機(jī)械原理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探討

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摘要：本文將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于《機(jī)械原理》教學(xué)中，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式進(jìn)行了探討，有效地解決了教學(xué)中“課時(shí)少內(nèi)容難且多”的矛盾，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為《機(jī)械原理》教學(xué)模式的改革提供了新的參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；機(jī)械原理

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

《機(jī)械原理》是高等本科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程兼具基礎(chǔ)課理論性強(qiáng)和工程實(shí)踐特色明顯的特點(diǎn)，是一門(mén)理論與工程實(shí)踐結(jié)合特別緊密的課程。其旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，不僅僅是傳授學(xué)生扎實(shí)的理論知識(shí)，更是要讓學(xué)生掌握如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而具備創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式注重課堂講授與理論推導(dǎo)，缺乏對(duì)學(xué)生興趣、創(chuàng)新能力以及思考能力的培養(yǎng)。況且由于《機(jī)械原理》課程內(nèi)容繁雜，知識(shí)點(diǎn)之間相對(duì)比較獨(dú)立，學(xué)生普遍反映難學(xué)，無(wú)法在有限的課堂時(shí)間內(nèi)掌握知識(shí)。在這樣的情況下，有必要探索其他教學(xué)模式來(lái)改變當(dāng)前的教學(xué)狀態(tài)，解決教學(xué)中存在的問(wèn)題。近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)外受到了廣泛的關(guān)注。其翻轉(zhuǎn)課堂是指授課者應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用教學(xué)視頻等方式將知識(shí)傳授的過(guò)程放在課外，將知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程放在課內(nèi)，使學(xué)生之間、師生之間有更多、更深層次的溝通和交流，是近年來(lái)新興起來(lái)的一種教學(xué)模式，且在一些課程中的實(shí)施結(jié)果也相當(dāng)不錯(cuò)。因此，探索翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中的應(yīng)用是非常必要的。

二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

在《機(jī)械原理》的知識(shí)培養(yǎng)體系中，一方面需要學(xué)生掌握基本理論與基本知識(shí)，設(shè)計(jì)方法與分析。一方面要結(jié)合學(xué)科前沿，反應(yīng)該領(lǐng)域的新知識(shí)與新成果。結(jié)合各部分知識(shí)點(diǎn)自身的特點(diǎn)以及學(xué)習(xí)素材和學(xué)生的接受能力，需要教師有選擇性地設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容。比如在傳統(tǒng)教學(xué)中，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及連桿設(shè)計(jì)部分中采用圖解法的部分內(nèi)容由于直觀清晰以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，在以往的教學(xué)中占據(jù)很重要的地位。但是圖解法步驟煩瑣、工作量大、精度低，而且每次只能求出機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置點(diǎn)，從而無(wú)法了解機(jī)構(gòu)及其機(jī)器整個(gè)運(yùn)動(dòng)變化的情況。而解析法由于理論的不斷深入和計(jì)算機(jī)的普及發(fā)展應(yīng)用越來(lái)越廣泛。所以教師在教學(xué)上就要與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

三、教學(xué)模式設(shè)計(jì)

