機械設計課程與翻轉課堂教學模式分析

時間:2022-03-07 10:35:46

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機械設計課程與翻轉課堂教學模式分析

摘要:翻轉課堂教學模式在提升教學質量、學生能力方面是一種有效的教學手段。在翻轉之前要進行可行性分析,才能保證翻轉課堂有效開展。本文以《機械設計課程翻轉對象,主要從課程特點、教學資源、教學活動、教學評價、教學平臺等角度進行可行性分析。提出進行翻轉課堂教學之前,教師要做好充分教學準備,合理分析課程特點是否適合翻轉、檢查教學資源是否齊全、教學活動是否多樣性,評價體系是否全面、客觀,教學平臺是否能滿足翻轉的要求,學生學習特征是否符合翻轉模式,只有對翻轉課堂準備條件進行科學分析,才能激發學生持續、有效的學習,才能達到翻轉課堂的教學效果。

關鍵詞:機械設計;翻轉課堂;教學模式;可行性

《機械設計》課程是機械類專業的一門學科核心技術課,它也是一門綜合性課程。《機械設計》課程學習成績直接影響學生專業水平和學科質量。在智能手機時代,采用傳統課堂教學模式,大部分學生因理論枯燥、注意力不集中、上課易玩手機,課堂管理存在困難。學生因為上課不認真學習,考試結果不理想。學生基本知識、基本技能掌握不扎實,分析問題、解決問題的能力不足,應用能力較弱,培養的學生很難適應工作崗位的需要。在中國制造2025以及工業4.0的時代背景下,更需學生不但要很好地掌握專業知識,而且還要具有較強的綜合工作能力,才能適應工作崗位的需求。為進一步提高教學質量,使培養的學生更加適應新時代的要求。因而進行教學改革,嘗試翻轉課堂的教學模式。翻轉課堂是近幾年來出現的一種新型教學模式。它是基于布魯姆掌握的學習理論、學生自組織學習理論以及建構主義學習理論。翻轉課堂是重新調整課內、外時間,將學習的決定權從教師轉交給學生[1]。一些學者及一線教師對翻轉課堂教學模式進行大量的研究。李金城指出:翻轉課堂教學手段在提升學習者成績方面是積極的[2]。鮮馥認為:大學翻轉課堂體現以學生為中心,對優化課堂教學效果、提高學生學習能力有重要意義[3]。翻轉課堂教學模式能提升學生的思維能力、解決問題能力以及團隊合作能力[4]。綜上所述,翻轉課堂教學模式在提升教學效果、學生能力方面是一種有效的教學手段。但翻轉課堂在開展的過程中也存在一些問題。邱宜干等學者就翻轉課堂研究存在的問題進行分析,在研究中發現:翻轉課堂內容多關注教學的過程和結果,對翻轉教學前教師的準備和學生的準備關注不夠,導致教學效果流于形式[5]。李晨認為:翻轉課堂在教學評價方面存在問題[6]。李小英認為:在翻轉課堂教學中先進的信息化學習工具沒有得到有效利用[7]。江合佩認為:在實施“翻轉課堂”教學模式時存在“翻轉”時機、內容、課型不對,缺乏教學生成性[8]。可見課程特點、教學資源準備不充分、教學評價比較單一、教學活動設計不合理,不能有效使用現代信息化教學平臺等,不能很好地激發學生的學習興趣、不能有效保證翻轉課堂的教學質量。翻轉課堂是一種新的教學模式,因此為保證翻轉課堂能有效、順利進行,開展翻轉課堂前,應充分認清翻轉課堂的優勢及存在的問題,全面進行可行性分析。本文主要從課程特點、教學資源、教學活動、評價體系、教學平臺以及學生學習特征等角度進行可行性分析。

1《機械設計》課程特點是開展翻轉課堂教學模式的基礎

《機械設計》是一門綜合機械制圖、工程材料、材料力學、機械原理等先修課程知識的課程,同時又是一門理論與實踐結合比較強的課程。主要以設計機械裝備通用零部件為核心內容。課程以每種零部件的工作特點、失效形式、設計準則、材料選擇、結構設計、受力分析、強度計算、繪圖表達等內容為模塊。此特點適合進行項目式教學。開展項目的過程中,需學生具備計算機輔助設計(CAD)繪圖能力、正確選擇材料能力、受力分析與計算能力。課前學生利用教學資源進行零部件工作特點、失效形式、設計準則等低階性內容的學習。課上通過小組交流討論、小組合作等形式進行知識內化和拓展,由教師下發設計任務,學生進行零部件強度計算撰寫設計說明書并繪制圖紙表達設計思想,然后由各小組代表進行成果展示和匯報。通過課上小組自主學習、教師指導和評價,進行高階性內容的學習。該課程的特點適合開展翻轉課堂教學模式。

