基于軟件仿真的實(shí)驗(yàn)課線上“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)實(shí)踐及評(píng)價(jià)

王洪昌 蔣蓮 陳宇 徐明沁

摘? ? 要：以全日制本科“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)選修課“機(jī)械動(dòng)力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，開展了線上“軟件仿真實(shí)驗(yàn)+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。以將學(xué)生學(xué)習(xí)壓力降至較低或中等喚起水平為原則，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容;以“騰訊會(huì)議”為直播教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了由教學(xué)準(zhǔn)備、線上翻轉(zhuǎn)課堂、課后工作三部分構(gòu)成的教學(xué)模式;采用單一整體評(píng)估法就學(xué)生對(duì)授課的滿意度進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，該教學(xué)模式能大大縮短學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，基本達(dá)到了預(yù)期教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：軟件仿真;線上教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-7394（2021）04-0116-06

“翻轉(zhuǎn)課堂”是將傳統(tǒng)課堂師生之間面對(duì)面授課，改為課前學(xué)生在家或宿舍觀看教學(xué)視頻，課堂上師生探索、討論、解決問題的教學(xué)形式。它將教學(xué)活動(dòng)的中心由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，真正體現(xiàn)和實(shí)踐了“以學(xué)生為本”的教育思想。有研究認(rèn)為，翻轉(zhuǎn)課堂將在如下方面改變學(xué)生的學(xué)習(xí)行為：“顛倒”的學(xué)習(xí)流程和獨(dú)有的“碎片化”學(xué)習(xí)方式，將有助于學(xué)生深度學(xué)習(xí);個(gè)人學(xué)習(xí)與集體學(xué)習(xí)相結(jié)合，學(xué)生之間相互幫助，學(xué)生被賦予強(qiáng)烈的責(zé)任感，能促進(jìn)其學(xué)習(xí)進(jìn)步;學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)策略與進(jìn)度，推進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)踐[1]。

近年來，隨著翻轉(zhuǎn)課堂在國(guó)內(nèi)的廣泛實(shí)踐，關(guān)于這方面的研究也逐漸豐富。吳仁英[1]、容梅[2]等從宏觀角度對(duì)教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂所面臨的教學(xué)理念、知能結(jié)構(gòu)、角色定位，以及工作負(fù)荷進(jìn)行了闡述;郝興偉[3]、鄧笛[4]、吳碩[5]等則基于翻轉(zhuǎn)課堂從課程實(shí)施者的視角對(duì)所授課程的教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)方法，以及對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)和督促等方面進(jìn)行了研究;于文浩[6]從學(xué)生角度以雙因素理論為框架，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的滿意因素和不滿意因素進(jìn)行了調(diào)研，并以此作為課程持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化的依據(jù);黃琰等[7]將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入“多媒體教學(xué)平臺(tái)的使用與維護(hù)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)效率;石端銀等[8]針對(duì)目前高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中存在的問題，提出在CDIO背景下開展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)嘗試，并進(jìn)行了相關(guān)教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為本的深度教學(xué)目標(biāo)。

從已有文獻(xiàn)看，針對(duì)高校工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的“線上翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)實(shí)踐與研究較少。筆者以全日制本科“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)制”專業(yè)）的選修課“機(jī)械動(dòng)力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，以將學(xué)生學(xué)習(xí)壓力降至較低或中等喚起水平為原則，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;以騰訊會(huì)議為直播教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了由教學(xué)準(zhǔn)備、線上翻轉(zhuǎn)課堂、課后工作三部分構(gòu)成的課程教學(xué)模式，開展了線上“軟件仿真實(shí)驗(yàn)+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，采用整體評(píng)估法對(duì)課程實(shí)施過程中學(xué)生的滿意度進(jìn)行了調(diào)查與分析。

