翻转课堂教学模式在高职“机械设计基础”课程中的实践应用研究
曾小梅
摘 要：针对传统填鸭式教学法的弊端，为了提高“机械设计基础”课程的教学效果，将“翻转课堂”这一教学模式应用在“机械设计基础”课程教学中。让学生课前借助信息化手段，自主学习相关知识点，课堂上以相应项目为引导，以强化巩固为主要目的来开展学习。教学方式从灌输式转变为互动式，体现了“学中做，做中学，做中教”，提高了教学质量，促进学生可持续学习能力的培养。
关键词：翻转课堂；机械设计基础；教学模式；自主学习；微视频
教学模式和教学方法的探索与革新一直是高职教育所关注的核心问题。如何将学生的兴趣与教学内容相结合，如何将教学的重点由“教”向“学”转变等已经成为教学实践中必须面对和解决的问题。新一代信息技术的发展为信息化环境中的教育教学改革提供了必要的技术环境。
1 翻转课堂教学模式的基本理念
翻转课堂（“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”）教学模式源于美国，近几年在全球大受欢迎。其基本思路和做法是：借助于现代发达的网络信息技术环境，将传统“课堂教师讲授知识，课后学生复习、完成作业”的教学过程彻底翻转过来。课前，学生先通过观看教学视频、查阅资料、与老师、同学在线交流等方式进行知识学习；课中，教师则把主要的时间用于学生交流讨论、答疑、指导完成作业或者任务、组织并参与小组活动。教师也能有更多的时间与学生交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。
翻转课堂作为一种新兴的教学模式，它是在信息技术的支撑下为学习者构建个性化协作式的自主学习环境，以促进教育模式的改革和创新型人才的培养，促进教育信息化的真正实现。翻转课堂是一种颠倒知识传授和知识内化过程的教学理念，信息化教学是教育现代化的重要途径。
2 翻转课堂教学模式在“机械设计基础”课程中的应用研究
1、机械设计基础课程特点分析
机械设计基础是高职机械类专业的一门重要技术基础课程，它的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识。课程教授学生机械设计基础知识，培养相关能力，提高学生的工程素质。由于课程本身知识点多、内容繁杂。传统教学课堂内主要是教师讲解基本理论为主、学生完成少量的课堂任务，课后布置作业为辅。在之前的教学实践中，存在课堂教学的不可重复性，学生理解比较吃力。
2、高职学生学习特点分析
（1）学习情绪化较强。对感兴趣的东西，学习积极性较高，而对于学习内容枯燥的东西，则学习效率较低。学生对实践性环节的学习兴趣，要明显高于理论课程的学习。
（2）学习自觉性和持久性不高。大部分学生在课堂外沉迷于网络游戏，靠抄袭和复制来完成课后作业。对于感兴趣的课程，也只能在课堂上随着老师的节奏学习，但这种兴趣不能坚持到课后，学习的持久性不高。
（3）拥有较充裕的课外时间。大部分高职学时在校期间是住校，课外时间充裕，在宿舍便于小组讨论和协作学习。学生信息素养能力较高，较利于翻转模式的实施。
3、機械设计基础课程课堂翻转教学实践
将翻转课堂教学模式结合高职“机械设计基础”课程特点相结合，建立如表1所示的机械设计基础课程翻转教学模型。该模型将翻转课堂划分为两个阶段：课前和课中。其中，课前阶段包括观看教学视频、针对性的课前任务练习，遇到问题解决途径以及疑难问题的反馈；课中阶段包括快速少量测评、解决问题并促进知识内化、复杂任务完成和总结反馈。
2.3.1 课前
在机械设计基础翻转课堂上，知识的传授移到课前，因此，教师需要提前供给学生一定的学习资料。课前，我们精心录制了三段视频：带传动的应用（3min），带传动的类型和特点（5min），带传动基本参数的计算（8min）。虽然每一个微课视频的时间并不长，但这是结合教学目标、教师经验、学生能力等各方面因素后所完成的具有较强针对性的教学工具。除此之外，还准备了相应的学案、重难点解析、任务示范、教师点评、练习分析以及与教学视频相关的三维模型包等资源。
