半翻轉(zhuǎn)課堂在機(jī)械制造裝備課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

洪捐+吳衛(wèi)東

摘 ? ?要： 隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行教學(xué)提供了便利條件。本文結(jié)合工科院校學(xué)生的實(shí)際情況，在平行班級(jí)間進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，探討半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式在機(jī)械制造裝備課程中應(yīng)用的可能性，為普通高校專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提供新思路。

關(guān)鍵詞： 半翻轉(zhuǎn)課堂 ? ?機(jī)械制造裝備 ? ?教學(xué)改革

“翻轉(zhuǎn)課堂”這一名詞來(lái)自美國(guó)，是一種新興的教學(xué)方式[1-2]，近年來(lái)由于其良好的教學(xué)效果，越來(lái)越成為國(guó)內(nèi)高校乃至全球教育界關(guān)注的熱點(diǎn)。所謂翻轉(zhuǎn)課堂，就是教師利用網(wǎng)絡(luò)資源創(chuàng)建視頻微課，讓學(xué)生課前觀看教學(xué)內(nèi)容的主要知識(shí)點(diǎn)，在課堂上教師的主要作用由原來(lái)的講授知識(shí)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)問(wèn)題交流和疑難問(wèn)題集中解答。翻轉(zhuǎn)課堂是一種增加學(xué)生和教師之間的互動(dòng)和個(gè)性化接觸的手段[3]，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，通過(guò)增加課外學(xué)習(xí)內(nèi)容的環(huán)節(jié)，提高了知識(shí)的總體容量，對(duì)于拓寬學(xué)生的知識(shí)面有非常大的幫助。另外，翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)老師也有促進(jìn)作用，促使教師不斷更新教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)水平和教學(xué)能力。

機(jī)械制造裝備課程與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合緊密，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力，學(xué)生的主體地位更加突出，為進(jìn)行課程的翻轉(zhuǎn)提供了可能。本文針對(duì)二本類(lèi)工科院校學(xué)生的特點(diǎn)，提出采用半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)改革的嘗試，在平行班級(jí)間進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證教學(xué)效果，為普通高校專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提供新思路。

一、機(jī)械制造裝備的課程特點(diǎn)及半翻轉(zhuǎn)課堂的可行性論證

1.課程特點(diǎn)

機(jī)械制造裝備課程是由金屬切削機(jī)床、金屬切削機(jī)床典型部件、機(jī)床總體和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削刀具這幾門(mén)專業(yè)課整合優(yōu)化而成的[4]。因此，本門(mén)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)較其他課程要多很多，知識(shí)點(diǎn)涵蓋的內(nèi)容非常豐富，碎片式的知識(shí)點(diǎn)較多。在原有的學(xué)時(shí)內(nèi)采用原有的教學(xué)方法很難將如此龐大的知識(shí)點(diǎn)灌輸給學(xué)生，而且較長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的記憶學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疲勞，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械制造裝備日新月異，電子元件正在逐步取代一些傳統(tǒng)的機(jī)械部件，使得機(jī)械制造裝備的構(gòu)造更簡(jiǎn)單，功能更豐富，但是機(jī)械制造裝備的教材編寫(xiě)進(jìn)度很難及時(shí)反映機(jī)械制造裝備的最新發(fā)展?fàn)顩r[5]，因此本門(mén)課程還需要培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取科技研究動(dòng)態(tài)的能力。此外，本門(mén)課程與工程實(shí)踐結(jié)合十分緊密，課上需要穿插很多設(shè)備原理及實(shí)際生產(chǎn)狀況的視頻資料，耗費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致理論課的討論不深入，如果不輔助視頻材料教學(xué)，理論課將枯燥無(wú)味，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

如果不采取有效措施，就很容易導(dǎo)致“重實(shí)踐、輕理論”或者“重理論、輕實(shí)踐”兩個(gè)極端現(xiàn)象的出現(xiàn)。采用半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式正是針對(duì)機(jī)械制造裝備課程里出現(xiàn)這一問(wèn)題進(jìn)行的有益嘗試。

2.半翻轉(zhuǎn)課堂的可行性

近年來(lái)，云計(jì)算、學(xué)習(xí)分析、平臺(tái)電腦、電子書(shū)包、TPACK等，這些新技術(shù)和新理念進(jìn)入教學(xué)，使知識(shí)的獲取形式發(fā)生了很大改變，同樣也改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)形式[6-7]。MOOC、精品課程等網(wǎng)絡(luò)教育資源為教學(xué)方法的改革提供了基礎(chǔ)，隨之出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、半翻轉(zhuǎn)課堂等新型的教學(xué)模式，對(duì)于教學(xué)方法的變革起到了非常大的促進(jìn)作用。

