1、基于翻转课堂理念的工程图学教学应用研究摘 要 翻转课堂教学模式有其典型特征和明显的优势，它不仅符合认知规律，而且能提升学生的自学能力、表达能力、观察能力和判断能力，有利于个性化教学。笔者将该模式应用与工程图学教学并取得良好效果，但在实施翻转课堂过程中也存在一些问题，其中，学生能否自觉、主动进行课外学习是问题的关键，这是实施翻转课堂教学的前提。翻转课堂教学对教师的综合能力也有较高要求；高校现有的分配制度不利于翻转课堂的普及。关键词 翻转课堂 教学模式 高校教学 工程图学 应用 局限性中图分类号：G642 文献标识码：A改革教学模式、提高课堂教学质量一直是高校教育教学研究的重要课题。当今学生获取知
2、识的渠道和方式随着互联网技术的飞跃发展和知识的数字化而在不断地发生改变，这种改变影响了课堂教学，迫使教育者探索、研究适合时代的高校教学模式。多元化教学模式是当今高校教学的普遍现象，根据课程特点的不同，有利用多媒体教学课件+板书的教学，有微课、慕课、翻转课堂、慕课+翻转课堂教学等等。近年来，众多教育专家对翻转课堂教学模式进行了研究和探讨，比如，邵霑霞基于翻转课堂理念对思想政治教育教学模式进行了研究，该研究打破传统课堂的时空界限，提出了将该教学模式运用到教学中的可操作化设计。李婉嘉、徐晶和李爽为了提高教学质量，基于“翻转课堂”理念设计出通用技术课程教学模式，与传统课堂相比，前者使学生学习更具有主动
3、性和可控性。笔者在应用该教学模式的过程中，在收获其教学优势带来良好效果的同时也发现存在一些值得探讨的问题，这与教师对其采用的教学模式的内涵理解、教学过程设计、对教学对象（学生）学习状况的了解与契合以及教师本身的综合能力等诸多因素密切相关。1 翻转课堂教学模式的特征与优势翻转课堂教学模式是从国外传到国内，进而被许多高校教师尝试采用的教学模式，该教学模式有以下主要特征：（1）课前学习。学生根据教师提供的微课、课件等教学资源在课前先学习，并在网络平台上与老师交流。（2）课堂答疑，完成练习。学生在课前学习的基础上，回到课堂，将课前学习遇到的问题提出，教师解答，学生与学生之间、师生之间展开互动；学生在课
4、堂上完成练习。从传统的“依教而学”转变为“先学后教”。（3）学生对自己学习负责，变被动学习为主动学习。（4）教师角色的转变，即由课堂“授课”到“解答问题”、归纳小结、教学评价的转变。翻转课堂教学模式的主要优势：（1）提升学生的自学能力。学生必须在课前按照老师布置的任务，对教学视频、课件中的各个知识点、重点和难点逐一自学，这个过程有利于培养、提升学生的自学能力、分析问题、解决问題、归纳问题的能力，同时，也是知识内化的一个过程。（2）提高学生的表达能力、观察能力和判断能力。学生在课堂上提出自学中的疑难问题，在这个过程中，老师的解答，或其他同学的参与讨论、互动，该生的主观能动性处于积极状态，在接收和
5、反馈相关信息的同时，其表达能力、观察能力和判断能力得到训练和加强。（3）符合学生的认知规律。学生在自主学习中遇到不解的问题，可通过网络在线平台或学习系统请教老师；也可在课堂上，提出疑惑部分，获得老师的针对性释疑解惑，这种“先学后教”的学习模式“对症下药”，效率高，效果好。（4）有利于个性化教学。学生课前依照老师提供的任务单以及涵盖了知识点、重点和难点的微课等资料进行自学，同时，还可以根据自身需要选择性反复学习、重现场景或将易懂部分“快进”，自主把控学习的节奏。在课上课下提出自学中遇到的问题时，该生获得的是一对一的答疑解惑，这是传统的“依教而学”模式中因课时受限而比较难做到的环节。学生在做作业的
