基于翻轉課堂的“工程機械概論”課程改革研究

李戰慧 鄭淑麗

（[1]長沙理工大學汽車與機械工程學院 湖南·長沙 410114；[2]長沙職業技術學院特殊教育學院 湖南·長沙 410217）

“工程機械概論”是一門工程類學校機械專業和工程專業的重要的基礎課程，具有很強實踐性，需要工程知識、機械知識以及施工知識的結合，由于學生畢業工作要求，該門課程的選課場面非常火爆，每年修課學生規模超過500人。

“工程機械概論”課程已經開設多年，從課程內容到教學方式已經進行了很多變化，取得了一定的效果，教師也積累了很多經驗和資料，如授課計劃、教案、講稿、課件、圖片、動圖、動畫、視頻等。并且課題組為本課程的教學特地編寫了教材《工程機械》，并于2014年由人民交通出版社。

但是隨著每年選課的學生越來越多，教師數量沒有增加，導致班額越來越大，“工程機械概論”課程教師課堂教學不能照顧到所有學生，大部分學生在課堂上只是被動的聽課，上課的積極性不高，課程教學效果不是很理想，課題組經過大量調查研究，決定引入翻轉課堂對“工程機械概論”進行改革。

翻轉課堂使學生成為上課主體，更好地利用有限的課堂教學時間，將被動的課堂接受聽講變成主動學習。[1-3]課前通過教師提供的網站學習相關內容，課堂上學生有大量的時間可以進行查閱資料、討論，有針對性的學習。[4,5]教師在課程中的作用變成組織大家學習、輔導和答疑，大大提高了學生的學習興趣效果，可以取得較好的學習效果。

1 翻轉課堂起源

2000年，美國Maureen Lage在邁阿密大學講授時首先采用“翻轉教學”模式，并寫成論文在國際教學大會上發表。2007年，美國的兩名化學老師為了方便缺課的學生自主學習，錄制了課件的教學視頻和講解，然后上傳到網絡上，取得了意想不到效果。后來，這兩位教師就嘗試顛覆傳統的教學模式，在全班采用，課前讓學生在家觀看教師提前錄制的視頻，課堂時間用來完成作業，這就是我們現在采用的“翻轉課堂”模式。

國內對翻轉課堂的研究眾多。南京大學張金磊、[6]清華大學鐘曉流、[7]北京師范大學何克抗[8]和陜西師范大學胡立如[9]等進行了大量的研究，構建了翻轉課堂的基本框架，為翻轉課堂在中國應用奠定了基礎。經過幾年的實踐，翻轉課堂在教學中應用日漸成熟，為本課題組的課程改革提供了強有力的依據。

2 教學內容的選取

為了保證課程的教學效果，首先對課程的授課對象進行分析，“工程機械概論”課程是一門專業基礎課程，開設時間一般在二年級下學期，學生學習完公共基礎知識和制圖、力學等課程，對工程類知識一無所知的階段，要考慮所有選課學生的基礎不統一，所以課程講授有一定難度，要從最基礎的工程知識入手，從常見的路橋工程中分析施工方法，講解工程機械結構原理，施工組織和設備選型以及常見類型等。

為了確定“工程機械概論”課程的教學內容，課題組開展了廣泛的調查研究，調研對象涉及工程機械施工企業、工程機械制造企業、工程機械用戶單位、工程機械教學院校、工程單位專家、學者、從業學生以及在校生等。從調查問卷的結果看來，學生們需要掌握工程機械的整體構造、常用工程機械的施工原理、施工方法和工程機械的合理選型等。

根據調研結果，將“工程機械概論”課程教學內容分為三個部分，即工程機械的三個組成部分：發動機、底盤和工作裝置。由于各工程機械的工作裝置千差萬別，所以工作裝置分工程機械種類來講，主要為公路和橋梁施工的工程機械，如推土機、平地機、裝載機、挖掘機、壓實機械、瀝青混凝土攪拌設備、瀝青混合料攤鋪機、水泥混凝土攪拌設備、水泥混凝土攪拌運輸車和水泥混凝土施工機械泵送設備等，重點講述各種工程機械定義、分類、組成、結構原理、施工方法、型號和合理選型等。

3 視頻錄制與教學網站設計

根據教學內容和課時重新打亂原有的教學模塊，整合教學內容，變成11章，考慮到每章內容的分布不均勻，將內容設計成適合在90分鐘內完成的教學要求，整個教學內容分為15個部分進行進行教學，每部分課程內容單獨設置學習任務書。列出課程中的重點和難點內容共計24個知識點，分別錄制成24個視頻，每個視頻10-15分鐘左右，方便學生課前學習，共計視頻約330分鐘。

基于學校的慕課教學平臺，建立“工程機械概論”課程教學網站。該課程網站主要包括：課程介紹、教學內容、教學團隊、教學資源、教學方法、教學條件、教學效果和參考教材等幾部分組成。

網站中還可以實現選課學生分組管理，發布通知、簽到、討論、學習情況統計、作業統計、主題討論、單元測試、問卷調查、考試、反饋等功能，方便課程教學組織。

4 課堂教學組織

為了更好的組織該課程的教學，根據翻轉課堂的基本模式，本課程教學流程如圖1所示。

圖1 課程教學流程

課前任務發布與預習：每次上課前，教師根據下次課程內容在網上布置學習任務，學生根據老師布置的《自主學習任務單》，通過學習“工程機械概論”慕課平臺的教學資料和個人網上資料查詢，完成學習任務。

小組討論：課程上按照選課人數分成若干小組，采用組間討論模式，相互學習獲得對本次可任務的一致認可，并制作展示課件；

教師輔導：針對每個小組之間存在的疑惑，進行單獨或集體現場解答；

小組展示：每個小組選一人代表本組展示學習內容，并接受其他組成員質疑；

綜合評比與點評：在教師在組織下，對全體同學的學習狀態、效果及展示課件、熟練程度給予點評，并開展小組評比。

課后復習：利用慕課平臺進行課后復習，并完成課后練習題。

為了鼓勵大家積極參與課堂教學，本課程特進行課程考核改革，將每次課堂成績計入期末總成績，將期末考試成績比例由原理的60%下調為30%。將每次課程進行小組課件展示成績計入平時成績。這樣可以鍛煉學生的自主學習能力、演示表達能力以及團隊合作精神。

5 小結

通過“工程機械概論”課程翻轉課堂教學一學年的試驗，學生們普遍認為翻轉課堂這種教學模式應用，使學生們收獲很大，可以學習到對自己工作和生活有幫助的知識，也獲得了很大鍛煉。

通過基于翻轉課堂的“工程機械概論”課程改革，將學生們的被動學習變成自主學習，鍛煉了資料查閱能力，語言表達能力、臨場應變能力以及團隊合作精神，是一種值得推廣的教學方法。

基于翻轉課堂的“工程機械概論”課程改革是成功的，極大提高了學生的學習興趣和學習的主動性。實踐證明，翻轉課堂在工科課程中教學有效的，可以將復雜的理論知識變成學生主動學習樂趣。翻轉課堂是一種很好的教學方法值得推廣。

但是在課程教學中也發現一些不足之處，如：本課程選修人數過多，老師不能照顧所有同學的學習狀態，上課時學生們提問和討論的時間較少，教師輔導時間有限，對一些理論性較強的內容，需要加大講解時間。建議以后采取小班授課，每個學生可以和老師有更多的交流時間，爭取每個學生都能積極發表自己想法，提供給大家更多討論時間，這樣教學效果會更好。