工程制圖翻轉(zhuǎn)課堂教學改革提高學生創(chuàng)新能力*

左玉香，趙志遠，徐國棟

(鹽城師范學院化學與環(huán)境工程學院，江蘇 鹽城 224051)

高等教育的戰(zhàn)略目標就是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，提高大學生的科研能力和創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家。傳統(tǒng)的高等教育模式，有利于輸出“知識型”人才，不利于“智力型”人才的培養(yǎng)。智力因素和非智力因素共同影響著大學生的創(chuàng)新能力，傳統(tǒng)教學學科系統(tǒng)性使得大學生的智力因素得到強化而擁有豐富的知識，而非智力因素(如動機、興趣、情感、意志、性格)開發(fā)不足。核物理學家錢三強曾說過：“各種科學發(fā)現(xiàn)往往具有一個共同點，那就是勤奮和創(chuàng)新精神”。由此可見，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，除了擁有廣博精深的知識，還應具有高度的責任感，頑強意志和堅忍不拔的毅力，這些都屬于非智力因素范疇。

1 學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性

21世紀以來，國際教育改革不僅強調(diào)推進公平正義，更是強調(diào)促進創(chuàng)新驅(qū)動。一些主要國際組織及國家和地區(qū)進一步調(diào)整其基礎(chǔ)教育發(fā)展戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)向一種“能力導向”的人才培養(yǎng)改革運動，借以提升和保持本國在全球競爭中的優(yōu)勢地位。由此可見，“21 世紀能力”已成為國際基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式改革的核心目標。創(chuàng)新型人才應具有發(fā)揮自身優(yōu)勢來解決問題的能力，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的，是一項長期的系統(tǒng)化的工程。基礎(chǔ)教育和高等教育都有著相同的使命，只是分工和模式有所不同。培養(yǎng)專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新人才是高等教育階段的重要目標，而基礎(chǔ)教育階段則是根據(jù)學生的年齡特點，通過教師的鼓勵、引導學生發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢，塑造學生在學習動機、學習興趣、學習意志等方面的優(yōu)良品質(zhì)[1-2]。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式闡述

國外翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的起源是2000年，Lage等[3]在論文中介紹了他們在美國邁阿密大學講授“經(jīng)濟學入門”時采用“翻轉(zhuǎn)教學”的模式。后來，Bergmann 和Sams[4]通過錄制教學視頻，學生課前聽視頻、聽講解，老師在課堂上，主要進行問題輔導，或者對做實驗過程中有困難的學生提供幫助，進一步具體化的開展了該教學模式。由于我國手機、電腦等電子產(chǎn)品和網(wǎng)絡發(fā)展的滯后，教師沒有條件錄制并發(fā)布教學輔助視頻，早期打破教師滿堂灌的教學模式的改革有“學案導學”等教學模式，學生自主學習的途徑局限于使用教師編制的導學案，課本和習題冊等。

傳統(tǒng)教學模式過度強調(diào)課程及教學內(nèi)容的系統(tǒng)性和科學性，實施過程中突出教師的“主導”作用，學生處于被動接受學習，問題解決能力和創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)。2012年以來，翻轉(zhuǎn)課堂模式在國內(nèi)基礎(chǔ)教育和高等教育的教學中逐步推廣與實踐，翻轉(zhuǎn)課堂的教學本質(zhì)得到充分體現(xiàn)，應用該模式的教學目標就是讓學生從淺層學習走向深度學習，由低階認知水平向高階認知水平發(fā)展，實現(xiàn)學生對所學科目知識系統(tǒng)的深度理解，其學習過程有利于培養(yǎng)學生高階的思維能力和問題解決能力。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式促使學生開展自主學習，根據(jù)教師設計的任務單和視頻資料，以及教師課堂上的問題解決，最終順其自然地達到深度學習的目的[5]。而學生自主學習能力的提高，必然使得其相關(guān)的非智力因素，如意志、興趣等得到強化鍛煉，其在學習中的創(chuàng)造性學習能力也將油然而生。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在工程制圖教學中的應用

3.1 化學專業(yè)學生開展工程制圖課程的重要性

化學專業(yè)的學生畢業(yè)后可從事教師、化工生產(chǎn)和化工設計等行業(yè)，這些行業(yè)都需要一定的邏輯思維能力，更需要形象思維能力，化學專業(yè)的其他課程更有利于或注重前者的培養(yǎng)，而工程制圖課程則彌補了形象思維能力強化不足的缺陷。因此，工程制圖類課程的有效教學，使得化學專業(yè)學生的空間形象思維能力得到顯著提高，有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過教學可以發(fā)現(xiàn)，工程制圖課程的教學提高了學生的空間想象能力和空間思維能力，對《結(jié)構(gòu)化學》和《有機化學》課程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的教學和學習都很有幫助。另外，工程制圖課程的教學內(nèi)容對化工專業(yè)的課程設計、畢業(yè)設計的開展十分重要，是化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程。

