于華 劉玉飛

摘要：本文主要探討在機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)中運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)手段，徹底改變以往灌輸型教學(xué)模式，形成符合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的成果導(dǎo)向式教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；教學(xué)模式；探索；實(shí)施

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）26-0125-02

為全面提高工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，提高畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)就業(yè)市場(chǎng)國際化需求，安徽工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)自2012起積極推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，以工程教育專業(yè)認(rèn)證12條畢業(yè)要求[1]為基礎(chǔ)，以中國制造2025和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，面向高端裝備制造業(yè)和智能制造，建立符合社會(huì)需求的人才培養(yǎng)模式和課程知識(shí)體系，全面推進(jìn)課程教學(xué)改革。

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課，圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證倡導(dǎo)的“學(xué)生中心理念、產(chǎn)出導(dǎo)向理念、持續(xù)改進(jìn)理念”[2]，在課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)機(jī)制等方面做了大量改革工作，特別是結(jié)合本校生源情況探索出一套行之有效的課程教學(xué)模式，提升學(xué)生問題分析和設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案能力，具有一定的推廣參考價(jià)值。

一、探索新教學(xué)模式的必要性

1.傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)效果差。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，實(shí)踐性強(qiáng)。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，講解內(nèi)容包括機(jī)械制造裝備的設(shè)計(jì)方法、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、組合機(jī)床設(shè)計(jì)、金屬切削刀具設(shè)計(jì)及物料運(yùn)儲(chǔ)裝置設(shè)計(jì)。課程改革之前，課程組教師總是抱怨課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、授課難。以往教師授課是全程灌輸、力求每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都面面俱到，結(jié)果是學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握都很膚淺，不能將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起，難以掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)精髓，再加上其缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)的機(jī)械制造裝備只能是東拼西湊。

2.適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的中心指標(biāo)是“學(xué)生”，認(rèn)證工作評(píng)價(jià)的核心是學(xué)生的表現(xiàn)和學(xué)生能否獲取相應(yīng)的素質(zhì)能力，而且必須考慮全體學(xué)生[3]。對(duì)于課程教學(xué)效果，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為在教學(xué)活動(dòng)完成后學(xué)生學(xué)到了什么，這和以往更加關(guān)注教師教了什么有根本區(qū)別。為此，必須探索以學(xué)生為中心，能確保學(xué)生取得預(yù)期學(xué)習(xí)成果的教學(xué)模式。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

傳統(tǒng)教學(xué)模式是“先教后學(xué)”，翻轉(zhuǎn)課堂是“先學(xué)后教”，學(xué)生課外通過視頻、課件及其他教學(xué)資源學(xué)習(xí)新知識(shí)，課堂通過討論、辯論等形式加深知識(shí)的理解，提升綜合應(yīng)用知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問題的能力[4，5]。

本課程組針對(duì)主軸組件設(shè)計(jì)一節(jié)，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂模式，同時(shí)考慮到本校學(xué)生的實(shí)際能力，為避免采用完全翻轉(zhuǎn)使學(xué)生感到茫然，按圖1所示方式進(jìn)行教學(xué)模式設(shè)計(jì)。

1.課堂搭建知識(shí)架構(gòu)。此環(huán)節(jié)教學(xué)不像以往教學(xué)，不是將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講全、講透，而是讓學(xué)生建立起主軸組件設(shè)計(jì)的知識(shí)架構(gòu)，使學(xué)生明白性能優(yōu)良的主軸組件應(yīng)具備哪些特征，哪些因素影響到這些特征，針對(duì)這些影響因素如何設(shè)計(jì)主軸組件才能使其達(dá)到性能要求。

2.課后自學(xué)并完成一定數(shù)量的作業(yè)。課堂搭好以上知識(shí)架構(gòu)后，教師給學(xué)生提供多媒體課件、各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的微視頻、主軸組件典型結(jié)構(gòu)圖例及相關(guān)文獻(xiàn)資料，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課后自學(xué)，并圍繞各知識(shí)點(diǎn)布置一些不太復(fù)雜的作業(yè)題且在下次上課前上交。