1? ? 課程簡(jiǎn)介

“機(jī)械動(dòng)力學(xué)”是江蘇理工學(xué)院機(jī)制專業(yè)的一門專業(yè)選修課，是2018年起開設(shè)的一門新課;課程為12周，每周2節(jié)，共24個(gè)課時(shí);其中，實(shí)驗(yàn)課程為2周，共4課時(shí)。參加本次課程學(xué)習(xí)的是大二下學(xué)期兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生，共85人;其中，男生82人、女生3人。課程涉及的基礎(chǔ)理論知識(shí)非常廣，大量理論來源于力學(xué)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課，所包含的知識(shí)點(diǎn)與多門專業(yè)課存在交集。龐大復(fù)雜的知識(shí)體系，使得該課程的理論教學(xué)內(nèi)容抽象、深?yuàn)W晦澀。因此，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)課程方案，使學(xué)生對(duì)課程有一個(gè)整體、系統(tǒng)的認(rèn)知，對(duì)于正確理解和掌握課程的知識(shí)要點(diǎn)，并把知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力至關(guān)重要。

機(jī)械結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析是動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)，是機(jī)械動(dòng)力學(xué)課程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。常用的分析方法有兩種：有限元軟件計(jì)算法和實(shí)驗(yàn)測(cè)量法。實(shí)驗(yàn)法是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)矩陣，并運(yùn)用參數(shù)預(yù)估法，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中擬合得出機(jī)械結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果一直不太理想，原因是：一方面，學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備少（只有1臺(tái)），學(xué)生人數(shù)多;另一方面，實(shí)驗(yàn)對(duì)操作技能要求較高，學(xué)生如果不經(jīng)過訓(xùn)練，很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獲得有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)課程一直停留在演示性實(shí)驗(yàn)階段。有限元軟件計(jì)算法是利用軟件（如ANSYS）通過結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度矩陣來計(jì)算結(jié)構(gòu)的模態(tài)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以通過修改結(jié)構(gòu)參數(shù)重復(fù)計(jì)算系統(tǒng)模態(tài)，通過分析模態(tài)結(jié)果的變化規(guī)律，更加科學(xué)、深入地理解結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的模態(tài)特性。

基于此，結(jié)合疫情期間無法開展線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況，筆者以該校機(jī)械工程類本科專業(yè)課程“機(jī)械動(dòng)力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，進(jìn)行了線上翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)探索。

2? ? 教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1? 內(nèi)容設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的基礎(chǔ)?？紤]課程的性質(zhì)，并參考已有的研究[9]，確定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的總體設(shè)計(jì)原則：將學(xué)生學(xué)習(xí)壓力降至較低喚起水平，使其大腦能夠順利被激活，能夠整合較大范圍的材料，理解更廣泛的關(guān)系和理論，并進(jìn)行認(rèn)知思考，最終獲得良好的學(xué)習(xí)效果。依據(jù)此原則，結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)，設(shè)計(jì)了“各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)圓盤-軸承系統(tǒng)模態(tài)性能的影響及原因”的分析實(shí)驗(yàn)。

問題的描述：如圖1所示，有一圓盤-軸承系統(tǒng)，支撐軸的直徑為[d]，長(zhǎng)度為[L]，其中部有一圓盤，圓盤的直徑為[D]，寬度為[H]，兩端采用滾動(dòng)軸承支承，設(shè)軸承的支承剛度為[k]。

將班級(jí)學(xué)生分成5組，分別計(jì)算指定結(jié)構(gòu)參數(shù)值的改變對(duì)該系統(tǒng)前5階模態(tài)特性的影響;對(duì)數(shù)據(jù)處理后，再對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。為了保證教學(xué)效果，給每個(gè)小組設(shè)計(jì)了一定深度的問題，對(duì)學(xué)生的自學(xué)過程加以引導(dǎo)和督促。比如，請(qǐng)解釋當(dāng)軸直徑較小時(shí)，隨著d的增大，軸系固有頻率會(huì)隨之增大;但當(dāng)[d]大到某一臨界值后，隨著[d]的增大，軸系固有頻率會(huì)隨之減小。一般來講，增大支承軸承剛度，系統(tǒng)的固有頻率會(huì)隨之增加，請(qǐng)解釋為什么隨著剛度值變大到某一臨界值時(shí)，軸系的固有頻率將不再發(fā)生變化。

