基于翻转课堂的“机械制图”课程教学实践研究

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  [摘           要]  在中职机械制图课例“识读组合体视图”中实施翻转课堂,课前搭建学习平台,借助动机激励模型精心设计课前任务单,注重知识的理解与传递,课中引入“世界咖啡行动学习模式”让学生在实践、合作探究中完成知识的内化,课后以开放性活动来拓展延伸学习成效。同时融合专业学习网站、微信群、手机App、微课资源等,带动学生参与学习的热情,切实解决学生读图难的困惑,改善了教学效果,具有一定的推广价值。
  [关    键   词]  机械制图;翻转课堂;教学实践
  [中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603(2020)11-0001-03
   机械制图是中职机电类专业的必修专业基础课程,对后续的专业课程学习能提供必要的制图基础与技能。该课程主要教学任务是要求学生能掌握基本的工程制图规范、会识读机械图纸、能运用尺规画图,培养学生具体表达和识读中等复杂的零件图和装配图的基本技能。传统的机械制图教学,教师在课堂上承担着知识的传递、讲授和管理职能,课上多是给学生讲解概念、基本要领以及分析绘图步骤,课堂上真正引导学生绘图交流的时间很少,而学生在被动接受知识后需要完成教师布置的作业,知识内化的过程放在课后完成。这种教学模式一方面由于中职学生接受能力和空间想象能力比较弱,碰到问题不能及时解决,作业就没有办法完成,学生学习积极性会下降;另一方面教师授课也很辛苦,没有精力顾及不同层次的学生,做不到真正意义上的因材施教。
   为解决传统教学中存在的问题,提高教学的有效性,笔者在机械制图课程中进行翻转课堂教学模式的实践,取得了较好的效果。
   一、基于翻转课堂教学模式的认识
   翻转课堂(Flipped Classroom)也称为颠倒课堂,是现代职业教育下一种新的教学模式。教学实施分为三个阶段:课前教师通过制作相关的学习资源并发布到学习平台,主要是以微课和测验题为主,学生在线上平台自主学习并完成练习,提前完成知识点的学习;课中教师解决课前平台集中反映的学习问题,以生生互动、师生互动和小组探究学习来协助学生完成知识的内化;课后教师通过学习平台设置开放性的拓展活动,学生完成作品分享至平台,促使知识的巩固与延伸。翻转课堂教学模式颠覆了传统机械制图的教学流程、教学方式,把传统课堂中“知识的传递”和“知识的内化”两个教学环节进行颠倒,增加课堂师生互动的时间,改变教师与学生的角色,将学习的主动权由教师转移给学生,学生在交流、合作中习得能力,在自我评价中获得激励与反馈,达成教学目标,翻转课堂与传统课堂教学结构比较如表1。
   二、翻转课堂教学模式在中职机械制图课程教学实施的可行性
   翻转课堂教学需要信息技术的支持:首先,我校信息化建设智慧校园的投入很大,已经实现校园WIFI全覆盖,学生能免费连接,线上学习不受限制,智慧信息化教室已投入使用(常用CAD及UG等软件都已安装),能满足多个班级同时上课;其次,可选用的“互联网+”教育免费学习平台很多,能支撑翻转课堂教学模式的实施;最后,实施教学的中职学生智能手机人手一台,学习终端问题能得到解决,从硬件设备和软件方面都能支撑线上线下混合式学习,符合翻转课堂的信息化要求。
   翻转课堂教学模式同时需要分析是否符合中職生的学习特点,我校中职生课余时间比较充足,也非常喜欢课后在手机上观看线上视频,教师根据学生层次开发的微课和教学视频可以不受空间、时间限制,且能线上互动交流,比较符合中职生的学习特点。从信息化技术和学生学习特点分析得出,在机械制图课程中实施翻转课堂教学模式是可行的,符合课程建设信息化要求。
   三、翻转课堂教学模式在机械制图课程教学中的实践
   (一)课前自主学习环节
   翻转课堂教学模式课前学习任务关系到翻转教学的质量,需要教师精心设计,然后激励学生去完成。教师可利用ARCS模型来设计基于微课的翻转课堂课前任务单,课前教学设计需要进行学生特点分析、教学内容层次分析、教学目标分析及教学资源准备等,一个完整的课前学习任务单由学习指南、学习任务、自我测评、反思建议四个部分组成,而识读组合体视图课例中课前自主学习教学实施如下。
