徐哲 劉西 黃澤好 路世青

摘 要：翻轉(zhuǎn)教學(xué)能夠有效提高學(xué)生掌握知識的程度和獲取知識的能力。文章以《汽車故障診斷與檢測》課程為例 分析應(yīng)用型課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)特點(diǎn) 選取課程重點(diǎn)內(nèi)容以項(xiàng)目方式設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)內(nèi)容 開展知識庫建立、教學(xué)流程、課堂組織、課程考核等的規(guī)劃 并對與應(yīng)用型課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室開放問題進(jìn)行探討。教學(xué)實(shí)踐表明 該方案具有一定的可操作性。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型課程;翻轉(zhuǎn)教學(xué);項(xiàng)目驅(qū)動;實(shí)驗(yàn)室開放

中圖分類號：G420? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-207-04

Abstract： Flipped classroom mode can effectively improve students' ability to master and acquire knowledge. Taking the course of automobile fault diagnosis and detection as an example， we summarizes the characteristics of the flipped classroom of the application-oriented curriculum， designs some teaching contents in the way of project， carries out the planning of flipped teaching， and makes comments on the laboratory opening problems.

Keywords： Application-oriented curriculum; Flipped classroom; Project driven method; Lab opening

CLC NO.： G420? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-207-04

引言

當(dāng)前國家正在推動部分高校向應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型 以滿足現(xiàn)代工業(yè)社會對高素質(zhì)技能型人才的需求。應(yīng)用型本科要求培養(yǎng)的人才兼具一定的工程基礎(chǔ)和分析能力[1] 在這個過程中 應(yīng)用類課程發(fā)揮著重要的作用。應(yīng)用類課程往往采用以教為主或先教后練的方式進(jìn)行 雖然學(xué)生能夠解決預(yù)先學(xué)習(xí)的案例中的問題 但當(dāng)條件發(fā)生一定變化時 學(xué)生往往又無所適從[2]。要解決該問題 需要進(jìn)一步提高學(xué)生獲取知識的能力和邏輯推理能力。

翻轉(zhuǎn)式課堂轉(zhuǎn)換了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的角色 有利于培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力 在當(dāng)前教學(xué)研究中已形成一股潮流[3-4]。在應(yīng)用型課程中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)能夠讓學(xué)生面對具體的工程項(xiàng)目 自主去發(fā)現(xiàn)問題 并使學(xué)生在工程實(shí)踐中逐漸掌握解決問題的方法 是解決應(yīng)用型課程教學(xué)困境的一個途徑[5]。本文針對《汽車故診斷與檢測》課程 采用項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)方法解決翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的實(shí)際問題 選擇課程重要內(nèi)容設(shè)計(jì)項(xiàng)目 一方面做到重點(diǎn)突出、效果顯著 另一方面將未知風(fēng)險限定在已知的范圍內(nèi)。

1 應(yīng)用型課程《汽車故障診斷與檢測》特點(diǎn)

《汽車故障診斷與檢測》是一門實(shí)用性比較強(qiáng)的課程 主要讓學(xué)生通過觀察、嗅覺、聲音判斷等方式和推理相結(jié)合尋找故障原因 并掌握專用故障診斷設(shè)備的使用方法 其主要內(nèi)容分為兩個部分。汽車檢測部分的任務(wù)主要是講授汽車專用檢測設(shè)備的使用方法 完成對汽車各個零部件、總成和整車的檢測 在知識體系上與汽車構(gòu)造的知識體系兼容 因此可以依據(jù)傳統(tǒng)順序講授 以有利于學(xué)生構(gòu)建檢測的知識體系。

汽車故障診斷部分由于實(shí)際故障多種多樣 有限的課程內(nèi)不可能覆蓋汽車可能發(fā)生的全部故障。傳統(tǒng)教學(xué)方式僅以PPT或視頻的方式展示某些故障現(xiàn)象 往往給學(xué)生一種迎刃而解的感覺 但是實(shí)際操作和分析過程會比想象的要復(fù)雜和多變 如果依然按照汽車結(jié)構(gòu)的順序進(jìn)行講解 將造成與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié) 難以獲得故障檢測能力。

