秦紅玲+徐翔+趙美云

（三峽大學(xué) 機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院，湖北 宜昌 443002）

摘要：智能化產(chǎn)品的普及，催生了“低頭族”。他們的出現(xiàn)，讓部分大學(xué)課堂教學(xué)成了教師的獨(dú)角戲。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，是當(dāng)今教育工作者面臨的首要問題。本文提出在機(jī)械基礎(chǔ)課程中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。課前通過微課等方式完成課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，課堂上小組合作共同完成簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方法，思路的選擇，課后通過qq群等通訊平臺(tái)完成設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)部分的答疑和討論。最終實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的無縫結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)具有良好素質(zhì)的工程師。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；微課；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）52-0103-02

隨著智能化產(chǎn)品的普及，社會(huì)上出現(xiàn)了一種特殊的種族——低頭族。他們的出現(xiàn)，讓部分大學(xué)課堂教學(xué)成了教師的獨(dú)角戲。因而如何改進(jìn)教學(xué)方法，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性是教學(xué)實(shí)踐中亟待解決的問題。在起源于美國科羅拉多州林地公園高中的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式中，知識(shí)傳授通過信息技術(shù)的輔助在課前完成，知識(shí)內(nèi)化則經(jīng)老師的幫助與同學(xué)的協(xié)助在課堂上完成。通過將教師和學(xué)生的角色及課外和課堂教學(xué)內(nèi)容的“翻轉(zhuǎn)”將原來的消費(fèi)式課堂變成了生產(chǎn)式、創(chuàng)造式課堂，引起教學(xué)方法和理念的大更新[1，2]。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)類和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)課和主干課，主要解決的是機(jī)械裝備設(shè)計(jì)中方案和技術(shù)設(shè)計(jì)階段的問題，是學(xué)生成長為合格工程師所必須夯實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)之一。本課程重在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，創(chuàng)新能力，動(dòng)手能力，需要大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)來輔助課堂教學(xué)。然而傳統(tǒng)的教學(xué)方法中實(shí)踐環(huán)節(jié)，由于時(shí)間，場(chǎng)所等環(huán)節(jié)的多種限制，常常集中安排在本門課理論教學(xué)開課前或教學(xué)全部完成以后，達(dá)不到學(xué)完一個(gè)環(huán)節(jié)的理論課程就去實(shí)踐的理想化排課。這樣的分塊化的教學(xué)使學(xué)生的知識(shí)體系支離破碎，無法融會(huì)貫通。因而在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中推行項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)[3]的翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)改革理論具有實(shí)際意義。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程特性分析

從教學(xué)內(nèi)容體系來看，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程分為機(jī)械原理部分和機(jī)械零件部分。前半部分講述連桿、凸輪、齒輪、間歇等常用機(jī)械的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性；后半部分講述螺栓連接、齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、離合器等通用機(jī)械零件的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、維護(hù)和設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)。

從教材[2]的編排結(jié)構(gòu)可以看出：①機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容各部分間相對(duì)獨(dú)立，且自成章節(jié)，呈現(xiàn)平行發(fā)展趨勢(shì)；②對(duì)于常用的機(jī)構(gòu)或零件同一用途的一般會(huì)講2—3種，例如傳動(dòng)，分為齒輪、蝸桿、繞性傳動(dòng)3種；軸承分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承2種。這個(gè)課程體系非常適合全部或部分采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。原因在于：①視頻錄制非常利于采用微課的方式；②網(wǎng)上豐富的精品課程教學(xué)資源也可直接共享，因?yàn)楦髡鹿?jié)所講述的對(duì)象不同，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，直接利用精品課程的資源，不會(huì)因?yàn)椴煌蠋煹牟煌v課思路而使教學(xué)內(nèi)容銜接不好。③平行的章節(jié)也可采用不同的教學(xué)方式，進(jìn)行教學(xué)效果的對(duì)比。

