機械原理課程的翻轉課堂教學模式分析

謝紅梅　耿葵花

摘 ?要：隨著我國經濟實力的不斷提高以及教育實力的不斷增強，社會的快速發展對我國課程教學提出了更高的要求與挑戰，為以良好的姿態迎接這一挑戰，各大高校以及教師不斷研究提高教學質量的方法。由于機械原理等機械基礎類課程具有枯燥無味、晦澀難懂的特征，因而更加需要研究提高課程教學效果的方法。翻轉課堂由于其本身的優勢，已經被越來越多的人接受并認可，將翻轉課堂的教學模式應用于機械原理課程的教學中已是大勢所趨，同時也是提高課程教學質量、激發學生學習興趣的有效措施。文章研究翻轉課堂教學模式在機械原理課程教學中的具體應用。

關鍵詞：機械原理;翻轉課堂;教學模式

中圖分類號：G642 ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）17-0112-04

Abstract： With the continuous improvement of China's economic strength and educational strength， the rapid development of society has put forward higher requirements and challenges for curriculum teaching in our country. Schools meet this challenge with a good attitude. Colleges and universities and teachers continue to study ways to improve the quality of teaching. Especially in the teaching of mechanical principles， it is more necessary to study the methods to improve the teaching effect because of the dull and obscure knowledge of this kind of courses. Because of its own advantages， flipping classroom has been accepted and accepted by more and more people since it was discovered so far， and the teaching mode of flipped classroom has been applied and accepted by more and more people. The teaching of mechanical principle course has been the trend of the times， and it is also an effective measure to improve the teaching quality of the course and stimulate the students' interest in learning. Therefore， this paper analyzes the problems existing in the teaching of traditional mechanical principle course by understanding the teaching mode of flipping classroom， and then studies the concrete application of this teaching mode in the teaching of mechanical principle course.

Keywords： mode of mechanical principle; flipping classroom; teaching mode

機械原理是集理論性與實踐性于一體的課程，該課程幫助學生了解機械有關的基礎理論知識以及機械學科的前沿發展與應用，為學生將來從事機械行業的設計、制造、研發工作奠定重要的基礎。機械原理的主要內容有機構結構分析的基本知識、機構的運動分析、機器動力學、常見機構的分析與設計、機械系統方案設計等。從教學內容來看，機械原理相對后續課程有較強的理論性;另一方面，又有許多與工程實際密切聯系的設計內容，是工程類大學生接觸工程設計問題的“敲門磚”。該課程的學習效果， 直接影響到后續專業的學習與學生工程綜合能力的培養。該課程的教學質量直接關系到我國機械類人才的培養質量。

一、翻轉課堂教學模式簡介

翻轉課堂指的是在計算機技術的支持下，教師通過微視頻、仿真動畫等多媒體教學手段幫助學生完成課前任務并在課堂教學中與學生一起完成知識答疑、知識探究與交流互動等任務的新興教學模式[1]。該教學模式把傳統的學習過程翻轉過來，學生在課前自主完成教學內容的預習任務、在課堂上可以將預習中發現的問題同教師一起進行探討與研究。翻轉課堂教學模式可以將學生的注意力高度集中起來、幫助學生積極地思考問題并盡自己最大的努力將問題加以解決。該教學模式將學生在學習中的地位由被動接受者變成主動提出問題并解決問題的探究者。在提高學生主動積極性方面具有很強的現實意義，同時也可以將教師從反復講解相同知識的重復性勞動中解救出來。

二、傳統機械原理課程教學中存在的問題

（一）難以高質量完成教學大綱的教學要求

隨著機械行業的飛速發展，機械原理課程涉及的內容越來越多，但在高校教學改革的大背景下，傳統課程的教學學時不斷被壓縮。機械原理的教學學時，從以前的70-80學時逐漸壓縮到目前50-60學時。如果教師不及時更新教學理念和教學模式，難以高質量完成教學大綱的要求。

（二）學生對眾多知識點難以充分理解

機械原理課程是高等院校機械類專業的一門主干技術基礎課，不僅需要較為扎實的機械制圖、理論力學、材料力學等先修課程知識，還具有很強的工程性、實踐性和應用性。機械原理課程開設在大學二年級下學期，對大多數大學二年級的學生來時，工程知識、實踐經驗是非常匱乏的，對課程涉及的機構結構學、運動學和機器動力學等內容普遍感到抽象、難學。僅憑教師在有限的課堂學時面授講解眾多知識點，學生很難充分理解學科相關內容。

