李曉科 文笑雨 曹陽(yáng) 何文斌

【摘要】作為機(jī)械專業(yè)的關(guān)鍵課程，《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》具有內(nèi)容多樣、教學(xué)難度大、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。為提升該課程教學(xué)質(zhì)量，本文引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，從教學(xué)設(shè)計(jì)入手，通過(guò)實(shí)際案例對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂在該課程理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用展開(kāi)了創(chuàng)新與改革。在此基礎(chǔ)上，本文分析了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)與存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案。總之，將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》中，能夠有效提升課程教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

【關(guān)鍵詞】《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》? 翻轉(zhuǎn)課堂? 課程教學(xué)? 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】本項(xiàng)目得到《面向智能制造新工科的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)改造升級(jí)探索與實(shí)踐》（批準(zhǔn)號(hào)：2020JGLX051）、河南省高等學(xué)校青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃（批準(zhǔn)號(hào)：2021GGJS090）的資助。

【中圖分類號(hào)】G64 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2022）07-0100-03

一、引言

《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是機(jī)械工程專業(yè)的重要課程，該課程涉及知識(shí)面廣、信息量大且與實(shí)際問(wèn)題密切相關(guān)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力至關(guān)重要[1]。

本課程有大量的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，但由于實(shí)習(xí)安排存在著諸多不確定性，如實(shí)習(xí)地點(diǎn)、實(shí)習(xí)時(shí)間及教學(xué)任務(wù)等因素均給實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)帶來(lái)諸多限制，難以達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)[2]。因此，將實(shí)踐課程與理論課程緊密連接至關(guān)重要。比如，在對(duì)車刀角度測(cè)量相關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，若能在理論學(xué)習(xí)后及時(shí)開(kāi)展實(shí)踐課程，學(xué)生就能對(duì)刀具的各個(gè)角度有直觀的了解與深刻的記憶，否則學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行聯(lián)系，將會(huì)導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)，產(chǎn)生降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，嚴(yán)重影響整體教學(xué)質(zhì)量的后果。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性、促進(jìn)學(xué)習(xí)效率等切入點(diǎn)入手，能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。因此，在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)中使用翻轉(zhuǎn)課堂將為傳統(tǒng)教學(xué)帶來(lái)一種全新的改變。

二、實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的必要性

《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是一門從工程材料、熱處理、熱加工、冷加工等方面研究機(jī)械零件加工規(guī)律的課程[3]。該課程知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，但現(xiàn)有教學(xué)模式在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)安排上存在嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象[4]，導(dǎo)致理論知識(shí)學(xué)習(xí)難度大、工程實(shí)踐缺乏理論指導(dǎo)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量與效果。因此，探索新的教學(xué)模式尤為必要。

翻轉(zhuǎn)課堂是以學(xué)生為教學(xué)主體、教師為主導(dǎo)的探究式教學(xué)模式[4-5]。該教學(xué)模式具有高效率、高質(zhì)量等特點(diǎn)，因此在各大高校得到了大力推廣。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式將微課堂、在線教學(xué)等現(xiàn)代信息技術(shù)充分融合，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為載體共享資源，能夠隨時(shí)隨地再現(xiàn)教學(xué)場(chǎng)景[5]，有效提高了學(xué)生對(duì)課程的理解程度和工程實(shí)踐能力[6]。此外，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，學(xué)生可自主選擇在線學(xué)習(xí)資源，有效緩解了教育資源分配不均和教師水平參差不齊的問(wèn)題[7-8]。

翻轉(zhuǎn)課堂同樣可以運(yùn)用到實(shí)踐教學(xué)中。例如，在學(xué)習(xí)車刀角度測(cè)量相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)課程中，授課教師可將學(xué)生進(jìn)行分組，給每組學(xué)生不同的車刀，要求學(xué)生進(jìn)行角度測(cè)量和三維建模。學(xué)生在組長(zhǎng)帶領(lǐng)下進(jìn)行任務(wù)分工，用車刀量角儀測(cè)量角度并記錄，根據(jù)自己記錄的角度利用三維建模軟件進(jìn)行車刀實(shí)體還原[9]。通過(guò)將教學(xué)主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐再到設(shè)計(jì)的全方位學(xué)習(xí)，使學(xué)生將理論與實(shí)際相結(jié)合，有效提高了學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深層次認(rèn)識(shí)[10]。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的引入，需要重新對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入分析，理解各知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系[6]。比如，在進(jìn)行金屬切削相關(guān)課程的教學(xué)過(guò)程中，要使學(xué)生對(duì)切削過(guò)程中的各種現(xiàn)象有深刻的了解，可以借助實(shí)際刀具和相關(guān)視頻，學(xué)生通過(guò)觀察、分析以及資料查閱，增強(qiáng)對(duì)重、難點(diǎn)知識(shí) 的掌握[11]。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程中，教師要充分把握課前準(zhǔn)備、課中學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)三個(gè)階段的工作。