学生登录网络平台，结合视频和各种教学资源，通过反复观看和练习来完成知识点的学习，通过习题分析和老师的点评来完成知识点的强化。学生在论坛区将疑难问题相互交流，老师时刻关注论坛，能即刻解决的个别问题尽量当场解决，不能即刻解决的问题或者难以理解的内容，要求学生记录下来，为课堂教学做好准备。
2.3.1 课中
在翻转课堂的教学模式下，课前经过深度预先学习的学生对带传动的原理、类型、应用、特点及参数的计算有了一定的理解和掌握，学生无法理解的问题，也通过了学案及时反馈。在课堂上教师可以有针对性的解决问题，同时提出设计带传动的任务，通过任务驱动和小组合作的方式，让每一位学生都参与到任务中来。在项目的进展中，如果小组内遇到无法解决的问题，可以直接咨询老师，老师巡视各组的项目进展，对有问题的小组及时给予指导。
（1）集中答疑
在课堂教学中首先重点讲解学生在课前预习中遇到的共性问题。比如如何区分平带和V带传动不同工作面的特点，带传动的工作应力分析，带传动的有效拉力的计算等问题。这些共性问题，教师在课堂上可以结合三维仿真软件分析讲解，解除疑惑。
（2）项目布置
解决学生的难点后，教师分发设计任务书，并提出设计项目：
设计一带式输送机传动系统中的高速级普通V带传动。电动机额定功率P=3 kw，转速n1=960 r/min，带的传动比i=2.5，工人双班制工作，工作机有轻微冲击，载荷变动小。
在任务开始前，教师对于任务作简单说明，并加以引导。
（3）分组实施
课前教师已经将不同层次和性格特点学生合理分成六组。小组合作学习法有利于学生高层次思维能力的发展，只有积极的情感体验和思维交流，才能促进学生全面素质的提高。小组成员根据任务安排，自行分工。教师则在项目实施过程中巡视查看各组学生的情况，随时了解学生的项目进展，指正容易发生的错误，并对大多数学生出现的共性问题进行集中指导。
（4）成果评价
项目完成后，教师要求各小组派代表上台展示汇报，谈谈自己及本组同学在项目实施过程中的心得体会，这样做也培养了学生的语言组织和表达能力。
（5）课后
教师将课堂上收集到的问题进行整理，并将这些在课堂上实时生成的资源及学生完成的任务书整理后打包网络共享，这些资源可以被长期保存，学生如果遇到问题时可随时查阅。通过课后的资源整合，可以有效地实现培优补差的教学目的。
3 翻转课堂实施中的反思
1、学生需要逐步培养自主学习的意识
翻转课堂的课前学习已经不仅仅是预习，而是要深度学习。课前有些学生主动学习能力比较差，不提前观看视频和完成相应课前任务，这部分学生就可能在这种教学模式中迷失。这是实施翻转课堂教学模式过程中遇到的最大障碍之一。为了促进这种教学模式的顺利实施，需要改革课程的考核方式，采取过程考核，加强课堂外的考核，将考核作为促进学生学习的杠杆。
2、教师的专业水平要求极高。
对于课程内容、学生特点、课程特点等要全面透彻的掌握，不论是在课前、课中或课后，都要求教师为这一堂课付出的时间更长，需要的知识更丰富。
3、教学资源制作要精细
用于翻转课堂的微课视频制作要精炼，微课视频的长度一般在几分钟到十几分钟之间，且教学目的要明确，知识点针对性要强。创建视频时要充分考虑学生特点，要适合高职学生的学习方法和习惯。除此之外，通过网络发布的视频要具有暂停和回放等功能，能满足学生能反复观看和选择性观看的要求，教师也可利用网络共享优质精品课视频。
4、学校的信息化环境要跟上
要顺利完成翻转课堂教学模式，需要每位学生拥有一台电脑，并且校园网络建设比较健全，网络交流比较方便，这些是能从事翻转课堂教学的硬件环境要求。
目前，我国大部分大、中型城市的高职院校具有比较完善的信息化学习环境，并且网络上具有丰富的优质教育视频资源，为翻转课堂在高职学生中应用提供了良好的条件。机械设计基础课程中采用翻转课堂教学模式，实现教学视频化、资源数字化、交流网络化、考核过程化；通过任务驱动和过程考核，激发了学生的自主学习兴趣。经过教学实践，取得了不错的效果，达到了提高教学质量的目的。
参考文献
[1]石彩华 翻转课堂教学模式在高职机械CAD课程中的实践应用研究 中國教育技术 2015
[2]金陵 翻转课堂翻转了什么[J] 中国信息技术教育 2012
[3]童燕波 翻转课堂在中职机械基础课程教学中的实践 中国职业教育
