“工程機(jī)械設(shè)計”課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐

黃 毅 陳書涵 唐宏賓 何志勇 李戰(zhàn)慧 賀湘宇

(長沙理工大學(xué)汽車與機(jī)械工程學(xué)院 湖南長沙 410114）

工程機(jī)械是湖南省的經(jīng)濟(jì)支柱和重點支持產(chǎn)業(yè)，已成為湖南推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。長沙理工大學(xué)是湖南省屬重點大學(xué)，承擔(dān)著為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才和技術(shù)支撐的作用，工程機(jī)械已逐步發(fā)展成其特色鮮明的方向?！肮こ虣C(jī)械設(shè)計”課程為長沙理工大學(xué)機(jī)械大類專業(yè)（工程機(jī)械方向）的一門專業(yè)必修課程，該課程首先介紹了工程機(jī)械設(shè)計的一般理論，主要包括土力學(xué)基本理論、工程機(jī)械的行駛理論、工程機(jī)械的牽引理論等；接著對工程機(jī)械動力及底盤的工作原理、特性及設(shè)計方法進(jìn)行了介紹，包括工程機(jī)械發(fā)動機(jī)選型、傳動系設(shè)計、行走系設(shè)計、轉(zhuǎn)向系設(shè)計和制動系設(shè)計等；最后分別針對幾種典型工程機(jī)械的總體設(shè)計和工作裝置設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)分析，包括挖掘機(jī)、裝載機(jī)、振動壓路機(jī)等常用工程機(jī)械機(jī)型[1][2]。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

“工程機(jī)械設(shè)計”課程的內(nèi)容主要圍繞工程機(jī)械設(shè)計過程中的一些共性問題，在掌握了工程機(jī)械設(shè)計的共性問題的基礎(chǔ)上，再對工程機(jī)械設(shè)計中的個性問題進(jìn)行分析，最終做到掌握不同工程機(jī)械的設(shè)計方法。但事實是，工程機(jī)械設(shè)計的共性問題相關(guān)知識，一般較為枯燥且存在一定的理論深度，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中難以理解，所以在課堂教學(xué)過程中難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的“工程機(jī)械設(shè)計”課程，課堂上教學(xué)活動的主導(dǎo)者還是教師擔(dān)任，學(xué)生只能成為知識的被動接受者，導(dǎo)致“工程機(jī)械設(shè)計”課程的教學(xué)效果不理想，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，使本專業(yè)的學(xué)生不能較好地掌握這門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，這不僅會對后期實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)有較大的影響，甚至?xí)W(xué)生的畢業(yè)就業(yè)有較大的影響[3]。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方案

結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的特點與雨課堂的工具，“工程機(jī)械設(shè)計”教學(xué)實施方案分為課前—課中—課后三個階段。

課前，教師制作預(yù)習(xí)材料。包含視頻——重點難點內(nèi)容錄制視頻資料，時間不宜過長，如工程機(jī)械設(shè)計術(shù)語中的“滑轉(zhuǎn)率”“功率平衡”等；習(xí)題——盡可能覆蓋重點難點，課前課中習(xí)題難度注意區(qū)分，課前難度可稍微降低，如課前主要是理解、課后主要是應(yīng)用。PPT語音講解——概念、識記部分知識——工程機(jī)械設(shè)計術(shù)語的解釋、設(shè)計的流程、分析的過程等，可以在現(xiàn)有課件基礎(chǔ)上適當(dāng)添加語音講解。推送到學(xué)生手機(jī)終端，學(xué)生自主進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，完成預(yù)習(xí)，收集相關(guān)資料，進(jìn)行在線進(jìn)行測試等，并可以就學(xué)習(xí)中的問題向老師提問，與教師在線互動。教師也可以通過雨課堂查看學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，優(yōu)化改進(jìn)教學(xué)設(shè)計[4]。

課中，教師利用雨課堂開啟授課，針對課前學(xué)生學(xué)習(xí)中錯誤較多的重點、難點進(jìn)行精講、拓展，適合案例、計算習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生開展交流討論，通過推送習(xí)題和試卷對學(xué)生進(jìn)行實時測評，學(xué)生通過“不懂”按鈕和“彈幕”將實時學(xué)習(xí)情況反饋給教師，教師可以利用雨課堂記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡相關(guān)數(shù)據(jù)，及時調(diào)整課堂活動，有針對性地開展課堂教學(xué)。

課后，學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況，利用雨課堂推送的整個教學(xué)活動的資料進(jìn)行課程的復(fù)習(xí)鞏固，完成教師推送的課后習(xí)題和作業(yè)，并可以在討論區(qū)就學(xué)習(xí)問題與教師互動交流，教師可以收集學(xué)生答題數(shù)據(jù)，了解學(xué)生對知識點的掌握情況，進(jìn)行教學(xué)總結(jié)和評價。

建立課程評估體系，實行分項目考核制度。認(rèn)真做好各階段——課前、課中、課后的規(guī)劃和檢查，包括簽到情況、預(yù)習(xí)情況、測驗情況、課堂討論情況、課后作業(yè)情況等。1.重視前期學(xué)生主動學(xué)習(xí)的落實情況，如學(xué)生的自習(xí)名單、預(yù)習(xí)時長，了解掌握情況并及時總結(jié)，實踐運行后及時修正保證評估體系順暢運行。2.強化教學(xué)過程中線下課堂的數(shù)據(jù)收集，課堂討論的表現(xiàn)情況等。3.充分準(zhǔn)備線下課堂討論的主題及資料，在討論中正確引導(dǎo)與討論后總結(jié)提升相結(jié)合，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)予以綜合評價[5]。

三、翻轉(zhuǎn)課堂實踐效果

該教學(xué)新模式自從2017年開始在長沙理工大學(xué)機(jī)械類本科教學(xué)班級進(jìn)行嘗試。通過對學(xué)生的調(diào)查，學(xué)生普遍反映這種教學(xué)模式激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果有了較大提升，改善了學(xué)生課堂主動性不高、課堂參與度不高、綜合能力不強等問題。對比長沙理工大學(xué)教務(wù)系統(tǒng)關(guān)于參與課程的學(xué)生對該課程的評價數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實施教學(xué)新模式后的學(xué)生相比傳統(tǒng)教學(xué)模式的學(xué)生，滿意度有了較明顯提高，“很滿意”評價占比從14.7%上升到35.8%，“滿意”評價占比從43.9%上升到62.5%。有效提升了課程的教學(xué)效果。今后，我們將繼續(xù)推進(jìn)教學(xué)方法改革，按照“三三四”人才培養(yǎng)模式綜合改革要求，持續(xù)進(jìn)行課程建設(shè)，打造“一流課程”，培養(yǎng)“一流人才”。