6、过程中，可能会遇到新的问题，此时求教，便可获得对知识更深刻、更完整、更全面的理解。翻转课堂教学模式将传统教学模式的课内外时间进行了重新调整，把学习的主动权转移给学生，把课堂时间用于教师解答学生的疑难问题及随即引发的新问题、新思考，用于师生、生生共同探究问题。教师不再占用课堂时间进行教材“印刷式”（指按照课本整章整节地授课）式讲授知识。课外时间，除了学生自主学习外，还能在网络上与其他同学讨论，老师也有更多的时间与学生交流。这种教学模式，学生参与度强，使学习更加灵活、主动。这是在互联网时代才可能实现的教学模式。2 翻转课堂教学模式的应用笔者与课程组教师应用翻转课堂教学模式对工程图学课程教学进行了改
7、革。根据生源状况和教学环境，将“翻转课堂”本土化，设计出如图 1 所示的工程图学教学模式和课程开发与建设思路；组建在线开放课程课题团队，研讨具体实施方案并展开教学实践与研究。*备学生：指分析和把握学生现有的知识基础，了解学生的知识组织形式以及学习中可能出现的问题。2.1 理解翻转课堂理念，开发与建设课程在翻转课堂教学模式中，无论是学习节奏、输入信息的方式、知识的吸收过程，还是学习时间的分配，学生对课程学习都享有主动权。教师在整个教学过程中起着提供学习知识的资源、设计知识点的表现形式、引导、点拨、沟通、协助及教学环节和教学过程的设计和把控的作用。2.1.1 设计、录制微课根据教学大纲和课程教学目
8、标并进行分解，选取教学内容并进行排序；遵循学生的认知规律，在了解生源状况的基础上设计教学节奏，录制微课和相关教学课件。在制作过程中，注意激活学生原有的正确知识，使之发挥作用去掌握新知识，促进学生将已有的知识逐渐内化和吸收，从而转化为继续学习的能力。与此同时，要凭借以往的教学经验预估学生在自学过程中可能会遇到的困难和难点，比如：工程图学中的二维图形与三维实体的转换思维训练就是一个难点，将训练和培养学生的空间想象能力和思维能力方法和手段有效地融入到微课、课件中；用心设计学生的学习过程，帮助其建立知识之间的联系，这是实现翻转课堂教学的一个重要环节。2.1.2 构建在线开放性教学平台，使其实现功能充分
9、发挥互联网的优势，创建在线开放性工程图学课程教学平台，这是师生交流、学生自主学习、信息反馈以及收集信息的网络平台，它在翻转课堂教学中起着重要作用。学生通过平台，观看微课、视频和阅读相关资料、与老师交流学习中遇到的问题；提交作业；提升自学能力等。教师通过该平台上传教学资料，考勤、收阅评判作业，通过网络显示的数据及相关信息掌握学生自主学习的情况，比如，观看微课的次数和时长、作业完成情况等等。这些信息有利于教师设计课堂教学的内容、节奏把控以及了解到学生的知识组织方式，便于帮助其建立知识之间的联系，这部分在教学中常常被隐藏或忽略，但这却是一部分学生努力学习而又学不好的一个潜在因素。2.2 激发学生的学
10、习动机，维持其学习兴趣当代学生的学习动机水平由三个因素所决定：目标的价值、完成目标的预期和学习环境。所以，教师要引导学生确立价值、建立积极预期，帮助学生建立学习环境。所以要用心设计学习任务，让学生能看到任务的价值，感受到任务和自己的愿景相关联。任务的难易程度要适当，循序渐进，导向教学目标，比如，拟定“测绘减速器低速轴零件图”的任务，该任务的学习目的是掌握轴类零件的表达方法，为绘制减速器装配图乃至后续课程“机械设计课程设计”打基础。轴类零件应用及其广泛，这是机械类专业学生必备的基础知识和技能。相对而言，轴零件结构比较简单，比较容易建立起学生的学习成就感。在执行任务的过程中，教师及时给学生提供针对
11、性的反馈和指导，引导学生养成积极反思、分析、判断的学习习惯，使其体验到老师和环境对自己的积极支持，学生感受到学习的喜悦，激发学习的兴趣，进而维持学生学习的动机和兴趣。2.3 课堂教学工程图学课堂教学设计了五个环节。首先是发挥移动互联网的作用，学生利用手机扫屏幕二维码签到，教师从手机上获取学生的疑问并逐一解答问题，这种方式相比传统教学方法，更适合部分因种种原因而感觉自己不便于直面提问题的学生，或者是自认为处于一种被边缘化的学习状态的学生。更多的是学生也可直接提问，师生共同讨论、分析问题，达到解惑的目的，营造放松、安全、尊重的学习氛围。其次，教师引导学生完成作业，在此过程中，注意有效激活学生原有的