[4]杨菊 庄英 翻转课堂模式在工程力学教学中的应用
摘 要：针对传统填鸭式教学法的弊端，为了提高“机械设计基础”课程的教学效果，将“翻转课堂”这一教学模式应用在“机械设计基础”课程教学中。让学生课前借助信息化手段，自主学习相关知识点，课堂上以相应项目为引导，以强化巩固为主要目的来开展学习。教学方式从灌输式转变为互动式，体现了“学中做，做中学，做中教”，提高了教学质量，促进学生可持续学习能力的培养。
关键词：翻转课堂；机械设计基础；教学模式；自主学习；微视频
教学模式和教学方法的探索与革新一直是高职教育所关注的核心问题。如何将学生的兴趣与教学内容相结合，如何将教学的重点由“教”向“学”转变等已经成为教学实践中必须面对和解决的问题。新一代信息技术的发展为信息化环境中的教育教学改革提供了必要的技术环境。
1 翻转课堂教学模式的基本理念
翻转课堂（“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”）教学模式源于美国，近几年在全球大受欢迎。其基本思路和做法是：借助于现代发达的网络信息技术环境，将传统“课堂教师讲授知识，课后学生复习、完成作业”的教学过程彻底翻转过来。课前，学生先通过观看教学视频、查阅资料、与老师、同学在线交流等方式进行知识学习；课中，教师则把主要的时间用于学生交流讨论、答疑、指导完成作业或者任务、组织并参与小组活动。教师也能有更多的时间与学生交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。
翻转课堂作为一种新兴的教学模式，它是在信息技术的支撑下为学习者构建个性化协作式的自主学习环境，以促进教育模式的改革和创新型人才的培养，促进教育信息化的真正实现。翻转课堂是一种颠倒知识传授和知识内化过程的教学理念，信息化教学是教育现代化的重要途径。
2 翻转课堂教学模式在“机械设计基础”课程中的应用研究
1、机械设计基础课程特点分析
机械设计基础是高职机械类专业的一门重要技术基础课程，它的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识。课程教授学生机械设计基础知识，培养相关能力，提高学生的工程素质。由于课程本身知识点多、内容繁杂。传统教学课堂内主要是教师讲解基本理论为主、学生完成少量的课堂任务，课后布置作业为辅。在之前的教学实践中，存在课堂教学的不可重复性，学生理解比较吃力。
2、高职学生学习特点分析
（1）学习情绪化较强。对感兴趣的东西，学习积极性较高，而对于学习内容枯燥的东西，则学习效率较低。学生对实践性环节的学习兴趣，要明显高于理论课程的学习。
（2）学习自觉性和持久性不高。大部分学生在课堂外沉迷于网络游戏，靠抄袭和复制来完成课后作业。对于感兴趣的课程，也只能在课堂上随着老师的节奏学习，但这种兴趣不能坚持到课后，学习的持久性不高。
（3）拥有较充裕的课外时间。大部分高职学时在校期间是住校，课外时间充裕，在宿舍便于小组讨论和协作学习。学生信息素养能力较高，较利于翻转模式的实施。
3、機械设计基础课程课堂翻转教学实践
将翻转课堂教学模式结合高职“机械设计基础”课程特点相结合，建立如表1所示的机械设计基础课程翻转教学模型。该模型将翻转课堂划分为两个阶段：课前和课中。其中，课前阶段包括观看教学视频、针对性的课前任务练习，遇到问题解决途径以及疑难问题的反馈；课中阶段包括快速少量测评、解决问题并促进知识内化、复杂任务完成和总结反馈。
2.3.1 课前
在机械设计基础翻转课堂上，知识的传授移到课前，因此，教师需要提前供给学生一定的学习资料。课前，我们精心录制了三段视频：带传动的应用（3min），带传动的类型和特点（5min），带传动基本参数的计算（8min）。虽然每一个微课视频的时间并不长，但这是结合教学目标、教师经验、学生能力等各方面因素后所完成的具有较强针对性的教学工具。除此之外，还准备了相应的学案、重难点解析、任务示范、教师点评、练习分析以及与教学视频相关的三维模型包等资源。