課前，教師需引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)觀看相關(guān)教學(xué)視頻，提前了解所學(xué)章節(jié)的重難點(diǎn)內(nèi)容。由于《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容專業(yè)性極強(qiáng)，其涉及理論與實(shí)踐兩大層面，在教學(xué)中更應(yīng)當(dāng)將理論聯(lián)系實(shí)踐作為主要原則。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，規(guī)劃教學(xué)設(shè)計(jì)、制定課程導(dǎo)向是課前準(zhǔn)備的重中之重。教師應(yīng)當(dāng)把握理論與實(shí)踐的關(guān)系，在課件制作與課程設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣。對(duì)學(xué)生來(lái)講，課程的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程密切相關(guān)，學(xué)生不僅要掌握基本概念、原理，也應(yīng)注重典型零件工藝路線、加工質(zhì)量控制等車間實(shí)際生產(chǎn)視頻的學(xué)習(xí)[12]，通過(guò)在課前用生動(dòng)的實(shí)操視頻教學(xué)替代書本上枯燥的理論知識(shí)，可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生創(chuàng)新能力、自學(xué)能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力等[3]。

課中，教師應(yīng)當(dāng)注重引導(dǎo)，有意讓學(xué)生成為課堂主體，可根據(jù)學(xué)生的特長(zhǎng)、能力等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生自主討論、學(xué)習(xí)與探究。在設(shè)置分組時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注意組內(nèi)人數(shù)設(shè)定，若人數(shù)過(guò)少，難以形成濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下，甚至是有的學(xué)生渾水摸魚;若人數(shù)過(guò)多可能因?yàn)檎n程時(shí)間的限制導(dǎo)致無(wú)法讓所有學(xué)生闡述觀點(diǎn)，更無(wú)法在小組內(nèi)對(duì)其觀點(diǎn)進(jìn)行充分討論。以上情況都不利于學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)與內(nèi)化。因此在設(shè)置分組時(shí)，應(yīng)當(dāng)將人數(shù)控制在3～5人，并根據(jù)課堂學(xué)生的總?cè)藬?shù)將組數(shù)控制在10組之內(nèi)。為了激發(fā)學(xué)生的積極性，對(duì)小組的學(xué)習(xí)討論實(shí)施小組與個(gè)人積分制，根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的積極性、準(zhǔn)確性與難易程度給予相應(yīng)的加分，最終的積分按一定比例納入期末成績(jī)，從而大幅提升學(xué)生在課堂中的參與度[11]。例如，在一面兩銷定位方式的講解過(guò)程中，教師可以讓學(xué)生分組進(jìn)行討論，從兩個(gè)長(zhǎng)圓柱銷到兩個(gè)短圓柱銷，再到一個(gè)短圓柱銷和一個(gè)短銷邊銷的演變過(guò)程，讓學(xué)生探究不同的定位銷所限制的自由度，并要求學(xué)生能準(zhǔn)確判斷不完全定位、完全定位、過(guò)定位等現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)定位規(guī)律變化的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維[13]。

課后，學(xué)生可將課中沒(méi)有理解的問(wèn)題或課后遇到的新問(wèn)題，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行公開(kāi)討論達(dá)到更深層次理解。同時(shí)，將教師布置的任務(wù)上傳到教學(xué)平臺(tái)，教師根據(jù)不同學(xué)生的完成情況進(jìn)行評(píng)分，作為學(xué)生成績(jī)的第二次評(píng)定依據(jù)。此外，教師將課上教學(xué)內(nèi)容與課后習(xí)題進(jìn)行整合，并上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生能夠隨時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)[12]。另外，教師還可根據(jù)課堂內(nèi)容，布置零件加工過(guò)程仿真課題。如利用HyperWorks等虛擬仿真軟件，對(duì)零件加工過(guò)程進(jìn)行模擬，研究加工工藝參數(shù)對(duì)于材料成形的影響，提高學(xué)生使用現(xiàn)代工具研究、解決工程問(wèn)題的能力。

另外，在線上教學(xué)過(guò)程中，教師可以設(shè)置雙語(yǔ)課程教學(xué)模式。對(duì)于新工科的專業(yè)知識(shí)，很多先進(jìn)的知識(shí)內(nèi)容是由外國(guó)人提出的，相關(guān)的文獻(xiàn)也均為外語(yǔ)，不同的書籍有著不同的翻譯，而學(xué)生直接學(xué)習(xí)譯文將會(huì)對(duì)知識(shí)的認(rèn)知存在不同程度的偏差，這將對(duì)學(xué)生在未來(lái)工作中的溝通交流帶來(lái)不便。若學(xué)生直接閱讀外文原始文獻(xiàn)，就可以對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)有更直觀、更純粹的理解。同時(shí)，雙語(yǔ)課程能有效提升學(xué)生的英文水平，增強(qiáng)學(xué)生閱讀外文文獻(xiàn)的能力，幫助學(xué)生拓展國(guó)際化視野。