機(jī)械制造裝備要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理，為此需要看懂機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，理清各零部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。課程內(nèi)容涉及車(chē)、銑、刨、磨等多種機(jī)床，以及刀具、夾具等眾多知識(shí)點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的依靠課堂教授的教學(xué)方法已不能適應(yīng)現(xiàn)在的教學(xué)要求，必須改進(jìn)目前的教學(xué)方法。筆者通過(guò)多年課程授課注意到，本課程知識(shí)點(diǎn)多，知識(shí)面廣，如果采用翻轉(zhuǎn)課堂，課前就解決部分簡(jiǎn)單問(wèn)題，課上就會(huì)有充足的時(shí)間完成復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的講授，能很好地解決學(xué)時(shí)緊張，很多復(fù)雜問(wèn)題學(xué)生來(lái)不及消化，教學(xué)實(shí)例無(wú)法展開(kāi)等多方面問(wèn)題。而且，本門(mén)課程許多知識(shí)點(diǎn)間都是相對(duì)獨(dú)立的，可以進(jìn)行碎片化的處理，很多知識(shí)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源豐富，為翻轉(zhuǎn)課堂提供了充足的資源。

當(dāng)然，完全的翻轉(zhuǎn)課堂存在一定的問(wèn)題，通過(guò)前期的研究研究者發(fā)現(xiàn)，班級(jí)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)狀況差距較大，部分學(xué)生存在缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性等問(wèn)題，完全的翻轉(zhuǎn)課堂大部分同學(xué)感覺(jué)學(xué)習(xí)壓力較大，需要老師進(jìn)行強(qiáng)有力的督促，課堂的互動(dòng)效果并不理想。因此，針對(duì)二本類(lèi)的工科院校學(xué)生的現(xiàn)狀，在機(jī)械制造裝備教學(xué)過(guò)程中采用半翻轉(zhuǎn)課堂的方式進(jìn)行授課是非常合適的。

二、半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方案設(shè)計(jì)

與“翻轉(zhuǎn)課堂”類(lèi)似，在“半翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生同樣是在課外時(shí)間觀看教師指定的視頻內(nèi)容，環(huán)境相對(duì)寬松，時(shí)間相對(duì)充裕，學(xué)生可以按照自己的實(shí)際情況安排觀看的進(jìn)度，對(duì)于難點(diǎn)可以重復(fù)觀看，并且可以隨時(shí)記錄疑問(wèn)和學(xué)習(xí)心得，甚至可以課前就通過(guò)電子郵件與任課老師就某些關(guān)鍵問(wèn)題提前展開(kāi)討論。通過(guò)課前自我篩選，一些簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)任課老師可以一帶而過(guò)，集中時(shí)間解決同學(xué)們普遍存在的問(wèn)題，而且有時(shí)間就某些問(wèn)題在組間展開(kāi)討論，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

采用“半翻轉(zhuǎn)課堂”的核心理念就是尊重學(xué)生的個(gè)體差異，機(jī)械制造裝備等專業(yè)課程一般都在大三開(kāi)設(shè)，經(jīng)過(guò)大學(xué)兩年的學(xué)習(xí)，學(xué)生的個(gè)體差異已經(jīng)非常明顯，有的學(xué)生基礎(chǔ)理論非常扎實(shí)，學(xué)習(xí)效率很高，有些學(xué)生自律性較差，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠。通過(guò)多年教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，類(lèi)似二本類(lèi)工科高校都面臨的一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題，就是部分學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容提不起興趣，抱著等老師講、等老師教的依賴心理。筆者認(rèn)為采用“半翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式可以很好地幫助學(xué)生克服畏難和依賴心理，釋放學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和創(chuàng)新精神。

表1 ?半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施方案

表1所示為半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施方案，教學(xué)方案分成課前、課中及課后三個(gè)步驟實(shí)施。課前主要完成預(yù)習(xí)及準(zhǔn)備工作。課中共90分鐘分成三個(gè)階段，第一階段按照翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行教學(xué)，組織組間討論，協(xié)作學(xué)習(xí)及知識(shí)點(diǎn)的探討;第二階段主要采用教師教授，教師完成對(duì)討論問(wèn)題的梳理及歸納總結(jié)，并進(jìn)行較難題目的講解，針對(duì)重難點(diǎn)補(bǔ)充更詳細(xì)的講解;第三階段布置下節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，并對(duì)學(xué)習(xí)的進(jìn)度及方法加以指導(dǎo)。課后教師主要完成學(xué)習(xí)的檢查及督促工作。其中課前及課中第一階段以學(xué)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(xué)生的課前時(shí)間上其實(shí)是重疊的，即課前的準(zhǔn)備工作其實(shí)由教師及學(xué)生共同完成。

為了更加有效開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，本文就“半翻轉(zhuǎn)課堂”的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)的研究。選取機(jī)制專業(yè)4個(gè)平行班級(jí)，共134名學(xué)生作為研究對(duì)象，其中2個(gè)班級(jí)采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，2個(gè)實(shí)驗(yàn)班級(jí)采用半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，整個(gè)教學(xué)進(jìn)度及教學(xué)內(nèi)容完全一致，采用調(diào)查問(wèn)卷及學(xué)生座談，以及參考最后期末考試成績(jī)集中評(píng)判教學(xué)效果。