汽車故障診斷與檢測課程另一個特點(diǎn)是操作教學(xué)往往需要花費(fèi)較多的時間 對設(shè)備原理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)而繁雜。如果用傳統(tǒng)的課堂講授方式進(jìn)行教學(xué) 較長的講授時間會造成操作與講授脫節(jié)。而且課程時間有限 也不允許安排過多的學(xué)時。

2 應(yīng)用型課程翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的建設(shè)方式

針對《汽車故障診斷與檢測》課程的特點(diǎn) 選取了項(xiàng)目驅(qū)動方式設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)式教學(xué)過程。建設(shè)中進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和規(guī)范學(xué)習(xí)內(nèi)容 把教學(xué)內(nèi)容隱含在項(xiàng)目之中 讓學(xué)生在項(xiàng)目的解決過程中提出問題 并經(jīng)過思考和老師的指導(dǎo) 自己解決問題。為充分利用學(xué)生的高效學(xué)習(xí)時間 僅對重點(diǎn)部分采用翻轉(zhuǎn)教學(xué) 其它部分內(nèi)容則課堂講授和學(xué)生自學(xué)相互結(jié)合。

2.1 翻轉(zhuǎn)內(nèi)容規(guī)劃

結(jié)合汽車故障與診斷課程的課時 共選取了5個方面作為翻轉(zhuǎn)內(nèi)容 這五個項(xiàng)目難度由簡單到復(fù)雜 具體包括：

2.1.1 發(fā)動機(jī)的無負(fù)荷測功方法

該內(nèi)容主要突出檢測方法 學(xué)生能夠通過該項(xiàng)目的學(xué)習(xí) 學(xué)會轉(zhuǎn)化測量目標(biāo) 設(shè)置合理的測量過程。該部分著重培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能力 也使學(xué)生認(rèn)識到分析的重要性 避免學(xué)生形成認(rèn)為檢測就是讀儀表數(shù)據(jù)的觀念。

2.1.2 發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的檢測與診斷

該部分內(nèi)容主要對汽油機(jī)的點(diǎn)火信號進(jìn)行測量 要求學(xué)生能夠使用專用示波器 掌握發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)的基本原理 學(xué)會采用正-逆向思維相結(jié)合的方式去對故障進(jìn)行診斷。

2.1.3 車輪定位檢測

該部分內(nèi)容主要學(xué)習(xí)設(shè)備的使用方法 包括設(shè)置檢測過程 結(jié)合車輛的狀態(tài)與操縱對車輪的定位參數(shù)進(jìn)行測量。

2.1.4 車輪不平衡度檢測

主要掌握車輪動不平衡的原理 以及車輪重新平衡的方法。該部分是將檢測與再平衡維修相結(jié)合的內(nèi)容。

2.1.5 車輪側(cè)滑量檢測

對車輛側(cè)滑檢測的原理進(jìn)行掌握 促進(jìn)學(xué)生理解車輛整車檢測的過程和原理 能夠理解整車檢測的意義和目的。

從以上五個項(xiàng)目的內(nèi)容可以看出 所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目突出本科層次特點(diǎn) 內(nèi)容上理論和實(shí)踐相結(jié)合 能使學(xué)生對故障診斷和檢測過程有進(jìn)一步的感悟。

2.2 項(xiàng)目驅(qū)動設(shè)計(jì)

在翻轉(zhuǎn)課程內(nèi)容構(gòu)建過程中 需要將知識內(nèi)容蘊(yùn)含于項(xiàng)目中。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容有：（1）項(xiàng)目目標(biāo);（2）項(xiàng)目的基本對象認(rèn)知;（3）項(xiàng)目相關(guān)理論;（4）項(xiàng)目相關(guān)工具的原理與操作;（5）項(xiàng)目的基本學(xué)習(xí)流程;（6）項(xiàng)目成員設(shè)計(jì)共六個部分。以發(fā)動機(jī)無負(fù)荷測功項(xiàng)目為例 具體內(nèi)容如下：

