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机械课程翻转课堂教学模式研究

2019/08/30 阅读:

摘要:随着我国经济实力的不断提高以及教育实力的不断增强,社会的快速发展对我国课程教学提出了更高的要求与挑战,为以良好的姿态迎接这一挑战,各大高校以及教师不断研究提高教学质量的方法。由于机械原理等机械基础类课程具有枯燥无味、晦涩难懂的特征,因而更加需要研究提高课程教学效果的方法。翻转课堂由于其本身的优势,已经被越来越多的人接受并认可,将翻转课堂的教学模式应用于机械原理课程的教学中已是大势所趋,同时也是提高课程教学质量、激发学生学习兴趣的有效措施。文章研究翻转课堂教学模式在机械原理课程教学中的具体应用。

关键词:机械原理;翻转课堂;教学模式

机械原理是集理论性与实践性于一体的课程,该课程帮助学生了解机械有关的基础理论知识以及机械学科的前沿发展与应用,为学生将来从事机械行业的设计、制造、研发工作奠定重要的基础。机械原理的主要内容有机构结构分析的基本知识、机构的运动分析、机器动力学、常见机构的分析与设计、机械系统方案设计等。从教学内容来看,机械原理相对后续课程有较强的理论性;另一方面,又有许多与工程实际密切联系的设计内容,是工程类大学生接触工程设计问题的“敲门砖”。该课程的学习效果,直接影响到后续专业的学习与学生工程综合能力的培养。该课程的教学质量直接关系到我国机械类人才的培养质量。

一、翻转课堂教学模式简介

翻转课堂指的是在计算机技术的支持下,教师通过微视频、仿真动画等多媒体教学手段帮助学生完成课前任务并在课堂教学中与学生一起完成知识答疑、知识探究与交流互动等任务的新兴教学模式[1]。该教学模式把传统的学习过程翻转过来,学生在课前自主完成教学内容的预习任务、在课堂上可以将预习中发现的问题同教师一起进行探讨与研究。翻转课堂教学模式可以将学生的注意力高度集中起来、帮助学生积极地思考问题并尽自己最大的努力将问题加以解决。该教学模式将学生在学习中的地位由被动接受者变成主动提出问题并解决问题的探究者。在提高学生主动积极性方面具有很强的现实意义,同时也可以将教师从反复讲解相同知识的重复性劳动中解救出来。

二、传统机械原理课程教学中存在的问题

(一)难以高质量完成教学大纲的教学要求随着机械行业的飞速发展,机械原理课程涉及的内容越来越多,但在高校教学改革的大背景下,传统课程的教学学时不断被压缩。机械原理的教学学时,从以前的70-80学时逐渐压缩到目前50-60学时。如果教师不及时更新教学理念和教学模式,难以高质量完成教学大纲的要求。

(二)学生对众多知识点难以充分理解机械原理课程是高等院校机械类专业的一门主干技术基础课,不仅需要较为扎实的机械制图、理论力学、材料力学等先修课程知识,还具有很强的工程性、实践性和应用性。机械原理课程开设在大学二年级下学期,对大多数大学二年级的学生来时,工程知识、实践经验是非常匮乏的,对课程涉及的机构结构学、运动学和机器动力学等内容普遍感到抽象、难学。仅凭教师在有限的课堂学时面授讲解众多知识点,学生很难充分理解学科相关内容。

(三)难以保证学生实践能力的提高机械原理课程工程性、实践性、应用性强的鲜明特点,决定这门课程的教学必须结合实际项目和实际应用。如果仅仅依靠有限学时的实验环节,难以保证学生实际应用能力的提高,让学生通过实践掌握理论的目标也无从实现。

