高職機電類專業基礎課程翻轉課堂教學模式改革實踐

朱節宏　謝述雙　盧運嬌

【摘 要】本文以“液壓傳動”課程為例論述高職機電類專業基礎課程翻轉課堂教學模式改革，從教學知識內容的重構、教學資源的制作與上線等方面闡述翻轉課堂教學模式的設計，以知識點“齒輪泵”為例通過課前預習、課中分組討論、課后拓展等步驟介紹“液壓傳動”翻轉課堂“標準化”教學模式的實施過程。

【關鍵詞】高職電類專業基礎課程? 翻轉課堂? 教學模式? 液壓傳動? 教學改革

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）10C-0071-04

翻轉課堂教學模式是一種基于信息技術與教學內容、教學方式方法的深度融合，通過對傳統教學模式的變革，從而實現信息技術有效支撐并促進技能型創新型人才培養的教學模式。它是教育教學改革和信息化教學的重要組成部分。翻轉課堂教學涉及的具體工作包括課程知識內容的重構、教學流程和教學方式的重構、教學資源（課程視頻、作業練習）的呈現方式及學習評價方式。在“互聯網+”背景下，作為教學創新的一種模式，翻轉課堂教學更加強調的是一種個性化學習、自主性學習及混合式學習方式的有機結合，這也是技術應用型人才培養的有效手段之一。

一、高職機電類專業基礎課程教學與翻轉課堂

機電類專業基礎課程是為學習專業知識和工程技術技能奠定基礎的課程。作為專業課程學習的基礎，專業基礎課程在整個課程體系中具有上下銜接的作用。具體對機電類專業來說，該課程旨在讓學生理解掌握機械原理、工程材料及熱處理、機加工工藝及設備、材料成型、電工電子、電氣自動化控制和液壓氣動等系列的工程技術基礎知識和學科前沿技術，具備較強的自主學習能力、工程問題解決能力及創新精神。

在培養高素質勞動者和技術技能人才的職業教育改革大環境下，高職機電類專業基礎課程的教育教學中，理論學習和實踐鍛煉同樣重要。目前，北海職業學院機電類基礎課程和專業課程的教學基本上都在推行理實一體化教學模式，或先講理論后開展實訓，或先開展實訓后講理論。在實際的教學實踐中發現，大部分的課程，學生對理論講授內容學習的自覺性嚴重不足，理解接受程度也較差，這極大地影響了實訓活動的開展和質量，整體教學效果不佳，對學生職業能力的形成也是相當不利的。從這一點上講，教師必須充分認識理論學習的重要性，重新審視或者改變原有的教學方式和評價考核辦法，從豐富教學內容組織形式，保證學生主動參與、自覺學習角度入手，多途徑地思考如何提高課堂的學習效率。以“液壓傳動”課程為例，液壓基礎知識、液壓元件結構原理、液壓控制技術、行業技術規范及前沿技術等理論部分的學習可以安排在課堂外，通過慕課、社交媒介及各種視頻平臺，以微課形式向學生推送，教師通過結果性的評價有效督促學生，讓學生隨時隨地、通過自由輕松的形式，自主自行地、按質按量完成學習和相應的自檢練習，教師會及時獲取相關的結果性評價和反饋，適當調整教學設計和教學計劃，因材施教，這是引入翻轉課堂教學的主要目的之一。

二、“液壓傳動”課程翻轉課堂的教學設計

教學設計是一種教學計劃和教學過程的設想，由教師根據專業人才培養方案、課程標準及教學對象的特點，將教學目標、教學重難點、師生互動方式方法、課堂教學步驟及課后作業等方面的內容進行合理的編排組合后形成的。教學設計是一種教學原理的轉化、計劃性和決策性的活動，這種活動的目的就是為了更好地激發教學對象的學習興趣，獲取知識與提高專業技能。

跟傳統的課程教學設計相比，翻轉課堂的教學設計要求教師必須整體把握學科及課程在整個專業人才培養方案中的地位與作用，將人才培養標準所需掌握的知識及技能分解投射到課程的實際教學內容與課堂內外的活動，并形成一系列教學輔助課件、微課學習視頻、動畫、理論測評要求及實踐測評要求。有了這個課堂翻轉的課程資源前提，再交叉結合啟發式、探究式、參與式、合作式等課堂教學方式，讓學生充分自主形成習慣，實現課堂內外學習及教學管理的合理高效搭配，教學質量的提升自然水到渠成。

