基于翻轉課堂理念的工程圖學教學應用研究

許冬梅　陳松平

摘 要 翻轉課堂教學模式有其典型特征和明顯的優勢，它不僅符合認知規律，而且能提升學生的自學能力、表達能力、觀察能力和判斷能力，有利于個性化教學。筆者將該模式應用與工程圖學教學并取得良好效果，但在實施翻轉課堂過程中也存在一些問題，其中，學生能否自覺、主動進行課外學習是問題的關鍵，這是實施翻轉課堂教學的前提。翻轉課堂教學對教師的綜合能力也有較高要求；高校現有的分配制度不利于翻轉課堂的普及。

關鍵詞 翻轉課堂 教學模式 高校教學 工程圖學 應用 局限性

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

改革教學模式、提高課堂教學質量一直是高校教育教學研究的重要課題。當今學生獲取知識的渠道和方式隨著互聯網技術的飛躍發展和知識的數字化而在不斷地發生改變，這種改變影響了課堂教學，迫使教育者探索、研究適合時代的高校教學模式。多元化教學模式是當今高校教學的普遍現象，根據課程特點的不同，有利用多媒體教學課件+板書的教學，有微課、慕課、翻轉課堂、慕課+翻轉課堂教學等等。近年來，眾多教育專家對翻轉課堂教學模式進行了研究和探討，比如，邵霑霞基于翻轉課堂理念對思想政治教育教學模式進行了研究，該研究打破傳統課堂的時空界限，提出了將該教學模式運用到教學中的可操作化設計。李婉嘉、徐晶和李爽為了提高教學質量，基于“翻轉課堂”理念設計出通用技術課程教學模式，與傳統課堂相比，前者使學生學習更具有主動性和可控性。

筆者在應用該教學模式的過程中，在收獲其教學優勢帶來良好效果的同時也發現存在一些值得探討的問題，這與教師對其采用的教學模式的內涵理解、教學過程設計、對教學對象（學生）學習狀況的了解與契合以及教師本身的綜合能力等諸多因素密切相關。

1翻轉課堂教學模式的特征與優勢

翻轉課堂教學模式是從國外傳到國內，進而被許多高校教師嘗試采用的教學模式，該教學模式有以下主要特征：（1）課前學習。學生根據教師提供的微課、課件等教學資源在課前先學習，并在網絡平臺上與老師交流。（2）課堂答疑，完成練習。學生在課前學習的基礎上，回到課堂，將課前學習遇到的問題提出，教師解答，學生與學生之間、師生之間展開互動；學生在課堂上完成練習。從傳統的“依教而學”轉變為“先學后教”。（3）學生對自己學習負責，變被動學習為主動學習。（4）教師角色的轉變，即由課堂“授課”到“解答問題”、歸納小結、教學評價的轉變。

翻轉課堂教學模式的主要優勢：

（1）提升學生的自學能力。學生必須在課前按照老師布置的任務，對教學視頻、課件中的各個知識點、重點和難點逐一自學，這個過程有利于培養、提升學生的自學能力、分析問題、解決問題、歸納問題的能力，同時，也是知識內化的一個過程。

（2）提高學生的表達能力、觀察能力和判斷能力。學生在課堂上提出自學中的疑難問題，在這個過程中，老師的解答，或其他同學的參與討論、互動，該生的主觀能動性處于積極狀態，在接收和反饋相關信息的同時，其表達能力、觀察能力和判斷能力得到訓練和加強。

（3）符合學生的認知規律。學生在自主學習中遇到不解的問題，可通過網絡在線平臺或學習系統請教老師；也可在課堂上，提出疑惑部分，獲得老師的針對性釋疑解惑，這種“先學后教”的學習模式“對癥下藥”，效率高，效果好。

（4）有利于個性化教學。學生課前依照老師提供的任務單以及涵蓋了知識點、重點和難點的微課等資料進行自學，同時，還可以根據自身需要選擇性反復學習、重現場景或將易懂部分“快進”，自主把控學習的節奏。在課上課下提出自學中遇到的問題時，該生獲得的是一對一的答疑解惑，這是傳統的“依教而學”模式中因課時受限而比較難做到的環節。學生在做作業的過程中，可能會遇到新的問題，此時求教，便可獲得對知識更深刻、更完整、更全面的理解。

翻轉課堂教學模式將傳統教學模式的課內外時間進行了重新調整，把學習的主動權轉移給學生，把課堂時間用于教師解答學生的疑難問題及隨即引發的新問題、新思考，用于師生、生生共同探究問題。教師不再占用課堂時間進行教材“印刷式”（指按照課本整章整節地授課）式講授知識。課外時間，除了學生自主學習外，還能在網絡上與其他同學討論，老師也有更多的時間與學生交流。這種教學模式，學生參與度強，使學習更加靈活、主動。這是在互聯網時代才可能實現的教學模式。