針對(duì)以上特點(diǎn)，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式以微課為載體，以來源于工程實(shí)際的具體設(shè)計(jì)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，正好可以緩解學(xué)生學(xué)習(xí)工科專業(yè)課程枯燥等問題。學(xué)生在課前通過現(xiàn)代化信息手段自主完成課程基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，在課堂上教師以實(shí)物或者動(dòng)畫三維模型為引導(dǎo)，和同學(xué)們展開研究與討論，逐步解決課前學(xué)生學(xué)習(xí)視頻時(shí)產(chǎn)生的疑惑以及完成設(shè)計(jì)項(xiàng)目過程中所遇見的問題，課后再通過網(wǎng)絡(luò)討論平臺(tái)對(duì)課上問題進(jìn)行深層次的討論，這樣可以大大增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)最根本的出發(fā)點(diǎn)，是激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，去收集有用的信息，探索未知的領(lǐng)域。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，本課程采用項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)設(shè)計(jì)法。因本校以“水電”為特色，機(jī)類專業(yè)的學(xué)生多走向水利電力行業(yè)。故在專業(yè)教育中多突出工程機(jī)械背景。為此，以某輸送機(jī)的機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的引入。①將學(xué)生分成約5—8人一組，給定設(shè)計(jì)參數(shù)后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。因在該輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，涉及到鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)等多種傳動(dòng)方式的選擇和布置問題。為協(xié)助學(xué)生完成方案設(shè)計(jì)，采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式開始進(jìn)行齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)部分內(nèi)容的教學(xué)。利用網(wǎng)絡(luò)資源，收集一些必要的視頻資料，資料不足的情況下自錄少量微課視頻，通過QQ群，精品課程網(wǎng)絡(luò)課堂等平臺(tái)發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生完成教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。而課堂教學(xué)則以檢查學(xué)習(xí)效果，完成設(shè)計(jì)任務(wù)為主。學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和老師之間開展互動(dòng)討論，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。每次課預(yù)留10—15分鐘針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的共性問題進(jìn)行集中點(diǎn)評(píng)講解。②當(dāng)學(xué)生完成齒輪，帶，鏈等零件基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，很自然會(huì)涉及到該類零件的安裝問題。教學(xué)內(nèi)容自然過渡到軸及軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。于是采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法完成軸承，聯(lián)軸器，軸等部分內(nèi)容的教學(xué)。再次，隨著設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，齒輪的潤滑及防護(hù)問題會(huì)引出變速箱箱體的設(shè)計(jì)問題，該問題自然也會(huì)引出連接件的設(shè)計(jì)。順應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)需要，完成螺紋連接，鍵連接，銷連接等內(nèi)容的教學(xué)。③根據(jù)學(xué)生的需要，進(jìn)行少量的專題教學(xué)。至此，整個(gè)課程教學(xué)基本完成，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，任務(wù)逼近的方式，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生的求知欲和興趣來推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)行，從根本上擺脫傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)法。學(xué)生不但能充分吸收老師所提供的教學(xué)視頻中的內(nèi)容，還會(huì)積極調(diào)動(dòng)各類資源以解惑。課堂上的討論，因視角不同，學(xué)生的問題有的非常新穎，此舉也無形中給教師施加學(xué)習(xí)壓力，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)互長的良性循環(huán)。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果考核

進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果考核的目的，是為了檢查教學(xué)設(shè)計(jì)是否合理，為教案的修訂提供依據(jù)。實(shí)施效果考核主要通過橫向和縱向比較來實(shí)現(xiàn)。橫向比較包括平行章節(jié)內(nèi)容、不同的教學(xué)方法的學(xué)習(xí)效果比較，及不同教學(xué)方法的平行班的成績的比較。例如，在教學(xué)時(shí)，帶傳動(dòng)部分內(nèi)容采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，鏈傳動(dòng)部分采用傳統(tǒng)的課堂講述的方式。在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，可以觀察并評(píng)價(jià)學(xué)生的設(shè)計(jì)情況，以檢查學(xué)習(xí)效果?？v向比較，是指將本屆學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法的往屆學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行比較。同時(shí)，可以通過對(duì)學(xué)生后期的跟蹤和回訪，學(xué)生評(píng)教來深層次地了解學(xué)生的感受和學(xué)習(xí)心得，用以優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，從而由“點(diǎn)”到“面”的逐漸將任務(wù)引導(dǎo)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中鋪開。

四、結(jié)論

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法充分利用目前智能化設(shè)備普及，電子化信息共享便利的優(yōu)勢(shì)，以微課為載體，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，利用學(xué)生的求知欲來推動(dòng)課程教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)行，徹底擺脫“灌輸式”課堂所造成的教師唱獨(dú)角戲的現(xiàn)狀。該種教學(xué)模式，不但可以使“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的思想得以充分體現(xiàn)，學(xué)生的實(shí)踐能力和協(xié)作能力得到明顯提升，而且還能實(shí)現(xiàn)教學(xué)互長的良性循環(huán)。各個(gè)學(xué)?？梢栽诔浞掷靡敼_課、可汗學(xué)院微視頻[6]、TED視頻，以及精品課程資源，外加自己錄制的微課視頻的情況下，由“點(diǎn)”到“面”的逐漸將任務(wù)引導(dǎo)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中展開。

參考文獻(xiàn)：

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