施翻轉教學，能夠激發學生的主動學習能力和學習積極性，實現個性化的深度學習，不但能夠提高學習效果，更重要的是能夠達到對學生認知能力、合作能力、創新能力、職業能力等關鍵能力的培養。

參考文獻：

[1] 楊琦，鄧小民.翻轉課堂和行動導向教學模式在工程訓練中的應用[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2016，33（3）：74-75，88.

[2] 黃海龍，李元.基于翻轉課堂理念的工程訓練教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2016，35（12）：215-218.

[3] 鄔宗鵬，陳彬.基于翻轉課堂教學模式在工程訓練教學中的探索與應用[J].湖北函授大學學報，2017，30（8）：126-127，145.

[4] 劉翔，夏旭輝，龔園，等.“翻轉訓練”教學模式探究[J].中國冶金教育，2017（5）：27-29.

[5] 趙成龍，石南輝，劉科明，等.翻轉課堂教學模式在工程訓練中的應用探究[J].國網技術學院學報，2018，21（4）：63-67.

[6] 鄭朝霞，馬紅兵.翻轉課堂在工程訓練教學中的應用探索[J].中國教育技術裝備，2018（18）：86-87，92.

【通聯編輯：謝媛媛】