三、翻转课堂教学模式在机械原理课程教学中的具体应用

在传统教学模式中,教师起着绝对的主导作用。这种模式下,教师可以有效组织、管理、控制课堂,在一定程度上也保证了学生将注意力集中于教师的教学活动中。但该教学模式把学生当作灌输的对象,教师的任务专注于传授知识,而学生的任务是理解并消化教师讲授的内容。传统教学模式忽略学生的主动性和创造性,不利于培养具有创新思维和创新能力的工程人才。翻转课堂教学模式侧重于培养学生自主学习能力、分析事物能力和创新能力,是更深层次的主动性学习活动,但是单纯的翻转课堂教学效果过分依赖学生课前学习的自觉性和学习能力。鉴于传统教学模式和翻转课堂教学模式各自的优缺点,在实践中更行之有效的是混合式翻转课堂教学模式。教师对课程及各教学单元进行教学目标分析,根据不同知识类型设计不同的教学方法,强调的是因内容施教的教学方法,以取得最好的教学效果[2]。构建混合式翻转课堂教学模式,需要具备的资源有:1.具有一定专业知识和信息技术素养的教师,该教师要针对课程制定教学目标,提炼知识点,提供课程教学视频、运动仿动画、教学课件、导学手册、习题册等形式多样的多媒体教学资源;2.具有网络教学平台,网络教学平台是学生学习的载体,学生通过网络教学平台获取教学资源,进行学习交流[3]。在满足这些必要资源后,翻转课堂教学模式在机械原理课程教学中的具体应用,需要落实以下几个方面的工作:

(一)教学内容的总体设计混合式翻转课堂教学模式包含翻转教学、传统教学、混合教学三类模式,其中翻转教学采用“课前视频(动画)+课内讨论”,传统教学采用“课内面授+课内讨论+课外作业”,混合教学采用“课前视频(视频)+课内面授+课内讨论”的教学方法;再辅以课外作业、课外实验等手段[4]。首先根据《机械原理》课程教学大纲,结合课程各部分教学内容的特点,设计好适合各部分内容的教学模式,各章节具体教学模式见表1。

(二)搭建课程网络教学平台网络教学平台是开展翻转课堂教学模式的重要载体。教学平台搭建质量的好坏直接影响课程的学习效果。教师根据碎片化的知识点录制形式多样的多媒体课件:如微课,短视频、动画仿真、ppt课件,等,同时也收集与本知识点相关的讲课视频、习题集、试题库等。如有需要,还可以开发一些互动性强的基于知识点的小游戏。教师把这些教学资源上传到网络教学平台供学生在线学习。除了提供丰富的在线学习资源,网络教学平台还应该具备作业布置、作业提交、课程答疑等辅助功能。教师可以通过平台查看学生的预习与复习情况,只有这样教师才可以线上线下对学生的学习进行指导和监督,同时也有利于教师提高课堂教学质量。除此之外,有必要的时候,还可以以技术论坛、QQ群、微信等移动学习平台等为辅助工具。

(三)翻转课堂教学模式的实施以机械原理课程中“四杆机构类型及演化”这一知识点为例,混合式翻转课堂教学模式设计逻辑框如图1所示。具体实施过程如下:1.课前自主学习上课前,任课教师以教学内容为依据,发布课前学习任务,学生通过网络教学平台上的微视频、仿真动画、PPT等手段提前学习本课时所要讲解的内容,并让学生把预习过程中碰到的问题记录下来。2.课中讨论分析教师可以通过师生互动的形式来与全体学生一起复习课前预习内容,以加强学生对于新知识与概念的印象。教师在教学活动中以实例引导-问题驱动-能力导向-应用拓展为主线,通过工程实例,学生与学生之间,学生与教师之间开展以问题为驱动的互动、质疑和探讨,达到解决问题的目标。3.课后总结提升课后学生通过综合练习和小论文的撰写实现拓展提升。其他知识点的教学亦可以采取相似的思路进行混合式翻转课堂教学设计。