（一）“液壓傳動”課程知識內容的重構

現代職業教育是服務經濟社會發展需要，面向經濟社會發展和生產服務一線，培養高素質勞動者和技術技能人才并促進全體勞動者可持續職業發展的教育類型。隨著我國經濟社會發展進入新的階段，經濟結構調整和產業升級不斷加快，大國工匠、能工巧匠靠的還是高技術高技能，這種技術技能型人才需求的巨大“缺口”，未來將由職業教育大力培養填補。培養高素質勞動者和技能型人才，服務發展，促進就業創業，從適應時代發展要求出發，具體到專業基礎課程上，課程知識內容重新合理的構建尤其重要。

“液壓傳動”是高職機械、機電、電氣及汽修等工科專業的專業必修基礎課程。該課程強調實踐技能鍛煉的重要性，特別是涉及液壓元件拆裝，液壓基本回路的控制設計、組裝驗證實驗，典型液壓系統的分析，實際工程機械、工程車輛及工業機床等液壓系統的維護保養、故障診斷及維修，都要在課程教學內容中重點體現。結合現有課程資源、教學實驗裝置及相關液壓主機設備，本課程以高素質技能型人才培養目標為宗旨，進行了合理的教學設計，融入液壓行業生產實際，在原有機電類課程通識的理實一體化教學中，著力課前課后的布局，課堂任務的豐富可操作，實踐操作技能的強化，開展了“液壓傳動”課程知識內容的重構。

“液壓傳動”課程課堂教學內容的重構，主要脈絡分為液壓基礎理論、流體基礎實驗、液壓元件的認識拆裝、液壓基本回路實驗、典型液壓系統認識分析及液壓系統的設計計算（課程設計）等六個部分，每個部分對應著理論學習和實際實驗、操作實訓及演示裝置的制作任務。理論學習部分具體分為：液壓元件結構及工作原理、流體力學基礎、液壓原理圖組成及分析、液壓基本回路、現代液壓控制技術及工業實際應用拓展知識。課堂實際操作、課后實驗、實訓或裝置制作內容主要有液壓演示機構制作、液壓元件拆裝、流體力學實驗、液壓基本回路組裝調試、主機液壓系統認識拆裝及液壓傳動課程設計等。在課堂內外教學實際管理當中，針對每一個教學內容點，可以采用課堂演示、辯論搶答、分組討論、虛擬仿真演示和生產見習等形式。

（二）“液壓傳動”課程教學資源的制作與上線

“翻轉課堂”作為“以學生為中心”的教學模式，是以教師提供課程知識點短小精悍的教學短微視頻為基礎，輔以知識點的微課件、在線練習題及其他可視化教學資源，學生在上課前觀看學習微視頻和完成相關練習，課堂上進行平等對話、參與式合作式的師生互動與團組學習，通過分組討論、團隊協作和教師引導解決相關的知識疑難，完成既定的課堂學習任務，達到知識的理解與技能的掌握。在整個教學過程中，從提高學生解決問題的能力、課堂的教學效果和學生的獲得感出發，鼓勵學生積極參與、主動大膽地思考。

要很好地實現翻轉課堂的教學，教師扮演著“服務者與引導者”的角色，關鍵內容之一就是課程教學資源的制作，在移動互聯的大環境下，還必須做好教學資源的上線和更新。“液壓傳動”的教學資源包括課前、課堂和課后三個部分。課前部分主要是知識點短微視頻、微課件和預習性練習，具體要做到1學時1微課（至少是1學時1微課，有的內容會有多個微課），微課知識點包括液壓系統的組成原理、液壓系統的工作介質、帕斯卡定律、伯努利方程及液壓系統的能量損失等，不一一列舉;課堂部分是演示類元件動畫、主機設備數模、操作演示、故障診斷、維修保養和課堂作業，這里的演示包括液壓元件內部結構動畫、液壓基本回路及典型液壓系統動畫、主機液壓系統三維數模等;課后拓展性的學習內容主要是行業技術前沿動態、企業生產生活情況及無命題、開放式的課程資源，類似液壓與工程機械、液壓與航空航天、液壓與工業機床、液壓與礦山機械、液壓與農業機械等，或微課或課件或動畫，課后每節的學習內容同樣包括在線作業，學生自主完成并直接反饋。該課程計劃安排32學時，每個學時都配有具體的學時教案、課件、微視頻及在線練習，課堂學習內容（課堂教學執行任務方案）以“學生課堂手冊”體現，課前課后學習內容則全部移動在線。