   课前教师根据学生的特点和教学内容准备各种教学资源,教学资源主要包括教学课件PPT、电子教案、动画、课前学习任务单、微课、组合体模型图片、学习测评题、课程学习网站等,在准备组合体微课时,会考虑能适应不同的学生层次,根据教学重难点来录制知识点微课群,每个微课控制在5分钟左右,有足够的学习资源支撑学生课前学习。教师在课前上传学习资源到学习通平台,并在微信群通知学生在规定时间内完成。
   学生接到课前任务单后,通过手机或电脑端登录学习通App,学生就可以根据自己的需求层次来选择教师提供的学习资料,自主完成学习,遇到学习困难时可以线上向同学和教师提问,获取线上的解答与帮助。为检测学习效果,每完成一个单元学习后,学生需完成知识测验,以便及时发现自己的学习漏洞,并且可以选择反复观看微课来强化知识要点。教师可以对前10名完成的学生给予加分鼓励,也能在平台监控到学生集中出现的问题,并通过线上分组讨论解决。
   (二)课中知识内化环节
   该阶段是实施翻转课堂需要加强的环节,把传统教学中课后完成作业的环节放到这里来完成,引导学生根据课前所学知识的程度自主选择所学项目,在合作探究中动手实践,在交流分享中全面发展,帮助学生更好地内化知识。课堂教学中引入“世界咖啡行动学习模式”带动学生与同学更好地交流,整个教学环节能很清晰地体现出学生的主体地位和教师的主导地位,教与学的配合显得恰到好处,学生通过动手完成纸板模型来提高看图、识图的能力,教师在关键问题和棘手问题上给予指导,为后续课后拓展的顺利进行储备技艺。    1.课堂检测,答疑交流
   课前线上知识学习效果如何除了参考学习平台的统计数据外,课堂检测也至关重要,更能真实反映知识获取量。课前与课堂梳理的集中问题可以通过答疑交流来突破。检测的内容主要从以下两方面来搜集:一方面可以从学习平台App成绩管理中发现集中存在的问题;另一方面可以围绕教学重点来考查。根据学生的实际问题和教学重点,设计问题抢答、看图施法、看图想物等活动来快速验证课前问题解决的效果,查看遗留点,梳理集中问题,并设置答疑交流环节,让学生畅所欲言,师生互动共同解决疑惑。在课堂检测与答疑交流环节中回答问题较积极且在看图想物方面较快的学生可以作为“世界咖啡小组”的组长。快速解决存在的问题,后续环节学生就可以顺利开展工作。
   2.学生分组,自主选择项目
   为满足不同层次学生的学习需求,教师设置了两个不同层次的组合体三视图,难度有区分,学生可以根据课前学习的实际情况来选择学习项目,哪种分析法需要加强就选择哪个方向,学生根据学习兴趣成立新的小组,组长能胜任小组探究与协调工作,带领成员一起完成模型的制作,也是本组咖啡店的“主人”。
   3.头脑风暴,快速捏出泥模
   各组成员在组长的带领下,号召大家根据组合体三视图的分析步骤快速捏出橡皮泥模型,为提高效率,各组成员热烈讨论组合体读图的方法,详细讨论各部分的结构,借助橡皮泥来表达自己的想法,捏出的泥模需要经过组内讨论通过,最后泥模需经教师确认后方可。教师在此环节会观察每组的动态,对思考中停滞不前的组,教师充当咨询师和顾问的角色,及时给予指导让他们的项目能顺利进行下去。设置捏泥模环节能帮助学生快速樹立信心,又能节约后续制模的时间,空间结构已经初步成型。
   4.合作探究,制作纸皮模型
   泥模捏好后,学生需要合作完成纸皮模型的制作,为节省纸皮模型制作的时间,教师教学前要把每个组需要使用的纸皮裁剪好,纸皮是用来外包装的纸箱,每个组只需要根据组合体的尺寸来做小范围的裁剪,然后使用胶水或透明胶把各个部分黏接起来,纸皮模型就能顺利完成。纸皮模型制作好后,结合图形作比对分析,消除泥模制作中留下的少许疑惑,毕竟纸皮模型线条更清晰、立体感更强,每组学生都会获得创作的成就感。
   5.交流分享,品味“世界咖啡”
   纸皮模型制作好后,教师号召每个组的成员到其他组学习并提出宝贵意见,组长待在本组欢迎其他组的成员来学习。学生可以选择自己感兴趣的组去学习,为达效果至少要去两个不同的小组。经过各组组长的精彩介绍后,学生的空间结构体系会更丰富,学生学习完成后学习其他组的经验,教师限定时间对本组的作品进行更新。