三、半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果

1.學(xué)生對(duì)半翻轉(zhuǎn)課堂的滿意度調(diào)查

通過(guò)無(wú)記名的問(wèn)卷及學(xué)生座談開(kāi)展了對(duì)“半翻轉(zhuǎn)課堂”的問(wèn)卷調(diào)查，問(wèn)卷主要涉及課程教學(xué)進(jìn)度合理性，課程準(zhǔn)備時(shí)間是否充足，準(zhǔn)備過(guò)程的壓力情況，個(gè)人學(xué)習(xí)能力的提高情況，自我表達(dá)能力提高情況等十個(gè)方面的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，每項(xiàng)10分，根據(jù)學(xué)生的不同評(píng)價(jià)進(jìn)行計(jì)分。共收到有效問(wèn)卷68份，計(jì)算平均分，統(tǒng)計(jì)學(xué)生反映主要問(wèn)題。

表2 ?半翻轉(zhuǎn)課堂的滿意度調(diào)查

針對(duì)學(xué)生反映的情況，在以后的課堂中需要明確每次組內(nèi)同學(xué)的角色任務(wù)，并逐次輪換。對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，增加少量的較復(fù)雜題型或任務(wù)。由于兩個(gè)班級(jí)同時(shí)上課，部分同學(xué)一學(xué)期沒(méi)有機(jī)會(huì)上臺(tái)展示PPT，因此條件允許時(shí)采用小班級(jí)上課，爭(zhēng)取讓每個(gè)同學(xué)都有上臺(tái)展示的機(jī)會(huì)。另外，對(duì)于時(shí)間投入與最后成績(jī)?cè)u(píng)定的問(wèn)題，需要推動(dòng)學(xué)院層面的教學(xué)改革，爭(zhēng)取早日在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定方面改革的試點(diǎn)。

2.半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果

表3 ? 教學(xué)效果比較

如表3所示，通過(guò)與平行班級(jí)間的教學(xué)效果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，采用半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的班級(jí)的期末成績(jī)平均分提高了7.1分，每周課后學(xué)習(xí)時(shí)間增加了一倍，學(xué)生的滿意度得到了提升。從表中可見(jiàn)，雖然學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)加重，學(xué)習(xí)時(shí)間變長(zhǎng)，但是采用翻轉(zhuǎn)課堂形式學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度實(shí)現(xiàn)了由“老師讓我學(xué)”向“我自己需要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)自己努力解決了一些實(shí)際問(wèn)題，獲得了學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)一步產(chǎn)生了深入學(xué)習(xí)的意愿。該模式在學(xué)生的自學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生采用課題項(xiàng)目式或開(kāi)放性的方式進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的調(diào)研、文獻(xiàn)資料查閱、數(shù)據(jù)編輯分析、PPT編制及演講操練等形成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的完整認(rèn)知，培養(yǎng)了學(xué)生查閱、分析和處理科研問(wèn)題的能力。半翻轉(zhuǎn)課堂不是完全放手讓學(xué)生自由發(fā)揮，任課老師對(duì)課程的進(jìn)度及教學(xué)步驟的安排需要精心準(zhǔn)備，對(duì)于學(xué)習(xí)資料的準(zhǔn)備需要相當(dāng)充分，并做好跟蹤督促。當(dāng)然，半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程對(duì)教師教學(xué)能力的提高也有非常大的幫助，教師需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)了解最新研究動(dòng)態(tài)，并在書(shū)本中提煉知識(shí)點(diǎn)，找到可以討論的話題，提升學(xué)生的參與度。

綜上所述，本文針對(duì)機(jī)械制造裝備課程實(shí)施半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，將師生從龐大的碎片式的課本內(nèi)容中解放出來(lái)，教師可以不再為學(xué)時(shí)的緊張而犯難，學(xué)生不再需要死記硬背大量的知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)半翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生課前完成簡(jiǎn)單知識(shí)點(diǎn)的梳理，并對(duì)復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)分析和討論，通過(guò)完成預(yù)習(xí)習(xí)題、組內(nèi)討論、制作PPT等過(guò)程豐富課前預(yù)習(xí)內(nèi)容。課上，安排一半教學(xué)時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行討論探究、PPT演講、組間討論等更具情感體驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到明顯提升，獲得學(xué)習(xí)樂(lè)趣。同時(shí)，課上老師及時(shí)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)歸納，幫助同學(xué)進(jìn)一步加深對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，增加學(xué)習(xí)的難度及深度。課后，通過(guò)老師的及時(shí)督促，促進(jìn)學(xué)生的均衡發(fā)展。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)活動(dòng)，與平行班級(jí)相比，采用半翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果。

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江蘇省高教學(xué)會(huì)高等教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃課題資助，課題編號(hào)：16YB194，《服務(wù)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的地方本科高校機(jī)械類(lèi)高端工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系研究》。