(四)翻转式课堂考核方式的应用传统的考核方式只凭借一张试卷来判定学生的学习效果,该考核方式已经不能满足时代发展的要求更难以适用翻转课堂教学模式的需要。基于翻转课堂的课程考核方式,在保证学生全面掌握基本知识的前提下,应将学生的发现问题、思考问题、解决问题的能力以及独立学习的能力作为考核的重点。同时,基于翻转课堂的考核方式应该是多维度评价系统,综合全面地考核学生在教学活动以及学习活动中的表现。考核主体应该由单一的教师评价变为学生自主评价、学生相互评价以及教师对学生的各个方面的评价等。课程考核时将课前、课堂考试、期末考试三个方面按照30%、30%、40%的权重来进行综合考核。课前对学生观看视频资料的情况、提出问题的情况以及测试题的完成情况进行考核。在课堂上主要是对学生发现问题的能力、问题解决的能力以及和其他同学的互动交流能力进行综合考核。在期末考试中主要是对学生知识掌握能力以及对知识的综合运用等作为考核内容[5]。

四、翻转课堂教学模式的弊端

翻转课堂不是万能的,在实际应用中也存在一定弊端,主要表现为[6]:

(一)翻转课堂教学模式需要教师具备较强的多媒体驾驭能力翻转课堂需要教师根据教学内容制作出精彩的课堂视频,仿真动画;大多数教师能熟练操作的是办公软件,对于多媒体制作等方面的软件知之甚少。如果教师不具备较高的多媒体制作技能,要推动“翻转课堂”改革还是有一定难度的。

(二)翻转课堂需要教师在课堂上有较强的控制能力课堂讨论环节,面对学生提出的各种各样的问题,何在短时间内给出有效解答,对教师是一个较高要求。课堂活动开展过程中会出现各种预期不到的干扰因素,教师必须有较强的课堂把控能力,才能保证课堂的高效性。

(三)学生的自主性和自控性不受控制后容易脱离学习任务翻转课堂主要是学生利用电脑等设备完成课前教学内容的学习,学生的自主性和自控能力显得尤为重要。学生在学习一段时间后,很容易出现注意力转移,脱离原定学习任务的问题。这将直接影响到后续教师课堂活动的开展,从而影响翻转课堂教学模式的教学效果。

五、结束语

翻转课堂教学模式改变了教师和学生的身份,教师从传统的知识传授者变成了学生学习的引导者和推进者,学生从传统被动的知识接受者变成了学习的主体,成为学习过程的中心[7]。这种教学模式颠覆了传统的教育模式,在教育界掀起了一股热潮。近几年翻转课堂教学模式在《机械原理》课程中得到了一定的应用且取得了一定的成效,但是翻转课堂在实际教学应用中也必然会遇到各种问题和弊端,如何有效解决这些实践过程中出现的不利因素,扬长避短地保证翻转课堂教学模式的实际教学效果,是每一个翻转课堂教学模式实践者要思考的问题。

参考文献:

[1]邱宝梅,郑太雄.《机械原理》翻转课堂教学模式的探讨[J].教育教学论坛,2018(48):143-144.

[2]林雪燕,潘菊素.基于翻转课堂的混合式教学模式设计与实现[J].中国职业技术教育,2016(2):15-20.

[3]张其亮,王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术,2014(4):27-32.

[4]李俊娴.基于“翻转课堂+”混合教学模式的《软件工程》课程的教学改革初探[J].教育教学论坛,2017(9):116-117.

[5]丁瑞华.机械原理课程的翻转课堂教学模式研究与实践[J].河南教育(高校版),2017(6):82-84.

[6]孙宏扬.翻转课堂在实际教学中的弊端及对策研究[J].兰州教育学院学报,2017(10):100-101.

[7]陈洁.基于蓝墨云班课和MOOC的混合式教学应用研究———以软件专业《web开发》课程为例[J].数码世界,2018(12):165.

作者:谢红梅 耿葵花 单位:广西大学

机械课程翻转课堂教学模式研究

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