2翻轉課堂教學模式的應用

筆者與課程組教師應用翻轉課堂教學模式對工程圖學課程教學進行了改革。根據生源狀況和教學環境，將“翻轉課堂”本土化，設計出如圖1所示的工程圖學教學模式和課程開發與建設思路；組建在線開放課程課題團隊，研討具體實施方案并展開教學實踐與研究。

* 備學生：指分析和把握學生現有的知識基礎，了解學生的知識組織形式以及學習中可能出現的問題。

2.1理解翻轉課堂理念，開發與建設課程

在翻轉課堂教學模式中，無論是學習節奏、輸入信息的方式、知識的吸收過程，還是學習時間的分配，學生對課程學習都享有主動權。教師在整個教學過程中起著提供學習知識的資源、設計知識點的表現形式、引導、點撥、溝通、協助及教學環節和教學過程的設計和把控的作用。

2.1.1設計、錄制微課

根據教學大綱和課程教學目標并進行分解，選取教學內容并進行排序；遵循學生的認知規律，在了解生源狀況的基礎上設計教學節奏，錄制微課和相關教學課件。在制作過程中，注意激活學生原有的正確知識，使之發揮作用去掌握新知識，促進學生將已有的知識逐漸內化和吸收，從而轉化為繼續學習的能力。與此同時，要憑借以往的教學經驗預估學生在自學過程中可能會遇到的困難和難點，比如：工程圖學中的二維圖形與三維實體的轉換思維訓練就是一個難點，將訓練和培養學生的空間想象能力和思維能力方法和手段有效地融入到微課、課件中；用心設計學生的學習過程，幫助其建立知識之間的聯系，這是實現翻轉課堂教學的一個重要環節。

2.1.2構建在線開放性教學平臺，使其實現功能

充分發揮互聯網的優勢，創建在線開放性工程圖學課程教學平臺，這是師生交流、學生自主學習、信息反饋以及收集信息的網絡平臺，它在翻轉課堂教學中起著重要作用。學生通過平臺，觀看微課、視頻和閱讀相關資料、與老師交流學習中遇到的問題；提交作業；提升自學能力等。教師通過該平臺上傳教學資料，考勤、收閱評判作業，通過網絡顯示的數據及相關信息掌握學生自主學習的情況，比如，觀看微課的次數和時長、作業完成情況等等。這些信息有利于教師設計課堂教學的內容、節奏把控以及了解到學生的知識組織方式，便于幫助其建立知識之間的聯系，這部分在教學中常常被隱藏或忽略，但這卻是一部分學生努力學習而又學不好的一個潛在因素。

2.2激發學生的學習動機，維持其學習興趣

當代學生的學習動機水平由三個因素所決定：目標的價值、完成目標的預期和學習環境。所以，教師要引導學生確立價值、建立積極預期，幫助學生建立學習環境。所以要用心設計學習任務，讓學生能看到任務的價值，感受到任務和自己的愿景相關聯。任務的難易程度要適當，循序漸進，導向教學目標，比如，擬定“測繪減速器低速軸零件圖”的任務，該任務的學習目的是掌握軸類零件的表達方法，為繪制減速器裝配圖乃至后續課程“機械設計課程設計”打基礎。軸類零件應用及其廣泛，這是機械類專業學生必備的基礎知識和技能。相對而言，軸零件結構比較簡單，比較容易建立起學生的學習成就感。在執行任務的過程中，教師及時給學生提供針對性的反饋和指導，引導學生養成積極反思、分析、判斷的學習習慣，使其體驗到老師和環境對自己的積極支持，學生感受到學習的喜悅，激發學習的興趣，進而維持學生學習的動機和興趣。

2.3課堂教學

工程圖學課堂教學設計了五個環節。首先是發揮移動互聯網的作用，學生利用手機掃屏幕二維碼簽到，教師從手機上獲取學生的疑問并逐一解答問題，這種方式相比傳統教學方法，更適合部分因種種原因而感覺自己不便于直面提問題的學生，或者是自認為處于一種被邊緣化的學習狀態的學生。更多的是學生也可直接提問，師生共同討論、分析問題，達到解惑的目的，營造放松、安全、尊重的學習氛圍。其次，教師引導學生完成作業，在此過程中，注意有效激活學生原有的知識，觸類旁通，舉一反三，發揮它們的作用去掌握新知識。 第三，協助學生完成知識的內化，這個過程貫穿于課內外學習。每位學生對知識的感悟時間、程度以及對知識的組織形式等均有差異。教師要善于協助學生將新知識與其認知結構中已有的適當概念建立非人為的和實質性的聯系。在工程圖學的箱體類零件表達方法部分，引導學生在原有對組合體畫法這個認知結構的基礎上，認識箱體與組合體在結構的不同之處和相同之處，形成新的認知。第四，教學評價與反饋。課堂小結，從答疑和完成作業過程中歸納總結出學生的學習情況、對知識的理解和掌握程度，找出需要強化和“撿漏”的部分，引導學生整理所學知識。展示學生的成果；反饋作業完成情況、測驗或考試情況并實施個性化指導。第五，下達任務單。將課前擬定的任務單下達給學生，并進行目的、要求等解讀，也可適當提示解題時應注意的方面。注意把控練習題數量和頻率要達到一定的數量級，確保達到預期效果。