3.2 工程制圖傳統(tǒng)課堂教學模式的不足

當前的“工程制圖”課程的教學設計主要還是“教師講，學生聽，課后練習”教學模式，遵循“師者傳道受益解惑也”的傳統(tǒng)思想。該模式能長期存在與高校師生比的現(xiàn)實情況密切相關(guān)。因“工程制圖”課程任課教師較少，通常都是合班上課，學生人數(shù)達到100人左右。雖然現(xiàn)在教師數(shù)量增多了，可以單班上課，學生人數(shù)也在50人左右。師生比落差較大，而很多有利于學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學模式對小班化教學更有效。為順利完成教學任務，有限的課堂教學時間內(nèi)，很難做到有針對性的、個性化培養(yǎng)，對教師的語言表達能力，教學風格是否有趣生動提出了更高的要求。另外，學生整體在智力因素方面也有較大差異，尤其非智力因素方面的差異更大，有不少學生認為進入大學就是進入了“保險箱”，學習缺乏主動性、積極性，毅力差，出現(xiàn)了“三天打魚兩天曬網(wǎng)”現(xiàn)象。同時，“工程制圖”的教學內(nèi)容還是有一定的難度，傳統(tǒng)的教學模式缺乏現(xiàn)代教育技術(shù)的應用，使得學生對部分抽象的教學內(nèi)容很難真正地理解和接受。

3.3 工程制圖翻轉(zhuǎn)課堂教學改革

“工程制圖”課程的教學改革應從兩方面入手，首先根據(jù)學生專業(yè)需要及實際情況削減不必要的以及超出學生接受能力的內(nèi)容，讓學生心理上能夠接受這門課程，沒有畏難情緒。另外，對于部分大學生，即使課程內(nèi)容不難，因為厭學情緒，也很難達到預期效果，因此可以改變枯燥乏味、難以激發(fā)學生學習興趣的傳統(tǒng)教學模式，將高效的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式應用到該課程的教學過程中來。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力，促進創(chuàng)新型、分析型學生的發(fā)展。

3.3.1 課程內(nèi)容體系設計與改革

《工程制圖》教學內(nèi)容可分為制圖理論和計算機繪圖兩大模塊。而制圖理論一般包括制圖基本知識、正投影基礎(chǔ)、立體及交線、組合體、圖樣畫法、常用機件的表達方法、零件圖、裝配圖和化工專業(yè)圖樣9個分支。制圖理論的教學目的是用二維平面的“圖”來表達三維空間的“物” 。如何幫助學生在“圖和物”之間建立一座橋梁，使他們能在二維平面和三維空間之間靈活切換，是該課程的重點也是難點所在。制圖理論的9個分支，難易差異較大，應選擇易學易懂的制圖內(nèi)容進行教學，對于晦澀難懂，在今后工作中關(guān)系不大的內(nèi)容應予以刪減。如常用機件的表達、零件圖和裝配圖屬于機械類專業(yè)學生需要掌握的，對于化學專業(yè)的學生只要學習基本的內(nèi)容，能看懂化工專業(yè)圖樣即可。而制圖基本知識、正投影基礎(chǔ)是繪圖標準和繪圖原理，是工程制圖課程的基石，應重點講解。立體及交線、組合體、圖樣畫法是提高繪圖能力和技巧的重要內(nèi)容，應加強練習。

3.3.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在工程制圖中的應用

“工程制圖”課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學過程中，教師設計任務引導學生進行自主學習，將課前錄好的導學微課視頻發(fā)布在藍墨云班課的資源庫中，為了檢驗、督促、強化學生自主學習效果，通過頭腦風暴或小組討論或測試布置一些問題，教師課前從學生提交的材料、答案及提出的問題掌握學生的學習動態(tài)和已有的知識儲備，這些重要的信息作為教師備課時設計課堂活動的依據(jù)，課堂教學中不再重復講解學生通過課前自主學習已經(jīng)掌握并消化的內(nèi)容，課堂上有時間組織學生開展問題討論、成果展現(xiàn)、素材整理匯報等活動，而這些活動對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有十分重要的意義，真正實現(xiàn)“做中學”。顯然，活動的開展前期是比較困難的，學生的學和教師的教都需要適應和磨合，形成良性循環(huán)后，教師的教學有意義，學生的學習有動力，智力和非智力因素都將得到充分的鍛煉，學生的創(chuàng)新能力將順應而生[6-7]。

4 結(jié) 語

“工程制圖”翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在師生比落差大的情況下，也能做到針對性、個性化培養(yǎng)，既能順利完成教學任務，學生的學習效果也能得到保證。學生學習能力參差不齊，傳統(tǒng)課堂教學模式因顧慮學生的層次性，課堂效率受到影響，而翻轉(zhuǎn)課堂教學模式使得這一部分學生在課前自主學習過程中，多次觀看教師的視頻及資料克服自身的弱點，還提升了學生自主學習創(chuàng)新能力。該模式有利于將學生培養(yǎng)為有專業(yè)思想與主見的智商高能力強的“智能型”人才，適應社會對工程技術(shù)專業(yè)人才的需求。