2.2.1 項(xiàng)目目標(biāo)

了解無負(fù)荷測功的原理 實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的無負(fù)荷測功 評價發(fā)動機(jī)的性能。

2.2.2 項(xiàng)目的基本對象認(rèn)知教學(xué)設(shè)計(jì)

發(fā)動機(jī)在車上的位置及開啟過程;發(fā)動機(jī)功率測量的工具;發(fā)動機(jī)測量的基本步驟;發(fā)動機(jī)功率測量變量的測量方法;視頻和實(shí)車相結(jié)合的知識支持。

2.2.3 項(xiàng)目相關(guān)理論教學(xué)設(shè)計(jì)

提供板書視頻 講解發(fā)動機(jī)無負(fù)荷測功的基本原理 加速時間法和瞬時加速度法。

2.2.4 項(xiàng)目相關(guān)操作的教學(xué)

包括設(shè)備使用、設(shè)備安裝、操作過程等方面的知識 可以通過視頻的方式講解。

2.2.5 項(xiàng)目基本學(xué)習(xí)流程的規(guī)劃

通過安排文檔資料和視頻資料的排列順序 和對資料按一定的順序設(shè)置解鎖環(huán)節(jié) 進(jìn)行學(xué)習(xí)流程規(guī)范。

2.2.6 項(xiàng)目成員設(shè)計(jì)

將全班學(xué)生分組 由同學(xué)互幫互助提高翻轉(zhuǎn)教學(xué)的效率 根據(jù)任務(wù)初步設(shè)計(jì)每個小組由5人組成。

需要指出的是翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)過程主要完成理論的準(zhǔn)備和基本對象的認(rèn)知 以及對操作過程的了解。實(shí)際測量或試驗(yàn)過程還是要在老師的指導(dǎo)下完成 避免學(xué)生在不完全掌握規(guī)范的情況下操作設(shè)備 特別是發(fā)動機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備 造成安全問題。

2.3 建立系統(tǒng)知識庫

知識庫是開展翻轉(zhuǎn)課堂的基本條件 知識庫中的內(nèi)容除了課本知識外 還應(yīng)該補(bǔ)充課堂外的知識。知識庫內(nèi)容的載體包括視頻類、圖片類、文檔類等多種形式 知識庫構(gòu)建主要表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

2.3.1 逆向-正向相結(jié)合的知識體系

故障診斷與檢測是對以往課程知識的運(yùn)用 在故障分析的過程中 需要對以往的知識點(diǎn)進(jìn)行逆向思考。這就需要學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ) 對汽車構(gòu)造 汽車?yán)碚?汽車電氣與電子設(shè)備等知識能夠有較為深刻的掌握。由于實(shí)際上學(xué)生對這些知識點(diǎn)的掌握參差不齊 因此需要構(gòu)建相應(yīng)的基礎(chǔ)知識庫 補(bǔ)充相應(yīng)的知識。

2.3.2 多種媒介的知識庫體系

網(wǎng)絡(luò)的普及為翻轉(zhuǎn)課堂的開展提供了便利條件 現(xiàn)有知識的媒介包括書本、聲音、視頻等 其中視頻對應(yīng)用型課程的教學(xué)更為重要 比如對設(shè)備的操作講解 采用圖像和聲音結(jié)合的解說比純文字更直觀 也更為有效。

2.3.3 碎片化知識點(diǎn)和系統(tǒng)化的知識體系

根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn) 對課程涉及到的知識點(diǎn)需要以較為碎片化的方式進(jìn)行組織。比如 示波器的使用 在以往的課程和實(shí)踐中并沒有涉及 需要將示波器的相關(guān)功能做成視頻進(jìn)行簡短的介紹。