（三）難以保證學生實踐能力的提高

機械原理課程工程性、實踐性、應用性強的鮮明特點，決定這門課程的教學必須結合實際項目和實際應用。如果僅僅依靠有限學時的實驗環節，難以保證學生實際應用能力的提高，讓學生通過實踐掌握理論的目標也無從實現。

三、翻轉課堂教學模式在機械原理課程教學中的具體應用

在傳統教學模式中，教師起著絕對的主導作用。這種模式下，教師可以有效組織、管理、控制課堂，在一定程度上也保證了學生將注意力集中于教師的教學活動中。但該教學模式把學生當作灌輸的對象，教師的任務專注于傳授知識，而學生的任務是理解并消化教師講授的內容。傳統教學模式忽略學生的主動性和創造性，不利于培養具有創新思維和創新能力的工程人才。翻轉課堂教學模式側重于培養學生自主學習能力、分析事物能力和創新能力，是更深層次的主動性學習活動，但是單純的翻轉課堂教學效果過分依賴學生課前學習的自覺性和學習能力。

鑒于傳統教學模式和翻轉課堂教學模式各自的優缺點，在實踐中更行之有效的是混合式翻轉課堂教學模式。教師對課程及各教學單元進行教學目標分析，根據不同知識類型設計不同的教學方法，強調的是因內容施教的教學方法，以取得最好的教學效果[2]。

構建混合式翻轉課堂教學模式，需要具備的資源有：1. 具有一定專業知識和信息技術素養的教師，該教師要針對課程制定教學目標，提煉知識點，提供課程教學視頻、運動仿動畫、教學課件、導學手冊、習題冊等形式多樣的多媒體教學資源;2. 具有網絡教學平臺， 網絡教學平臺是學生學習的載體，學生通過網絡教學平臺獲取教學資源，進行學習交流[3]。

在滿足這些必要資源后，翻轉課堂教學模式在機械原理課程教學中的具體應用，需要落實以下幾個方面的工作：

（一）教學內容的總體設計

混合式翻轉課堂教學模式包含翻轉教學、傳統教學、混合教學三類模式，其中翻轉教學采用“課前視頻（動畫）+課內討論”，傳統教學采用“課內面授+課內討論+課外作業”，混合教學采用“課前視頻（視頻）+課內面授+課內討論”的教學方法;再輔以課外作業、課外實驗等手段[4]。

首先根據《機械原理》課程教學大綱，結合課程各部分教學內容的特點，設計好適合各部分內容的教學模式，各章節具體教學模式見表1。

（二）搭建課程網絡教學平臺

網絡教學平臺是開展翻轉課堂教學模式的重要載體。教學平臺搭建質量的好壞直接影響課程的學習效果。教師根據碎片化的知識點錄制形式多樣的多媒體課件：如微課，短視頻、動畫仿真、ppt課件，等，同時也收集與本知識點相關的講課視頻、習題集、試題庫等。如有需要，還可以開發一些互動性強的基于知識點的小游戲。教師把這些教學資源上傳到網絡教學平臺供學生在線學習。除了提供豐富的在線學習資源，網絡教學平臺還應該具備作業布置、作業提交、課程答疑等輔助功能。教師可以通過平臺查看學生的預習與復習情況，只有這樣教師才可以線上線下對學生的學習進行指導和監督，同時也有利于教師提高課堂教學質量。除此之外，有必要的時候，還可以以技術論壇、QQ群、微信等移動學習平臺等為輔助工具。

（三）翻轉課堂教學模式的實施

以機械原理課程中“四桿機構類型及演化”這一知識點為例，混合式翻轉課堂教學模式設計邏輯框如圖1所示。

具體實施過程如下：

1. 課前自主學習

上課前，任課教師以教學內容為依據，發布課前學習任務，學生通過網絡教學平臺上的微視頻、仿真動畫、PPT等手段提前學習本課時所要講解的內容，并讓學生把預習過程中碰到的問題記錄下來。

2. 課中討論分析

教師可以通過師生互動的形式來與全體學生一起復習課前預習內容，以加強學生對于新知識與概念的印象。教師在教學活動中以實例引導-問題驅動-能力導向-應用拓展為主線，通過工程實例，學生與學生之間，學生與教師之間開展以問題為驅動的互動、質疑和探討，達到解決問題的目標。