也就是說，以上課程教學資源的微視頻、微課件、動畫、數據數模、配套練習的文檔圖片等，都會上傳到網絡，在每次上課前和上課后，教師都會推過微信公眾平臺進行推送所對應的課程內容，學生則利用課外時間自行學習，完成相關的練習（掃二維碼的形式）、按要求準備或總結相關的上課材料，便于在課堂上進行統計、提問、分享、討論與開展實驗實訓，以更好地達到課堂的教學目標。

三、翻轉課堂教學模式的實施

（一）翻轉課堂教學模式實施的總體思路

翻轉課堂的教學實施過程，是教學內容的課前傳授與自主學習，課堂的管理、提問、解疑與任務式的分組討論、實驗、實訓或總結分享，課后拓展鞏固知識的傳遞與自主學習。學生課前課后學習的自主性、課堂任務的參與度、教學課堂的管理能力是影響整個課程翻轉課堂正常開展和教學質量的重要因素。

“液壓傳動”課程在高職專業的學習要求，側重性與本科專業會有所不同。圍繞著“傳承技術技能，促進就業創業，培養高素質技能型人才”的高職人才培養目標，“液壓傳動”翻轉課堂教學實施，堅持以學生學習能力、個性特點的有效了解和評估為基礎，以學習內容可控可操作、難度適中和緊貼實際為標準，按質、按量、按時地執行課程教學進度要求。

（二）翻轉課堂教學模式實施的具體過程

為了規范執行課堂教學進度要求，本課程根據教學設計制作了“教師課堂工作手冊”和“學生課堂工作手冊”，作為教師與學生課堂工作的依據。“教師課堂工作手冊”是規范教師在課堂內外的教學，以及對課堂教學效果的記錄和重要的課后教學反思;“學生課堂工作手冊”是一本按照教學設計及具體的授課計劃，將各個教學內容任務化的學生工作執行方案，里面包括實訓報告和課堂練習。本課程翻轉課堂實施過程主要是下面三個基本環節。

1.課前，教師將每次課講授的內容（視頻、課件、練習、學習要求等），通過網絡或社交平臺向學生推送并接受反饋，學生通過移動客戶端自行學習，完成練習，并根據上課要求做好相關準備工作。

2.課堂上，學生通過分組，由組長組織組員根據“課堂工作手冊”要求，分析討論、實際操作，完成相應的報告、實驗、實訓及總結分享，教師是任務過程的引導、解疑及課堂工作有序開展的管理者。

3.課后，教師將與每次課相關的拓展知識（實際生產及應用、技術前沿消息或文獻），又通過網絡或社交平臺向學生推送，學生利用課余時間自行學習，以達到對課程、行業、相關職業的進一步了解與認識。

下面以知識點“齒輪泵”為例，課堂時間為兩節課共80分鐘，介紹“液壓傳動”翻轉課堂“標準化”教學模式實施的過程，如表1所示。

這種標準化、程式化的翻轉課堂教學模式的應用，是整個“液壓傳動”翻轉課堂教學模式改革的重點工作，但也只是改革的第一步，這一步是為了把學生從“滿堂灌”中解放出來，提供一種更加輕松、便捷和有效的理論學習的途徑，讓他們在實際操作工作中主動參與，積極思考，逐漸形成良好的作業習慣和團隊合作的意識。