以輪盤直徑[D]的變化對(duì)系統(tǒng)模態(tài)特性的影響為例進(jìn)行說明。課程理論教學(xué)告訴學(xué)生任何系統(tǒng)的固有頻率計(jì)算公式為：[ω=k/m0.5]。從該公式看，隨著輪盤質(zhì)量的增大，系統(tǒng)的固有頻率值會(huì)降低;而實(shí)際計(jì)算卻發(fā)現(xiàn)，只有奇數(shù)固有頻率值降低，偶數(shù)固有頻率值基本不變。這其中的原因可以通過實(shí)驗(yàn)得到的振型圖（圖2）來解釋。如圖2所示，1階振型中圓盤參與了振動(dòng)，而2階振型中圓盤并未參與振動(dòng);所以，改變圓盤直徑所引起的質(zhì)量增加只會(huì)影響系統(tǒng)奇數(shù)固有頻率，而對(duì)偶數(shù)固有頻率的影響可以忽略不計(jì)?？梢?，這些引導(dǎo)問題能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)起到提綱挈領(lǐng)的作用，有助于其掌握核心知識(shí)點(diǎn)。此外，帶著問題學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，以及對(duì)理論知識(shí)的深度理解[5]。

2.2? ?教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)以“騰訊會(huì)議”作為直播平臺(tái)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式如圖3所示：由教學(xué)準(zhǔn)備、線上翻轉(zhuǎn)課堂、課后工作三個(gè)部分構(gòu)成。

2.2.1? 教學(xué)準(zhǔn)備

大二學(xué)生尚未學(xué)習(xí)ANSYS軟件，因此教師要事先利用軟件參數(shù)化建模分析，制作出精簡(jiǎn)的命令流（一個(gè)文本文件）;借助線上教學(xué)平臺(tái)“騰訊會(huì)議”中的屏幕共享，對(duì)打開命令流文件、更改分析對(duì)象的結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行命令流、通過ANSYS軟件讀取計(jì)算結(jié)果等一一演示。另外，為了達(dá)到良好的教學(xué)效果，教師可以再次串講實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)，輔以在線答疑，鼓勵(lì)學(xué)生自主開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。演示教學(xué)過程大約需要30 min。

由于命令流是由教師提供，學(xué)生可通過記事本打開該文件，修改具體結(jié)構(gòu)參數(shù)后，拷貝到ANSYS軟件中運(yùn)行就可以，從而保證了計(jì)算數(shù)據(jù)的正確性。相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生所需的時(shí)間大大減少，僅需原來的1/4甚至更少。此時(shí)，學(xué)生的重點(diǎn)任務(wù)是將結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響記錄下來，并做成圖表，再根據(jù)課本所學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析與解釋。

2.2.2? ?線上翻轉(zhuǎn)課堂

課下導(dǎo)學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“騰訊會(huì)議”或QQ群，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行ANSYS軟件計(jì)算與數(shù)據(jù)共享。其間，學(xué)生遇到問題可以通過獨(dú)立思考、相互交流、查閱文獻(xiàn)、共同研討等方式解決，也可以與教師一對(duì)一或一對(duì)多交流。教師的參與不僅可以及時(shí)了解學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，還可以對(duì)學(xué)生提出的疑難問題歸類、整理，并針對(duì)學(xué)生遇到的問題進(jìn)行點(diǎn)撥或精講。

翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施分為三個(gè)步驟：（1）學(xué)生講解。通過“騰訊會(huì)議”平臺(tái)，學(xué)生以小組為單位，選出一名學(xué)生作為主要發(fā)言人，講述小組所分析的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)模態(tài)特性的影響及其原因。（2）提問與回答。講述結(jié)束后，接受老師和全班其他同學(xué)的提問，小組成員獨(dú)立或集體討論后做出回答。（3）教師總結(jié)。所有小組講述結(jié)束后，教師針對(duì)各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)模態(tài)特性的影響進(jìn)行歸納與總結(jié)，對(duì)學(xué)生講解錯(cuò)誤的地方或提出的疑難問題進(jìn)行歸類、分析、講解。