碎片化的知識展示特點(diǎn)在于重點(diǎn)突出 但是課程最終要以建立完整的知識體系作為目標(biāo) 因此需要從整體上進(jìn)行規(guī)劃 如在網(wǎng)頁上采用知識樹的形式整體知識體系。結(jié)合教學(xué)步驟規(guī)劃 完成知識系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)。

2.3.4 實(shí)物知識庫

實(shí)物操作知識是知識庫的一部分 是應(yīng)用型課程知識準(zhǔn)備的關(guān)鍵 內(nèi)容上包括實(shí)際試驗(yàn)臺或車輛 以及與試驗(yàn)臺相關(guān)的操作軟件和說明文檔。實(shí)物準(zhǔn)備是應(yīng)用型課程區(qū)別于理論課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)的一大特色 為課程準(zhǔn)備的各種試驗(yàn)臺應(yīng)對應(yīng)不同層面的知識 包括簡單操作、設(shè)備認(rèn)知、系統(tǒng)綜合等層面。應(yīng)用型課程在設(shè)備的需求量、設(shè)備的價值等方面明顯高于理論課程。

3 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的組織

3.1 翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)流程引導(dǎo)

在學(xué)生自我學(xué)習(xí)過程中 需要按照一定的順序去理解和實(shí)施項(xiàng)目。以發(fā)動機(jī)無負(fù)荷測功為例 學(xué)生需要首先了解什么是無負(fù)荷測功 為什么要有無負(fù)荷測功 懂得該方式是評定使用過程中汽車發(fā)動機(jī)功率的有效方式。然后了解無負(fù)荷測功瞬態(tài)法的基本工作原理。在知識的理解上 要知道測量功率 需要知道扭矩和轉(zhuǎn)速。

學(xué)習(xí)流程的引導(dǎo) 一方面要在相應(yīng)的階段以師生互動的方式去完成 另一方面要融合于知識庫的構(gòu)建過程中。

另外還需要對學(xué)生的自學(xué)進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督。從知識的傳授方面考慮 課前的督促的內(nèi)容一方面要看學(xué)生取得的成果 另一方面也要看學(xué)生遇到了哪些問題 具體的操作方法包括：劃分適當(dāng)?shù)臅r間節(jié)點(diǎn) 提供節(jié)點(diǎn)的任務(wù)安排 包括作業(yè)等。

3.2 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的組內(nèi)互助

學(xué)生水平參差不齊 而且一個人的精力也有限 思路上也有可能陷入死循環(huán)。結(jié)合項(xiàng)目的工作量 構(gòu)建學(xué)習(xí)小組 可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在構(gòu)建學(xué)習(xí)小組時 需要注意人員的水平搭配和性別比例結(jié)構(gòu)。

3.3 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)師生溝通

學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到問題如果不能及時解決 會形成挫折感 傷害學(xué)習(xí)積極性。翻轉(zhuǎn)式教學(xué)設(shè)計(jì)需要建立溝通平臺回答學(xué)生在教學(xué)中遇到的各種問題。溝通平臺在交流中需要允許咨詢問題的任意性 對學(xué)生問題的回復(fù)也可以由課程助理完成。學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往會遇到相同的問題 所以可以設(shè)置平臺全體可見 對重復(fù)問題學(xué)生可自行查詢。

3.4 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的課堂組織

采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)后 課堂內(nèi)容的組織主要目標(biāo)是檢查學(xué)生對基礎(chǔ)知識包括基本概念、基本原理、基本操作步驟的了解 并在課堂上對學(xué)生的理解進(jìn)行規(guī)范和引導(dǎo)。其中試驗(yàn)臺的使用過程部分會遇到課堂過大 教師無法全面指導(dǎo)的問題 所以課堂教學(xué)中 往往還需要教學(xué)助理的參與 教學(xué)助理可以從研究生中選擇。