2充足的教學資源是開展翻轉課堂教學的前提條件

石金艷等學者認為:采取翻轉課堂教學模式需建設大量的課程資源。包括課件、電子教案、教學視頻、習題庫等[9]。因此在開展翻轉課堂前,教師要準備好充足的教學資源,以便學生更好地進行課下學習和課上開展活動。教師首先將機械設計學習內容按照教學目標,分解成課前學習內容(低階性)和課上教學內容(高階性)。教師將課前學習內容自己錄制微課教學視頻,也可借助各類MOOCS教學平臺,有針對性地選擇適合學生學習的機械設計教學資源推送給學生,以便學生課前進行預習;同時教師也要編寫課前學習任務單,在任務單中明確學生課前完成的學習內容及詳細的操作性指導,以便學生能順利完成課前任務;同時還要編寫課前測試習題,檢查學生課前預習情況。為開展課上教學活動,對教學內容進行活動策劃和教學活動項目的編寫。課后為讓學生進一步鞏固知識,設計習題作業。教師只有準備好優質的教學視頻、學習任務單、教學活動項目、習題作業、檢查試卷等教學資源,才能保證翻轉課堂順利的開展。張畔楓等學者認為:在整個教學過程中教學資源的精心設計和教學內容的合理安排在翻轉教學中尤為重要[10]。因此充足、優質的教學資源是保證翻轉課堂順利開展的前提條件。

3多樣的教學活動是開展翻轉課堂教學的有效保障

在開展翻轉課堂教學活動前,教師要根據教學目標,將教學內容編寫成有效的教學活動。按照教學目標要求,教學活動可設計成內容問題、驅動問題和核心問題。一般翻轉課堂教學過程按檢測、作業、協作、展示四步法進行。教師根據課堂活動環節可設計“名師我來當、考題我來出、無積分測試”等課堂熱身活動;設計“頭腦風暴、旋轉式舞臺、滾雪球、紙上談話”等小組討論式活動;設計“職業扮演、智力拼圖、專家我來當”等小組協作活動;設計“一分鐘陳述、3個問題2個優點1個建議”等總結活動。其目的是通過良好的教學活動,帶動學生的學習興趣,激發學生積極參與翻轉課堂,從而保證翻轉課堂的有效開展,進一步提升教學質量。比如機械設計中的職業扮演教學活動,將學生分成5人一組,并根據學生自身的特點和優勢,確定扮演總工程師、技術員、繪圖員、設計師、檢查員角色。學生根據教師下發的項目,按照分工角色和合作的方式完成任務。有效的課堂活動,能激發學生的學習興趣,提高學生學習效果。朱俏芬等學者認為,學生在翻轉課堂教學活動中是收獲、充實的學習過程[11]。因此“以學生為中心”設計有效的教學活動,是開展翻轉課堂教學的有效保障。

4現代信息化教學平臺是開展翻轉課堂教學的有效途徑

教師在開展翻轉課堂前,要選擇好現代信息化教學平臺,如雨課堂、云班課等。以便教師課前進行機械設計教學視頻、任務單、課前測試等教學資源的發放,同時也可對學生學習情況進行統計、查看學生作業的提交。教師通過平臺數據分析學生課前學習情況,詳細了解學生對機械設計知識的掌握程度,以便更好地、有針對性地進行課堂活動的設計。在課上教師可用教學平臺進行簽到,發布活動、開展頭腦風暴、隨機選人、進行搶答、教師評分、小組互評等活動;課后教師可借助平臺進行問卷調查、章節測試等活動。教師根據平臺形成的數據,分析教學過程存在的問題,及時了解學生的學習狀態,對表現較好的學生給予表揚,對表現不積極的學生及時督促和指導。王慈等學者認為:基于現代信息化教學平臺如雨課堂的翻轉課堂教學模式,對學習有很好的幫助,教學效果明顯提升[12]。孫允芹等學者探討基于雨課堂的翻轉課堂教學法,實驗組采取雨課堂結合翻轉課堂教學法,對照組采取傳統教學法,結果發現實驗組學生課前自主學習完成情況明顯優于對照組,對教學活動的評價高于對照組[13]。因此,選擇好現代化教學信息平臺,并能熟練地運用是開展翻轉課堂教學的有效途徑。