以“圓盤-軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)值的變化對(duì)系統(tǒng)模態(tài)特性的影響”的教學(xué)為例。教師在學(xué)生講述完畢后，可提出有一定深度的問題讓學(xué)生回答。比如：如果軸承支承剛度為0，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？系統(tǒng)自由振動(dòng)時(shí)，會(huì)以哪種振型振動(dòng)？請(qǐng)問此時(shí)還是不是簡(jiǎn)諧振動(dòng)？如果圓盤不是位于軸的中部，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？這些問題需要學(xué)生融會(huì)貫通“機(jī)械動(dòng)力學(xué)”課程的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)來解答。這種方式可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并有效鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力;教師的點(diǎn)評(píng)又可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

2.2.3? ?課后工作

班級(jí)各小組之間共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每位學(xué)生都要撰寫分析報(bào)告。通過這種自主又合作訓(xùn)練，使學(xué)生感受、領(lǐng)悟并重構(gòu)知識(shí)，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度理解與內(nèi)化[1]。

學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定主要由翻轉(zhuǎn)課堂上的表現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告決定，所占比例分別為30%與70%。課堂表現(xiàn)包括學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的陳述、解釋，以及對(duì)老師、同學(xué)提問的回答情況。教師根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)大綱確定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每位學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批改，比如：分析數(shù)據(jù)是否詳實(shí)、全面;圖表是否清晰明了;對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)解釋與描述是否正確;提出的機(jī)構(gòu)改進(jìn)方案是否正確可行、是否有理有據(jù)。

3? ? 評(píng)價(jià)與反思

及時(shí)了解與掌握學(xué)生對(duì)課程的意見，有助于教師對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與反思[6]。本研究采用單一整體評(píng)估法對(duì)線上實(shí)驗(yàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”的學(xué)生滿意度進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查在課程結(jié)束后進(jìn)行，通過學(xué)生匿名填寫調(diào)查問卷的形式，收集他們對(duì)課程實(shí)施的意見與建議。調(diào)查共發(fā)放問卷85份，回收有效問卷84份，問卷有效率為98.8%，調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。

問卷統(tǒng)計(jì)調(diào)查共分9個(gè)類別。從表1看，學(xué)生最滿意的是“實(shí)驗(yàn)任務(wù)量”，滿意度高達(dá)90.5%（非常滿意+滿意）;原因是教師提供了正確的參數(shù)化命令流，學(xué)生只需更改具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，并反復(fù)使用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算就可以，學(xué)生花費(fèi)在實(shí)驗(yàn)上的平均時(shí)間僅20 min左右，這樣學(xué)生可以把更多的時(shí)間與精力用在后期數(shù)據(jù)處理與分析上。相比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，軟件仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在相同的時(shí)間內(nèi)，每位同學(xué)都能夠參與分析、計(jì)算;通過班級(jí)或小組內(nèi)共享數(shù)據(jù)，以類比的方式觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化得以實(shí)現(xiàn);加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，更好地實(shí)現(xiàn)了課程的預(yù)期目標(biāo)。

學(xué)生滿意度最低的是“提高自學(xué)及分析問題能力”，雖然有66.7%學(xué)生表示滿意，但仍然有高達(dá)33.3%的同學(xué)認(rèn)為效果一般。通過與學(xué)生座談，發(fā)現(xiàn)原因主要有：其一，實(shí)驗(yàn)是分組完成的，部分同學(xué)有偷懶、依賴其他同學(xué)的思想，并未真正付出時(shí)間和精力參與實(shí)驗(yàn)任務(wù);其二，線上“翻轉(zhuǎn)課堂”是在“騰訊會(huì)議”上完成的，學(xué)生再以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解釋與分析，或回答老師與同學(xué)提出的問題時(shí)，性格內(nèi)向的同學(xué)很少發(fā)言或根本沒有發(fā)言，老師卻未能觀察到這種現(xiàn)象。類似的情況也出現(xiàn)在“軟件仿真實(shí)驗(yàn)”與“師生互動(dòng)”的調(diào)查項(xiàng)中：有4.8%的同學(xué)認(rèn)為“軟件仿真實(shí)驗(yàn)”效果差，19.0%的認(rèn)為效果一般;有26.2%的同學(xué)認(rèn)為“師生互動(dòng)”效果一般。翻轉(zhuǎn)課堂，尤其是線上翻轉(zhuǎn)課堂確實(shí)在互動(dòng)方面有一定的局限[10]。對(duì)自主學(xué)習(xí)能力、自我約束能力及學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)生來說，對(duì)自己的學(xué)習(xí)更加負(fù)責(zé)，學(xué)習(xí)效果也更好;相反，對(duì)于意志力薄弱、自我約束能力差，或是性格內(nèi)向的同學(xué)而言，學(xué)習(xí)效果可能會(huì)比較差。