   6.总结评价,布置拓展活动
   作品完成后,课内总结评价从生生评价、小组评价、教师评价三个层面分析制作模型的外观质量、效率、团队协作等,投票选出模型制作综合方面最好的小组,邀请组长分享他们的制作方法和技巧。教师总结制作环节中需要注意的方面,提醒学生需要多由物画图和由图想物,同时以尽量互补的方式来分发拓展任务,要求全体学生做好拓展活动。
   (三)课后知识拓展环节
   本环节主要是知识的应用拓展环节,为帮助学生更好地掌握本课内容,教师需要想方设法设计本环节,尽量采用开放式的学习活动来吸引学生参与。
   1.发布课后学习任务
   教师通过学习通App来发布课后学习任务,学生借助课堂上合作制作出来的模型进行拓展练习,教师把课堂制作的立体模型照片和三视图图片上传到作业资源中,学生充分发挥自己的空间想象力,通过调整三视图中的线段来创造新的纸皮模型,把最满意的作品拍照上传到学习通作业中。
   2.课后学生如何拓展
   为方便课后学习交流,拓展环节以宿舍为单位,每位学生需要尽自己最大可能删除或增加三视图中的一条线,尽可能多地画出轴测图草图,对比分析自己的创意作品,把个人最得意的作品拍照上传学习通App。教师结合学习通App作业提醒功能和组长微信群汇报进展情况,防止拓展活动形同虚设。
   3.课后拓展如何评价
   课后拓展评价主要从三个方面进行:宿舍成员的评价占据评分40%,组长评价占据评分30%,教师评价占据评分30%,整个课后拓展评价占整节课评价20%。每次作品评选出两个班级创意作品,把创意作品在班级陈列展示,累计被评为班级创意作品两次的宿舍小组成员给予“制图创意团队奖”,并同时给予机械制图期末成绩加分的鼓励。
   四、翻转课堂教学模式实施效果
   (一)学生满意度调查分析
   为清楚得知翻转课程的教学效果数据,对本课程教学实施班级(32人)进行问卷调查,评价指标主要是对读图识图能力的帮助、学习效果、自主学习能力提升和是否满意这四个方面,见表2。其中近90%学生认为翻转课堂教学模式对识图读图帮助较大,能带动自主学习能力的提升,满意这种教学模式的预期学习效果,认可这种教学模式在制图课程中的运用。
   (二)普通班与实验班数据对比
   采用对比研究法来分析翻转课堂教学模式的成效,同一教师在同一专业不同班级进行授课,其中一个班级作为实验班采用翻转课堂的教学模式,主要从期末考试成绩优良率(80分以上)、识图读图题目得分率、分享经验次数、校内制图竞赛参与率、课后作品创作数量五个方面来分析,见表3。其中实验班的读图识图题得分率明显高于普通班,高出30%左右,以往校内制图竞赛学生比较畏惧三视图的题目,而实验班学生平时空间想象力得到强化,更愿意去检验自己,同时课后作品创作数量有所提升,普通班认为这是属于高手的领域,目前实验班学生懂得线和面的含义后,更想去参与拆线和加线的游戏。从对比数据中发现学生自我体验和实践机会更多了,能力得到了提升。
   五、结语
   实践证明,翻转课堂教学模式在机械制图课程中的运用优势很多:(1)能节省教师讲授的时间,课堂容量增大了,学生动手实践的时间更多,教师的个性化指导时间能得到保证,学生的成就感更容易满足。(2)学生的沟通协作能力有大幅提升,通过参与课前线上交流、课堂分享汇报和“世界咖啡”等互动环节,学生的交流能力显著提高,师生之间的关系变得更加亲近。(3)学生的自主学习能力有所强化,从“要我学”向“我要学”转变,不用再苦等教师,慢慢形成一种好的学习习惯。(4)整个教学过程遵循行动导向的教学理念,从课前自主学习到课中合作探究再到课后拓展创新,环环相扣,线上线下相结合,学生做中学,教师做中教,学生在合作交流中提升模型制作习得能力,培养学生的综合职业能力,达成教学目标。
   在本课例中开展翻转课堂教学,通过改变教学结构明显提高教学质量,取得较好的学习效果,显著改变了学生的学习状态,突破教学难点,对制图其他教学内容和工科类课程具有一定的推广价值。
   参考文献:
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  编辑 赵瑞峰
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