四、翻轉課堂課程教學效果評價及考核

（一）課程教學效果評價及考核（常規）

課程教學效果評價的目的在于提升學生將所學知識轉化為服務于實際工作的能力，提升這種能力是技能型人才的培養目標之一，同時也是“液壓傳動”翻轉課堂教學模式改革的主要方向。傳統的課程評價內容僵化、形式單一和缺乏結果分析反饋（教學難以相長），“液壓傳動”課程有針對性地、重難點突出和多點覆蓋地開展多元化的客觀教學效果評價，這很大程度上增加了教師的工作量，對教師綜合素養的要求也是一種挑戰。

不管是通過理論、實踐或“理論+實踐”的方式，課程教學效果的評價就是檢查學生對知識和技能的理解與掌握程度，評價的結果分析是教師進行教學反思、教學創新和自我提升的主要依據之一。“液壓傳動”課程是專業基礎課程，課程的考核指標包括平時成績（占60%）和理論成績（占40%）兩個部分。平時成績指標細化為出勤成績、課前練習（準備）成績、課堂學習（任務）成績和課后拓展練習成績，基本上每一個短微視頻、微課件和課堂任務的學習訓練都會有一次成績記錄，自主學習內容成績計入個人成績，分組任務成績由組長協調好成績分配再計入個人成績，最后的個人平時成績是一個由多組數據構成的加權分數（計入個人最終平時成績的統計數據，大約120組/人），以達到對課程整個學習過程的客觀統計。在課程平時成績統計過程中，實行的是專業所有班級的整體評價，最高100分、最低0分（由統計函數控制），全體學生成績關聯滾動（關聯公式由統計函數控制），也就是說，每加一次任務成績，全員成績都會發生浮動。理論成績是期末的課程理論考試的卷面成績，主要考查學生對液壓傳動基本理論、液壓元件的結構原理、液壓系統的設計計算及分析等內容的掌握情況。

（二）課程教學效果評價及考核（創新能力角度）

提升高職學生創新能力是現階段我國高等職業教育的內在要求，是高等職業教育服務“中國制造2025”的有效保證，將學生的創新意識培養和創新思維養成融入教育教學全過程，按照高質量創新創業教育的需要進行有效的教育教學改革，促進專業教育與創新創業教育有機融合，是高職院校專任教師的重要職責。上述講的是常規的教學考核評價過程及方法，下面將根據成果導向教育理念探討學生創新能力的評價。

“液壓傳動”是以液體作為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動方式，其應用于生產生活，與微電子、計算機的結合日趨緊密，教學要求強調學生實踐操作技能的鍛煉和創新能力的培養。如何做好課程學習成果的設計將是關鍵，而關鍵的關鍵就是實踐教學必須聯系生產，提高學生解決實際問題的能力，教學成果就是這種能力的有力體現。回到成果導向教育理念下，我們想讓學生取得的學習成果又是什么？要回答這個問題，首先要堅信一點，以傳授知識、技藝技能的高等職業教育，必須改變傳統任務式的教學，教師必須創新，有責任為學生構建創新能力培養的環境，通過多途徑引導學生進行創新性地自主學習。結合課程教學改革推進的思路，“液壓傳動”課程教學效果評價中，學習成果又可分為以下十項，分別是液壓系統結構組成及工作原理演示、帕斯卡定律驗證、伯努利原理驗證、壓力損失演示、液壓沖擊演示、容積式液壓泵結構原理演示、液壓執行元件（液壓油缸、液壓馬達）結構原理演示、液壓控制閥結構原理演示、工程機械液壓系統故障診斷與維修、液壓機構設計，每項成果技術及時間大約為兩周，都可以通過自行擬定開放性的實驗設計制作完成。在這里，每個學習成果項目對應著學生自主完成的一個演示、實驗裝置及實際設計操作過程評價，這在整門課程考核中占比60%以上，這是對取得學習成果的認可，也是對學生創新能力和動手能力的肯定。換句話說，學習成果是學生實踐操作技能、職業能力和創新能力的重要體現，學生取得了這些學習成果，成績可達到良好及以上，這種評價方式對高職機電類專業基礎課程或專業課程的教學來說，亦非創新，但在可操作性上、拓展學生創新思維上極有成效。