学生登录网络平台，结合视频和各种教学资源，通过反复观看和练习来完成知识点的学习，通过习题分析和老师的点评来完成知识点的强化。学生在论坛区将疑难问题相互交流，老师时刻关注论坛，能即刻解决的个别问题尽量当场解决，不能即刻解决的问题或者难以理解的内容，要求学生记录下来，为课堂教学做好准备。
2.3.1 课中
在翻转课堂的教学模式下，课前经过深度预先学习的学生对带传动的原理、类型、应用、特点及参数的计算有了一定的理解和掌握，学生无法理解的问题，也通过了学案及时反馈。在课堂上教师可以有针对性的解决问题，同时提出设计带传动的任务，通过任务驱动和小组合作的方式，让每一位学生都参与到任务中来。在项目的进展中，如果小组内遇到无法解决的问题，可以直接咨询老师，老师巡视各组的项目进展，对有问题的小组及时给予指导。
（1）集中答疑
在课堂教学中首先重点讲解学生在课前预习中遇到的共性问题。比如如何区分平带和V带传动不同工作面的特点，带传动的工作应力分析，带传动的有效拉力的计算等问题。这些共性问题，教师在课堂上可以结合三维仿真软件分析讲解，解除疑惑。
（2）项目布置
解决学生的难点后，教师分发设计任务书，并提出设计项目：
设计一带式输送机传动系统中的高速级普通V带传动。电动机额定功率P=3 kw，转速n1=960 r/min，带的传动比i=2.5，工人双班制工作，工作机有轻微冲击，载荷变动小。
在任务开始前，教师对于任务作简单说明，并加以引导。
（3）分组实施
课前教师已经将不同层次和性格特点学生合理分成六组。小组合作学习法有利于学生高层次思维能力的发展，只有积极的情感体验和思维交流，才能促进学生全面素质的提高。小组成员根据任务安排，自行分工。教师则在项目实施过程中巡视查看各组学生的情况，随时了解学生的项目进展，指正容易发生的错误，并对大多数学生出现的共性问题进行集中指导。
（4）成果评价
项目完成后，教师要求各小组派代表上台展示汇报，谈谈自己及本组同学在项目实施过程中的心得体会，这样做也培养了学生的语言组织和表达能力。
（5）课后
教师将课堂上收集到的问题进行整理，并将这些在课堂上实时生成的资源及学生完成的任务书整理后打包网络共享，这些资源可以被长期保存，学生如果遇到问题时可随时查阅。通过课后的资源整合，可以有效地实现培优补差的教学目的。
3 翻转课堂实施中的反思
1、学生需要逐步培养自主学习的意识
翻转课堂的课前学习已经不仅仅是预习，而是要深度学习。课前有些学生主动学习能力比较差，不提前观看视频和完成相应课前任务，这部分学生就可能在这种教学模式中迷失。这是实施翻转课堂教学模式过程中遇到的最大障碍之一。为了促进这种教学模式的顺利实施，需要改革课程的考核方式，采取过程考核，加强课堂外的考核，将考核作为促进学生学习的杠杆。
2、教师的专业水平要求极高。
对于课程内容、学生特点、课程特点等要全面透彻的掌握，不论是在课前、课中或课后，都要求教师为这一堂课付出的时间更长，需要的知识更丰富。
3、教学资源制作要精细
用于翻转课堂的微课视频制作要精炼，微课视频的长度一般在几分钟到十几分钟之间，且教学目的要明确，知识点针对性要强。创建视频时要充分考虑学生特点，要适合高职学生的学习方法和习惯。除此之外，通过网络发布的视频要具有暂停和回放等功能，能满足学生能反复观看和选择性观看的要求，教师也可利用网络共享优质精品课视频。
4、学校的信息化环境要跟上
要顺利完成翻转课堂教学模式，需要每位学生拥有一台电脑，并且校园网络建设比较健全，网络交流比较方便，这些是能从事翻转课堂教学的硬件环境要求。
目前，我国大部分大、中型城市的高职院校具有比较完善的信息化学习环境，并且网络上具有丰富的优质教育视频资源，为翻转课堂在高职学生中应用提供了良好的条件。机械设计基础课程中采用翻转课堂教学模式，实现教学视频化、资源数字化、交流网络化、考核过程化；通过任务驱动和过程考核，激发了学生的自主学习兴趣。经过教学实践，取得了不错的效果，达到了提高教学质量的目的。
参考文献
[1]石彩华 翻转课堂教学模式在高职机械CAD课程中的实践应用研究 中國教育技术 2015
[2]金陵 翻转课堂翻转了什么[J] 中国信息技术教育 2012
[3]童燕波 翻转课堂在中职机械基础课程教学中的实践 中国职业教育
[4]杨菊 庄英 翻转课堂模式在工程力学教学中的应用