工程圖學教學流程整體設計如圖2所示。

3教學效果

筆者在2017級至2018級中隨機抽一個班級嘗試實施了翻轉課堂教學，由同一教師任教。兩年來，隨著在線開放平臺的建設和實施方案的不斷改進，學生的學習成績有明顯提高，成績狀態分布如表1～表3所示。表1為2015-2016學年第2學期用傳統教學模式教學的班級的成績；表2為2016-2017學年第2學期部分章節實施翻轉課堂教學班級的成績，表3為2017-2018學年第2學期實施翻轉教學班級的成績，該班級成績居平行班級之首，且拉開一段距離。表明翻轉課堂教學取得良好效果。其他班級采用傳統教學方法，期末平均成績在58～67分之間。

表1：2015-2016學年第2學期傳統教學班級的成績

表2： 2016-2017學年第2學期部分章節翻轉教學班級的成績

表3：2017-2018學年第2學期實施翻轉課堂教學班級的成績

實施教改的教師具有豐富的工程圖學教學教改經驗，掌握現代教育技術，對翻轉課堂教學理念和模式有著深刻的理解；主持整個課程教學設計、開發和建設，擅長引導學生理解、整理知識，將新知識與原有知識建立起實質的聯系，提升了教學效果。2017-2018學年第2學期還有一個班級也參與了翻轉課堂教學，由另一位教齡三年的教師擔任，該班級成績與傳統教學班級相近。

4存在問題

雖然實施翻轉課堂教學取得良好效果，但在其過程中也存在一些問題。

4.1學生學習缺乏自覺性和主動性

實施翻轉課堂教學，學生把握著學習的主動權和決定權，即要求學生課外要依照任務自主學習，然而，近一半學生無法做到課前先學，缺乏學習的自覺性，這嚴重影響了翻轉課堂的實施。這種現象很大程度上是由于高校學生入學之前深受應試教育的影響，養成了被動學習的習慣，工程圖學是大一開出的課程，學生剛跨進大學，難以適應翻轉課堂學習模式。

4.2教師的綜合能力

實施翻轉課堂教學，無論課內還是課外，對教師的綜合能力都是個挑戰。從教學設計、錄制微課、制作課件、線上線下交流和答疑、巧妙擬定任務單到課堂組織教學（五個環節），對教師的組織教學能力、對課程內容的深刻理解和把控，以及教師的計算機應用能力等諸多方面都是一個考量。

4.3高校教師的分配制度制約了翻轉課堂教學

一直以來，高校教師的工作量是以課堂教學時數進行核算的，實施翻轉課堂大大增加了教師的工作量，從教學設計、錄制微課到隨時隨地與線上學生反饋、交流，需要花費大量時間和精力，這些都無法計入教師的額定工作量，這種狀況影響了教師的教改積極性，制約了翻轉課堂的普及。

4.4教學班級人數偏多

翻轉課堂模式適合25-30人的小班教學，如果人數過多，在學習交流、解惑環節難以實施個性化教學，影響實施效果。

5結語

翻轉課堂教學模式引入高校，無疑給高校教改注入生機和活力，其優勢顯而易見，該模式的教學理念和個性化教學設計，有利于訓練和提升學生的獨立思考、自主學習能力，促進師生交流，提升教學效果。工程圖學教學改革經驗表明翻轉課堂可以作為高校教學改革的一個方向，但在實施過程中存在一些問題，說明翻轉課堂模式有其局限性；其中，普通高校相當部分學生不能自覺完成課外學習任務是瓶頸；高校的分配制度不適合翻轉課堂模式的實施。所以，在實施翻轉課堂模式之前要分析、評估生源狀況、師資條件和教學環境等影響因素，以獲得更好的實施效果。

基金項目：福建省教育廳2016年立項項目：福建省省級精品在線開放課程-工程圖學，項目編號：FJOOC-2017098。

作者簡介：許冬梅，女，1959-12，福建龍巖，漢族，本科，教授，研究方向：機械設計與制造；陳松平（1975-03），性別：男；民族：漢族；籍貫：福建漳州，職稱：副教授，碩士研究生，研究方向：機械設計/智慧教學。

參考文獻

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