“液壓傳動”翻轉課堂教學模式改革中，有關學生創新能力的評價，經過一系列開放性實驗設計與制作，涌現了各式各樣創新性的學習成果作品，這些作品都是學生學習團隊利用課堂、課后討論、共同制作出來的，主要有以下幾類：（1）3D打印、玻璃鋼制品，如齒輪泵（配電馬達演示）、柱塞泵（手動演示）、閥類內部結構模型;（2）工程機械工作裝置，如液壓挖掘機工作裝置（配油缸、手動演示）、叉車工作裝置和轉向裝置（配油缸、手動演示）、輪式裝載機工作裝置和轉向裝置（配油缸、手動演示）;（3）普通機械機構，如液壓機械臂（配油缸，手動演示）、液壓升降機構（配油缸，手動演示）、飛機起落架機構（靜態展示）;（4）流體實驗裝置，如帕斯卡球、伯努利紙牌、伯努利氣球、噴霧器、伯努利管等。并且這些演示、驗證實驗裝置、機構的設計制作，都經歷過了課堂上的演示、操作講解，以及課堂現場的答辯，有一些作品，教師也會建議在相關課題下考慮申請實用新型專利。

翻轉課堂教學模式改革堅持了“以學生為中心”，讓學生課前自主學習，課堂內外通過組內協作、討論與動手操作制作，實現課堂全翻轉的同時，取得課程既定設計的學習成果，完全開放性的課程實驗設計，也達到了職業能力和創新能力的培養目標。這種評價理念，作為歐美發達國家現行教育教學改革的主流理念，在工程教育領域中應用具有現實意義。

（三）信息反饋與教學反思

在翻轉課堂實施的過程中，充分利用了手機、平板電腦等實時移動互聯終端設備，學生可在慕課平臺、公眾平臺、社交軟件及其他視頻平臺進行學習信息的實時信息反饋，這類反饋內容包括客觀性的結果評價、主觀性的學習心得體會以及其他技術性的探討。教師利用網絡進行收集、回復、解釋及匯總整理，其實就是一種師生虛實結合的教學互動，這對教師更好地了解掌握學生的學習興趣動向及工作能力特點，提高個人業務能力和信息技術處理分析能力，促使教師進行更深入的教學反思，都是大有幫助的。

教學實踐證明，翻轉課堂教學模式踐行了“以學生為中心”的教育理念，很好地滿足了學生學習方式的需求，學生學習的主動性得到很大的提高，動手能力和創新能力得到進一步增強，多種優質的視聽資源也豐富了知識傳播的途徑和延續性。對教師而言，最大的變化就是從傳統課堂完全主導講授的氛圍中解放出來，在提供優質服務的角度，通過課程內容的整理重構、信息技術手段的使用，極大地促進了信息化教學手段應用能力的提升。對于高職機電類專業基礎課程來說，教師對學生已有知識背景、個性特點和學習能力的了解掌握是實施課堂翻轉教學的重要前提，因此仍然需要督促學生課前要主動學，課堂內外要大膽思考、動手做，讓學生保持對課程學習的熱情和高參與度。

【參考文獻】

[1]何麗玲.翻轉課堂在我國高校應用述評[J].高教論壇，2018（6）

[2]李浩，張秀花，等.面向新工科的機械類基礎課程體系構建[J].河北農業大學學報，2018（5）

[3]解志君.翻轉課堂教學設計與組織實施研究[J].科教導刊（上旬刊），2018（34）

[4]凌云霄.翻轉課堂的具體實施策略[J].基礎教育研究，2018（3）

[5]李蓓春.翻轉課堂改革課程績效評價指標的構建探索[J].現代教育技術，2018（6）

[6]趙玲玲，駱鈞飛.基于翻轉課堂的混合式教學設計和實踐研究[J].改革與開放，2018（10）

【基金項目】2019年度廣西職業教育教學改革研究項目（GXGZJG2019B009）;北海職業學院“十三五”規劃2017年度科研課題第二批教改類重點課題（2017YJZ06）

【作者簡介】朱節宏（1984— ），男，廣西合浦人，機械工程碩士，北海職業學院講師，鉗工技師，研究方向：機械設備的設計開發。

（責編 王 一）