調(diào)查結(jié)果還顯示，學(xué)生對(duì)“實(shí)驗(yàn)所選案例”與“實(shí)驗(yàn)難度”這兩個(gè)項(xiàng)目的滿意度較高，分別為88.1%與83.3%。究其原因，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方案難度的選擇不僅考慮了將學(xué)生學(xué)習(xí)壓力降至較低喚起水平，還與學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)直接相關(guān)。同時(shí)，精心設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)及引導(dǎo)問題，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)歷從實(shí)踐到理論再用理論來指導(dǎo)實(shí)踐的一個(gè)認(rèn)知過程，加深了對(duì)書本知識(shí)的理解，培養(yǎng)了學(xué)生解決工程問題的能力。

任何教學(xué)改革，教師始終是改革成敗的核心與關(guān)鍵[11]。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，理解力水平高或低的學(xué)生都易發(fā)生“游離”情況。翻轉(zhuǎn)課堂由學(xué)生掌握學(xué)習(xí)節(jié)奏，教師則通過引導(dǎo)學(xué)生參與知識(shí)分享、深入思考、個(gè)案研究等活動(dòng)，促成學(xué)生高層次的思考與有意義的學(xué)習(xí)[12]。如此，便對(duì)教師的專業(yè)能力提出更高的要求。從調(diào)查結(jié)果看，學(xué)生對(duì)“教師專業(yè)能力”的滿意度為83.3%，不是很高，教師還需要不斷學(xué)習(xí)，提高自身能力。

高校設(shè)置專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)的目的在于，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過一定的條件和手段將知識(shí)以可見、可感、可測(cè)的形式呈現(xiàn)出來，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握。從“加深對(duì)理論知識(shí)理解”的調(diào)查項(xiàng)來看，有81.0%的同學(xué)認(rèn)為線上翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)這種形式對(duì)消化、吸收、鞏固理論教學(xué)知識(shí)效果較好。就本次教學(xué)實(shí)驗(yàn)來看，其原因是：一方面，實(shí)際生活中遇到的機(jī)械裝置振動(dòng)通常是微幅振動(dòng)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)很難觀察到它們的振型，而軟件則可以放大物體的振動(dòng)，方便學(xué)生觀察其振型;另一方面，學(xué)生可以有意識(shí)地改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過類比的方法觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過對(duì)現(xiàn)象的解釋，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

學(xué)生對(duì)課程“評(píng)價(jià)方式”的滿意度不是太高，僅為76.2%。通過與學(xué)生座談發(fā)現(xiàn)，這種評(píng)價(jià)方式忽略了部分性格內(nèi)向的同學(xué)。他們?cè)贏NSYS分析計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析方面表現(xiàn)的很好，卻因在翻轉(zhuǎn)課堂上的發(fā)言不甚積極，導(dǎo)致最后得分不理想。今后，教師應(yīng)該把更多的精力與時(shí)間放在課前線上對(duì)學(xué)生的輔導(dǎo)與答疑上，因?yàn)閹熒?dòng)是最有效的教學(xué)手段，而且教師可以基于學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，豐富課程評(píng)價(jià)方式，最大限度做到評(píng)價(jià)的公平與公正。

4? ? ?結(jié)論

基于軟件仿真的高校實(shí)驗(yàn)課在線翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，相比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間大大縮短;通過小組或班級(jí)討論，更有助于對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解與掌握。但是，對(duì)于意志力薄弱、學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，或是性格內(nèi)向、不善言辭的同學(xué)而言，學(xué)習(xí)效果不甚理想。結(jié)合調(diào)查，筆者認(rèn)為“軟件仿真實(shí)驗(yàn)+線下翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)效果可能會(huì)更好一些。

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