四、存在的問(wèn)題及解決方案

雖然在教學(xué)過(guò)程中引入翻轉(zhuǎn)課堂能夠大幅度提升學(xué)生參與度，但在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等工科專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)際操作中仍然可能存在一定的問(wèn)題。

部分學(xué)生尤其是基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可能存在對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式適應(yīng)性差的情況。由于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式需要學(xué)生課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，讓學(xué)生在課前將相關(guān)專業(yè)名詞等知識(shí)進(jìn)行提前學(xué)習(xí)，才能使師生面對(duì)面交流時(shí)可以直接切入主題，擁有更高效的教學(xué)過(guò)程。但學(xué)生的學(xué)習(xí)能力參差不齊，甚至?xí)幸恍┳灾屏^弱的學(xué)生在課前并不會(huì)自覺(jué)地進(jìn)行預(yù)習(xí)，因此在課前學(xué)生預(yù)習(xí)階段并不能保證學(xué)生都能對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全面、清晰的認(rèn)識(shí)，這將導(dǎo)致課堂上學(xué)生無(wú)法將自己在預(yù)習(xí)過(guò)程中不明白的點(diǎn)向教師表達(dá)，同時(shí)教師也無(wú)法有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行解惑，所以教師與學(xué)生之間可能無(wú)法根據(jù)課程內(nèi)容建立有效的溝通，甚至嚴(yán)重影響預(yù)期的教學(xué)效果[14]。

此外，在基于翻轉(zhuǎn)課堂的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)過(guò)程中，教師之間需要通過(guò)多方面配合才可以順利完成教學(xué)任務(wù)，其中包括教學(xué)大綱的編寫、課前視頻制作、教學(xué)活動(dòng)安排、課后評(píng)估等一系列環(huán)節(jié)[15]。教師在每個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程中都應(yīng)針對(duì)不同的學(xué)生制定適宜的學(xué)習(xí)計(jì)劃。例如，教師應(yīng)仔細(xì)斟酌哪些內(nèi)容適合學(xué)生通過(guò)視頻獨(dú)立學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容適合在課堂中討論，以及哪些內(nèi)容適合留作課后復(fù)習(xí)等[16-17]，只有這樣才能最大幅度地提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

課后，教師還要通過(guò)與學(xué)生交流、增加實(shí)踐練習(xí)、布置課后作業(yè)等環(huán)節(jié)來(lái)了解學(xué)生知識(shí)掌握的情況，并根據(jù)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)實(shí)際掌握情況進(jìn)行分析與總結(jié)，針對(duì)學(xué)生所欠缺的內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)教學(xué)，這不僅需要學(xué)生在課前、中、后將預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)幾個(gè)層面均認(rèn)真對(duì)待，更需要教師投入更多的時(shí)間和精力，將不同的授課階段進(jìn)行合理安排，包含課件、教具與實(shí)驗(yàn)設(shè)施等，以此保證翻轉(zhuǎn)課堂的整體教學(xué)質(zhì)量。此外，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行一段時(shí)間后，授課教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出反饋，并根據(jù)反饋對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行及時(shí)商討、探究，做到對(duì)教學(xué)反饋進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，促使教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)過(guò)程更加具有科學(xué)性和針對(duì)性，盡可能制定更合適的教學(xué)計(jì)劃，持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量。

五、總結(jié)

本文分析了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程在傳統(tǒng)教學(xué)中可能存在的問(wèn)題，提出了一種基于翻轉(zhuǎn)課堂的新型教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)從教師主體到學(xué)生主體、從灌輸?shù)綄?duì)話、從封閉到開(kāi)放、從單一向多元的轉(zhuǎn)變。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用，為“以學(xué)生為中心、因材施教”提供了平臺(tái)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)課程中教師和學(xué)生的固有身份，學(xué)生是課程教學(xué)中主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)的角色，教師不再是知識(shí)的灌輸者，而是作為課堂教學(xué)的組織者、學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，有針對(duì)性地為學(xué)生解惑，并注重理論聯(lián)系實(shí)際，善于運(yùn)用實(shí)際的生產(chǎn)場(chǎng)景替換課本上枯燥的原理，呈現(xiàn)出有聲音、有動(dòng)作、有講解的教學(xué)，使理論和實(shí)踐緊密銜接，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，更有利于培養(yǎng)學(xué)生成為一名合格的大國(guó)工匠。因此，在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)中使用翻轉(zhuǎn)課堂，是一種改善傳統(tǒng)教學(xué)模式可行的選擇。

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作者簡(jiǎn)介：

李曉科，工學(xué)博士，副教授。

文笑雨，工學(xué)博士，副教授。

曹陽(yáng)，工學(xué)博士，副教授。

何文斌，工學(xué)博士，教授。