“工程機械設計”課程的翻轉課堂教學實踐

黃 毅 陳書涵 唐宏賓 何志勇 李戰慧 賀湘宇

(長沙理工大學汽車與機械工程學院 湖南長沙 410114）

工程機械是湖南省的經濟支柱和重點支持產業，已成為湖南推動制造業高質量發展的重要力量。長沙理工大學是湖南省屬重點大學，承擔著為區域經濟和產業發展提供人才和技術支撐的作用，工程機械已逐步發展成其特色鮮明的方向。“工程機械設計”課程為長沙理工大學機械大類專業（工程機械方向）的一門專業必修課程，該課程首先介紹了工程機械設計的一般理論，主要包括土力學基本理論、工程機械的行駛理論、工程機械的牽引理論等；接著對工程機械動力及底盤的工作原理、特性及設計方法進行了介紹，包括工程機械發動機選型、傳動系設計、行走系設計、轉向系設計和制動系設計等；最后分別針對幾種典型工程機械的總體設計和工作裝置設計進行了詳細分析，包括挖掘機、裝載機、振動壓路機等常用工程機械機型[1][2]。

一、課程教學現狀

“工程機械設計”課程的內容主要圍繞工程機械設計過程中的一些共性問題，在掌握了工程機械設計的共性問題的基礎上，再對工程機械設計中的個性問題進行分析，最終做到掌握不同工程機械的設計方法。但事實是，工程機械設計的共性問題相關知識，一般較為枯燥且存在一定的理論深度，學生在課堂學習過程中難以理解，所以在課堂教學過程中難以激發學生的學習興趣。采用傳統教學模式的“工程機械設計”課程，課堂上教學活動的主導者還是教師擔任，學生只能成為知識的被動接受者，導致“工程機械設計”課程的教學效果不理想，達不到預期目標，使本專業的學生不能較好地掌握這門專業技術基礎課程，這不僅會對后期實踐教學環節的學習有較大的影響，甚至會對學生的畢業就業有較大的影響[3]。

二、翻轉課堂教學方案

結合翻轉課堂的特點與雨課堂的工具，“工程機械設計”教學實施方案分為課前—課中—課后三個階段。

課前，教師制作預習材料。包含視頻——重點難點內容錄制視頻資料，時間不宜過長，如工程機械設計術語中的“滑轉率”“功率平衡”等；習題——盡可能覆蓋重點難點，課前課中習題難度注意區分，課前難度可稍微降低，如課前主要是理解、課后主要是應用。PPT語音講解——概念、識記部分知識——工程機械設計術語的解釋、設計的流程、分析的過程等，可以在現有課件基礎上適當添加語音講解。推送到學生手機終端，學生自主進行課前學習，完成預習，收集相關資料，進行在線進行測試等，并可以就學習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生課前學習情況，優化改進教學設計[4]。

課中，教師利用雨課堂開啟授課，針對課前學生學習中錯誤較多的重點、難點進行精講、拓展，適合案例、計算習題，引導學生開展交流討論，通過推送習題和試卷對學生進行實時測評，學生通過“不懂”按鈕和“彈幕”將實時學習情況反饋給教師，教師可以利用雨課堂記錄的學生學習軌跡相關數據，及時調整課堂活動，有針對性地開展課堂教學。

課后，學生可以根據自身學習情況，利用雨課堂推送的整個教學活動的資料進行課程的復習鞏固，完成教師推送的課后習題和作業，并可以在討論區就學習問題與教師互動交流，教師可以收集學生答題數據，了解學生對知識點的掌握情況，進行教學總結和評價。

建立課程評估體系，實行分項目考核制度。認真做好各階段——課前、課中、課后的規劃和檢查，包括簽到情況、預習情況、測驗情況、課堂討論情況、課后作業情況等。1.重視前期學生主動學習的落實情況，如學生的自習名單、預習時長，了解掌握情況并及時總結，實踐運行后及時修正保證評估體系順暢運行。2.強化教學過程中線下課堂的數據收集，課堂討論的表現情況等。3.充分準備線下課堂討論的主題及資料，在討論中正確引導與討論后總結提升相結合，根據學生的課堂表現予以綜合評價[5]。

三、翻轉課堂實踐效果

該教學新模式自從2017年開始在長沙理工大學機械類本科教學班級進行嘗試。通過對學生的調查，學生普遍反映這種教學模式激發了他們的學習興趣，學習效果有了較大提升，改善了學生課堂主動性不高、課堂參與度不高、綜合能力不強等問題。對比長沙理工大學教務系統關于參與課程的學生對該課程的評價數據，發現實施教學新模式后的學生相比傳統教學模式的學生，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效果。今后，我們將繼續推進教學方法改革，按照“三三四”人才培養模式綜合改革要求，持續進行課程建設，打造“一流課程”，培養“一流人才”。