12、知识，触类旁通，举一反三，发挥它们的作用去掌握新知识。第三，协助学生完成知识的内化，这个过程贯穿于课内外学习。每位学生对知识的感悟时间、程度以及对知识的组织形式等均有差异。教师要善于协助学生将新知识与其认知结构中已有的适当概念建立非人为的和实质性的联系。在工程图学的箱体类零件表达方法部分，引导学生在原有对组合体画法这个认知结构的基础上，认识箱体与组合体在结构的不同之处和相同之处，形成新的认知。第四，教学评价与反馈。课堂小结，从答疑和完成作业过程中归纳总结出学生的学习情况、对知识的理解和掌握程度，找出需要强化和“捡漏”的部分，引导学生整理所学知识。展示学生的成果；反馈作业完成情况、测验或考试情况
13、并实施个性化指导。第五，下达任务单。将课前拟定的任务单下达给学生，并进行目的、要求等解读，也可适当提示解题时应注意的方面。注意把控练习题数量和频率要达到一定的数量级，确保达到预期效果。工程图学教学流程整体设计如图 2 所示。3 教学效果笔者在 2017 级至 2018 级中随机抽一个班级尝试实施了翻转课堂教学，由同一教师任教。两年来，随着在线开放平台的建设和实施方案的不断改进，学生的学习成绩有明显提高，成绩状态分布如表 1表 3 所示。表 1 为 2015-2016 学年第 2 学期用传统教学模式教学的班级的成绩；表 2 为 2016-2017 学年第 2 学期部分章节实施翻转课堂教学班级的成
14、绩，表 3 为 2017-2018 学年第 2 学期实施翻转教学班级的成绩，该班级成绩居平行班级之首，且拉开一段距离。表明翻转课堂教学取得良好效果。其他班级采用传统教学方法，期末平均成绩在 5867 分之间。表 1：2015-2016 学年第 2 学期传统教学班级的成绩表 2：2016-2017 学年第 2 学期部分章节翻转教学班级的成绩表 3：2017-2018 学年第 2 学期实施翻转课堂教学班级的成绩实施教改的教师具有丰富的工程图学教学教改经验，掌握现代教育技术，对翻转课堂教学理念和模式有着深刻的理解；主持整个课程教学设计、开发和建设，擅长引导学生理解、整理知识，将新知识与原有知识建立起
15、实质的联系，提升了教学效果。2017-2018 学年第 2 学期还有一个班级也参与了翻转课堂教学，由另一位教龄三年的教师担任，该班级成绩与传统教学班级相近。4 存在问题虽然实施翻转课堂教学取得良好效果，但在其过程中也存在一些问题。4.1 学生学习缺乏自觉性和主动性实施翻轉课堂教学，学生把握着学习的主动权和决定权，即要求学生课外要依照任务自主学习，然而，近一半学生无法做到课前先学，缺乏学习的自觉性，这严重影响了翻转课堂的实施。这种现象很大程度上是由于高校学生入学之前深受应试教育的影响，养成了被动学习的习惯，工程图学是大一开出的课程，学生刚跨进大学，难以适应翻转课堂学习模式。4.2 教师的综合能力实施翻转课堂教学，无论课内还是课外，对教师的综合能力都是个挑战。从教学设计、录制微课、制作课件、线上线下交流和答疑、巧妙拟定任务单到课堂组织教学（五个环节），对教师的组织教学能力、对课程内容的深刻理解和把控，以及教师的计算机应用能力等诸多方面都是一个考量。4.3 高校教师的分配制度制约了翻转课堂教学一直以来，高校教师的工作量是以课堂教学时数进行核算的，实施翻转课堂大大增加了教师的工作量，从教学设计、录制微课到随时随地与线上学生反馈、交流，需要花费大量时间和精力，这些都无法计入教师的额定工作量，这种状况影响了教师的教改积极性，制约了翻转课堂的普及。