3. 課后總結提升

課后學生通過綜合練習和小論文的撰寫實現拓展提升。

其他知識點的教學亦可以采取相似的思路進行混合式翻轉課堂教學設計。

（四）翻轉式課堂考核方式的應用

傳統的考核方式只憑借一張試卷來判定學生的學習效果，該考核方式已經不能滿足時代發展的要求更難以適用翻轉課堂教學模式的需要。基于翻轉課堂的課程考核方式，在保證學生全面掌握基本知識的前提下，應將學生的發現問題、思考問題、解決問題的能力以及獨立學習的能力作為考核的重點。同時，基于翻轉課堂的考核方式應該是多維度評價系統，綜合全面地考核學生在教學活動以及學習活動中的表現。考核主體應該由單一的教師評價變為學生自主評價、學生相互評價以及教師對學生的各個方面的評價等。課程考核時將課前、課堂考試、期末考試三個方面按照30%、30%、40%的權重來進行綜合考核。課前對學生觀看視頻資料的情況、提出問題的情況以及測試題的完成情況進行考核。在課堂上主要是對學生發現問題的能力、問題解決的能力以及和其他同學的互動交流能力進行綜合考核。在期末考試中主要是對學生知識掌握能力以及對知識的綜合運用等作為考核內容[5]。

四、翻轉課堂教學模式的弊端

翻轉課堂不是萬能的，在實際應用中也存在一定弊端，主要表現為[6]：

（一）翻轉課堂教學模式需要教師具備較強的多媒體駕馭能力

翻轉課堂需要教師根據教學內容制作出精彩的課堂視頻，仿真動畫;大多數教師能熟練操作的是辦公軟件，對于多媒體制作等方面的軟件知之甚少。如果教師不具備較高的多媒體制作技能，要推動“翻轉課堂”改革還是有一定難度的。

（二）翻轉課堂需要教師在課堂上有較強的控制能力

課堂討論環節，面對學生提出的各種各樣的問題，如何在短時間內給出有效解答，對教師是一個較高要求。課堂活動開展過程中會出現各種預期不到的干擾因素，教師必須有較強的課堂把控能力，才能保證課堂的高效性。

（三）學生的自主性和自控性不受控制后容易脫離學習任務

翻轉課堂主要是學生利用電腦等設備完成課前教學內容的學習，學生的自主性和自控能力顯得尤為重要。學生在學習一段時間后，很容易出現注意力轉移，脫離原定學習任務的問題。這將直接影響到后續教師課堂活動的開展，從而影響翻轉課堂教學模式的教學效果。

五、結束語

翻轉課堂教學模式改變了教師和學生的身份，教師從傳統的知識傳授者變成了學生學習的引導者和推進者，學生從傳統被動的知識接受者變成了學習的主體，成為學習過程的中心[7]。這種教學模式顛覆了傳統的教育模式，在教育界掀起了一股熱潮。近幾年翻轉課堂教學模式在《機械原理》課程中得到了一定的應用且取得了一定的成效，但是翻轉課堂在實際教學應用中也必然會遇到各種問題和弊端，如何有效解決這些實踐過程中出現的不利因素，揚長避短地保證翻轉課堂教學模式的實際教學效果，是每一個翻轉課堂教學模式實踐者要思考的問題。

參考文獻：

[1]邱寶梅，鄭太雄.《機械原理》翻轉課堂教學模式的探討[J].教育教學論壇，2018（48）：143-144.

[2]林雪燕，潘菊素.基于翻轉課堂的混合式教學模式設計與實現[J].中國職業技術教育，2016（2）：15-20.

[3]張其亮，王愛春.基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J].現代教育技術，2014（4）：27-32.

[4]李俊嫻.基于“翻轉課堂+”混合教學模式的《軟件工程》課程的教學改革初探[J].教育教學論壇，2017（9）：116-117.

[5]丁瑞華.機械原理課程的翻轉課堂教學模式研究與實踐[J].河南教育（高校版），2017（6）：82-84.

[6]孫宏揚.翻轉課堂在實際教學中的弊端及對策研究[J].蘭州教育學院學報，2017（10）：100-101.

[7]陳潔.基于藍墨云班課和MOOC的混合式教學應用研究——以軟件專業《web開發》課程為例[J].數碼世界，2018（12）：165.