3.課堂討論內(nèi)化知識(shí)。課堂討論分三個(gè)階段，第一階段由教師根據(jù)學(xué)生完成作業(yè)的情況，對(duì)學(xué)生掌握不太好的共性問題集中研討。第二階段為學(xué)生提問互答階段，學(xué)生可將自己在自學(xué)過程中有疑惑的地方提出來，由其他同學(xué)作答，有不同意見的可討論爭(zhēng)辯，隨著討論爭(zhēng)辯的進(jìn)行，答案逐漸明確，通過討論不僅有利于強(qiáng)化知識(shí)，還有利于強(qiáng)化學(xué)生存在感，提高其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。第三階段為教師布置一些有一定難度的需要綜合運(yùn)用各知識(shí)點(diǎn)才能解決的項(xiàng)目，讓學(xué)生分組討論匯報(bào)，教師根據(jù)學(xué)生的匯報(bào)情況作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，各討論組課下繼續(xù)討論完善答案，并作為課后作業(yè)上交。

課堂討論要求每位學(xué)生必須發(fā)言，教師對(duì)每一位學(xué)生參與討論的情況作好記錄，作為平時(shí)成績(jī)的組成部分，以此來督促在此環(huán)節(jié)不太積極的學(xué)生，達(dá)到增強(qiáng)所有學(xué)生溝通能力的目的。

4.課堂總結(jié)提升。通過前三個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)掌握了本節(jié)各知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，并具備一定的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問題的能力，此時(shí)教師在課堂上對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)，加深學(xué)生所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步拓展，介紹一些前沿知識(shí)，以目前處于技術(shù)領(lǐng)先廠家生產(chǎn)的高端主軸組件為例，介紹主動(dòng)控制型軸承磁浮軸承及采用磁浮軸承的電主軸結(jié)構(gòu)，以及如何在電主軸上采用聲發(fā)射傳感器、位移傳動(dòng)感器、溫度傳感器監(jiān)測(cè)主軸的振動(dòng)、變形和溫度，從而對(duì)主軸的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過此環(huán)節(jié)，開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生求知欲，提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

5.收集反饋意見。在本輪教學(xué)環(huán)節(jié)完成之后，課程組通過問卷調(diào)查的方式對(duì)此種教學(xué)模式的效果進(jìn)行了調(diào)研，調(diào)研結(jié)果如表1所示。

本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)完全打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，有些學(xué)生還不能完全適應(yīng)，第一次實(shí)施能取得這樣的反饋結(jié)果屬正常。由于課程組前期做了充分的準(zhǔn)備工作，學(xué)生對(duì)教學(xué)資源的滿意度較高。學(xué)生不積極參與討論的原因是多種多樣的，有的學(xué)生是怯場(chǎng)，不敢在人多的場(chǎng)合發(fā)言；有的學(xué)生是課前沒有自學(xué)，對(duì)大家討論的問題不知所云，沒辦法參與討論。

6.持續(xù)改進(jìn)。針對(duì)本輪翻課堂模式實(shí)施過程中存在的問題，課程組做了研討，下輪課程教學(xué)過程中，首先做好動(dòng)員引導(dǎo)工作，讓學(xué)生從習(xí)慣于被動(dòng)喂食到習(xí)慣于主動(dòng)覓食，其次進(jìn)一步完善各教學(xué)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工作，讓學(xué)生在輕松的氛圍中參與討論，提升學(xué)生的主動(dòng)參與性。

三、實(shí)施成效

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程要達(dá)成兩個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，支撐兩條畢業(yè)要求。課程達(dá)成度分析如表2所示。

本課程教學(xué)模式改革在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)2014級(jí)實(shí)施，從表2可以看出，同2013級(jí)相比，課程目標(biāo)2達(dá)成度提高近20個(gè)百分點(diǎn)，課程綜合達(dá)成度提高近15個(gè)百分點(diǎn)，通過教學(xué)模式改革，課程教學(xué)效果顯著提高。

綜上所述，本課程組教師以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，進(jìn)一步理清思路，形成以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向并持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)理念，通過采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)徹底改變以往的灌輸型教學(xué)模式，形成符合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的成果導(dǎo)向式教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

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