5科學的評價體系是開展翻轉課堂教學的效果支撐

設計科學、合理的教學評價體系,是開展翻轉課堂教學的效果支撐。邱宜干等學者認為:目前翻轉課堂評價指標多采用成績分數、出勤率等傳統教學評價指標,對學生的參與情況、互動效果、學生的滿足等翻轉教學評價指標研究不夠[5]。因此教師在開展翻轉課堂前,要對學生課前的預習效果進行在線測試或小組答辯,從而根據學生課前掌握情況,修改課上學習內容。對課堂小組活動要編寫小組合作量規檢查表、小組互評檢查量表、小組交流量規檢查表、創造性檢查量規評價表以及成果評價量規檢查表等。通過量表的評價,教師可清楚掌握小組成員的參與情況、表現情況以及小組成員的學習情況,從而為教師改進教學提供參考;同時也為表揚學生、鼓勵學生、督促學生起到客觀、公正的數據支撐。活動開展后,要編寫學生調查問卷和確定訪談提綱,以便對學生進行定期問卷調查和學生訪談,深入了解學生對翻轉課堂的態度及看法,及時對翻轉課堂教學活動進行修訂;同時還要編寫測試試卷,對學生進行水平測試、能力測試,及時掌握學生的學習效果。學者江天仿認為:教學評價體系能科學、全面地反映學生的學習成效,為翻轉課堂教與學的持續改進提供參考和依據[14]。因此教師只有對學生課前預習、課上活動、課后反思等一體化教學評價進行設計,才能科學掌握翻轉課堂的教學效果,從而為翻轉課堂的教學改革和推廣提供有力依據。

6分析學生學習特征是開展翻轉課堂教學的必要條件

教師在開展翻轉課堂教學前,要通過問卷調查和訪談的方式,充分了解學生特點和學習行為狀態。深入了解學生對教師開展翻轉課堂教學模式是否認可,學生從心里是否接受。教師要讓學生充分認識翻轉課堂教學模式與傳統教學模式在教學組織、教學過程、教學效果、教學評價等多方面的不同,開展翻轉課堂更有利于學生的學習。學生從心里接受教師的教學改革才會樂意配合。教師在翻轉課堂前,盡量給予學生更多的幫助和指導,在學習任務單上要詳細地寫出具有指導性的語言和建議;同時教師在錄制課前學習視頻時,重點、難點內容要注意放慢語速,適當重復講解,以便學生更好地理解;同時教師也要了解學生的課余時間是否充足,學生是否能保證按時完成課前預習任務。對學習成績水平較差的學生,因自主學習能力較弱,教師要組織同伴教學,幫助他們提升學習成績。對學習態度不端正、學習積極性不高、不能保證按時、保質完成教師布置的課前預習任務的學生,教師要對其進行思想政治教育工作和正確的學習態度引導,提升學生的學習興趣,做好課前線下學習;此外,教師也要了解學生課堂表現,在分析傳統課堂教學模式下,學生課上保持沉默不愿積極發言的原因。學生是因缺少勇氣不敢站起來,還是因知識學習不夠深入,擔心說錯被同學恥笑。還是因為語言表達能力有待提高、專業術語使用不當而不敢站起來發言。學生在課上是否喜歡小組討論和交流,有些同學不愿參加小組合作怎麼辦?小組如何分工更加合理、有效。學生更加喜歡、更易接受開展哪些教學活動。學生是否樂意進行成果匯報和展示。這些問題教師都要充分地調研和思考,提前想好對策,多與學生溝通和交流,才能保證學生真正意義上參與翻轉課堂,保證翻轉課堂的順利開展。

7小結

本文從《機械設計》課程傳統教學模式存在的問題出發,對翻轉課堂教學模式從課程特點適合性、教學資源齊備性、教學活動合理性、教學評價科學性、教學平臺先進性以及學生學習特點等多個角度進行綜合的可行性評價分析。教師為進一步提高教學質量,進行教學改革,采取翻轉課堂教學模式前應做好充足的準備,使翻轉課堂具有可行性,才能保證翻轉課堂有效開展、達到較高的質量。本研究為即將開展翻轉課堂教學的廣大教師們提供理論參考。

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作者:王勝曼 孫曉燕 牛博英 單位:保定理工學院