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵以及《機(jī)械原理》課程的特點(diǎn)，構(gòu)建了符合《機(jī)械原理》教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，如圖1所示[2]。其課程教學(xué)設(shè)計(jì)總體上分為“課前—課中—課后”三大部分。即課前知識(shí)引導(dǎo)、課堂中知識(shí)解決與探討、課后教學(xué)評(píng)價(jià)三部分組成。課前教師要梳理教學(xué)內(nèi)容，選定知識(shí)的重點(diǎn)與前沿，明確學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、羅列重點(diǎn)難點(diǎn)、要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)以及建議的學(xué)習(xí)方法，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)單和導(dǎo)學(xué)方案，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，以引導(dǎo)學(xué)生課前發(fā)生有效的學(xué)習(xí)行為。以“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖”為例，在任務(wù)單上通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)：如何研究機(jī)構(gòu)引出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖[1]。然后提出問(wèn)題：什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的目的是什么？如何來(lái)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟是什么？什么是構(gòu)件以及運(yùn)動(dòng)副？通過(guò)這樣一系列的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生要掌握的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容？———機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，以及學(xué)習(xí)目標(biāo)———熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制。然后，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)“如何繪制內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖”的方式使學(xué)生有目的地去學(xué)習(xí)教師的微視頻。這樣通過(guò)任務(wù)單把教學(xué)知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為問(wèn)題提出來(lái)，使學(xué)生在解決問(wèn)題的同時(shí)把握教學(xué)重難點(diǎn)，了解學(xué)習(xí)目標(biāo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和舉一反三的能力。而學(xué)生在課前需要根據(jù)教師提供的學(xué)習(xí)任務(wù)單和導(dǎo)向方案，觀看教學(xué)資源，總結(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，反饋?zhàn)灾鲗W(xué)習(xí)中的問(wèn)題。課堂上結(jié)合課前反饋的問(wèn)題以及本節(jié)課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，教師會(huì)不間斷地提出問(wèn)題讓學(xué)生討論解答，并對(duì)學(xué)生的疑惑進(jìn)行答疑點(diǎn)撥，同時(shí)不定期地進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)的隨堂測(cè)試。學(xué)生則以小組為單元的學(xué)習(xí)方式，討論與解答問(wèn)題，也可以教師引導(dǎo)組織小組提出問(wèn)題，相互之間、小組之間進(jìn)行討論等的方式加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的掌握與延伸，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，完成知識(shí)內(nèi)化吸收。同時(shí)在課堂上給予機(jī)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生展示自己的學(xué)習(xí)成果。教師可以先讓學(xué)生觀看實(shí)際的“內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)”，讓學(xué)生觀察有多少構(gòu)件以及運(yùn)動(dòng)副，再讓學(xué)生結(jié)合課前的任務(wù)驅(qū)動(dòng)課題———“內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制”情況，讓學(xué)生來(lái)講解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制過(guò)程，然后讓同組的學(xué)生予以補(bǔ)充，其他小組的進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。教師最后結(jié)合這個(gè)實(shí)例講解和討論機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖相關(guān)的所有知識(shí)點(diǎn)，包括構(gòu)件的概念、表示方法、特殊的構(gòu)件，運(yùn)動(dòng)副的概念以及分類(lèi)，各種運(yùn)動(dòng)副的約束與自由度，這些知識(shí)點(diǎn)可以以問(wèn)題的形式提出來(lái)進(jìn)行討論。作為成果展示部分，可以以小組為單位讓學(xué)生就自學(xué)過(guò)程中查閱的資料展示自己的學(xué)習(xí)成果。為了進(jìn)一步強(qiáng)化本節(jié)課堂的知識(shí)重點(diǎn)，了解學(xué)生掌握的基本內(nèi)容，會(huì)通過(guò)課堂測(cè)試，讓學(xué)生課堂上繪制課后習(xí)題———“小型壓力機(jī)”的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。繪制后小組之間交換進(jìn)行評(píng)閱并寫(xiě)上評(píng)語(yǔ)。教師除了對(duì)學(xué)生的課堂測(cè)試進(jìn)行評(píng)改并總結(jié)這堂課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還會(huì)全面考查學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)各環(huán)節(jié)中的各種表現(xiàn)，比如學(xué)生的活躍度、知識(shí)講解能力；提出問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的能力；知識(shí)掌握能力等。通過(guò)學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)評(píng)價(jià)等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)后作為后續(xù)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)參考。

四、考核方式的改革

翻轉(zhuǎn)課堂是在掌握基本知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，重在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思考和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力。所以傳統(tǒng)的僅靠一張?jiān)嚲韥?lái)考核的方式已經(jīng)不能適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，而需要多維評(píng)價(jià)系統(tǒng)，全面考查學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)各環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)?？己说闹黧w也由單一的教師評(píng)價(jià)變?yōu)閷W(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)評(píng)價(jià)等幾個(gè)方面進(jìn)行加權(quán)評(píng)分，形成最后的總評(píng)?！稒C(jī)械原理》的考核評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括課前（30%）、課堂（30%）和期末考試（40%）三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)完成。課前對(duì)學(xué)生觀看視頻資料的情況，查閱學(xué)習(xí)資料、提出問(wèn)題以及測(cè)試題的完成情況等進(jìn)行考核。課堂則主要考核學(xué)生的協(xié)作能力、問(wèn)題解決能力、課堂互動(dòng)能力以及成果展示能力。期末主要對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握以及綜合運(yùn)用能力進(jìn)行考核。通過(guò)多種考核方式不僅掌握了學(xué)生基本知識(shí)掌握的情況，而且可以全面有效地掌握學(xué)生各種能力的考核情況。

五、總結(jié)

通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)延伸到了課外，增加了學(xué)習(xí)和時(shí)間和空間以及師生之間的交流，在教學(xué)過(guò)程中，將教師變?yōu)榻M織者，學(xué)生成為主動(dòng)者，通過(guò)師生交流和教師引領(lǐng)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有更深層次的理解和擴(kuò)展，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)興趣，為探索高校教學(xué)改革提供了一種有效的教學(xué)模式和方法。

參考文獻(xiàn)：

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作者：邱寶梅 鄭太雄 單位：重慶郵電大學(xué) 先進(jìn)制造工程學(xué)院