翻转课堂在高等职业教育教学中的研究与实践——以“塑料成型工艺与模具设计”课程为例

文/韩山师范学院 陈丽霞

中山火炬职业技术学院丁立刚

翻转课堂在高等职业教育教学中的研究与实践
——以“塑料成型工艺与模具设计”课程为例

文/韩山师范学院 陈丽霞

中山火炬职业技术学院丁立刚

一、前言

为推广信息技术在教育领域中的应用，推进素质教育步伐的加快，2012年3月，教育部印发了《教育信息化十年发展规划(2011－2020年)》，为我国改变传统教学模式，大胆尝试全新的教育理念和教学模式提供了明确的实施导向。

模具在制造业的各个领域应用广泛，80%以上的汽车、电机、电器、仪器仪表的零部件，90%以上的塑料制品、日用五金及耐用消费品都是采用模具生产。培养一大批适合行业需求的高素质技术技能型人才，是高等职业教育的责任和目标之所在。在我国高等职业教育中，“模具设计与制造专业”是开办时间较早、招生规模较大、社会需求量较大的专业之一。而“塑料成型工艺与模具设计”是“模具设计与制造专业”的核心课程，其教学质量直接影响到该专业的人才培养质量。尽管该课程的教学改革已实施多年，但部分高职院校却仍是以传统的教学模式为主，教师根据教学大纲在课堂上传授课本的知识，学生课下多因忙于社团活动或兼职工作等事宜，无暇复习巩固课上所学，这在一定程度上影响了专业课程的教学效果。为保证该课程的教学，提高人才培养质量，探索新型的教学模式已势在必行。翻转课堂的实施可以弥补“塑料成型工艺与模具设计”传统教学的不足，是值得我们借鉴和尝试的一种新型教学模式。

二、翻转课堂在高等职业教育教学中运用的优势

(一)高等职业教育专业课程教学的现状

高职教育的课程教学中，传统的理论传授依然是主要教学方式。此种教学模式能够使部分学生掌握到系统的课程内容，但也存在着明显的缺陷:课堂教学沿袭着以教师为主的“灌注式教学”，忽略了学生的专业基础与接受程度;教学过程中教师很难把握好学生的层次特点，无法实施因材施教;学生没办法参与到课堂教学中，不能形成互动式的课堂学习氛围。课堂上，一方面是教师尽心尽力地讲解、演示，而另一方面学生却无心恋学，味如嚼蜡，教师的教与学生的学未能有机地融合成一体，难以真正实现课程的教学目标。

(二)高等职业教育实施翻转课堂教学模式的优势

翻转课堂是指任课教师基于授课内容的基础上，将课程的重点、难点和部分新知识融合，创建相关教学视频;学生利用课下时间预先通过观看教学视频自主学习新的课程，实现其知识传递的过程;随后，学生应根据教学视频自主完成在线测试，进而对新知识进行吸收内化，之后再带着学习过程中的疑问去课堂上参与师生、生生之间的互动交流、合作、共享与讨论，实现其对新知识的完全理解和熟练掌握，从而完成学习的过程。其在高等职业教育教学中的运用所体现出来的优势主要有如下几个方面:

1．有利于提高学生的学习兴趣

学习的过程主要包括知识传递和知识内化两个阶段。传统教学是按照“先教后学”的模式来实施的。教师在课堂上先进行知识传递，学生在课后进行知识内化。由于课后缺乏教师的指导和同伴的帮助，一旦学生在内化知识的过程中遇到问题，就会直接影响知识内化的效果，不利于知识的理解与掌握，长久下去会影响学生的学习兴趣和学习动力。翻转课堂作为“先学后教”的教学新模式，重构了学习的过程，将“知识传递”与“知识内化”两个过程反转，使学生内化知识的过程有教师的全程陪同及参与，有利于促使“知识内化”达到最优化。

高职学生入学分数相对较低，学生素质参差不齐，学习主动性不足，自我控制能力较差。传统的讲授式教学在这些学生面前毫无吸引力。在“塑料成型工艺与模具设计”课程教学中，教师可将模具的结构类型、加工方法、装配工艺、动作原理等内容综合融入到微视频的制作当中，使学生摆脱枯燥乏味的课本学习，生动直观的视频更能激发学生对专业课程的学习兴趣。课堂上教师再提出针对性的问题，借助模具动画、教学实物、模具配件进行讲解，互动交流，答疑解惑，帮助学生完成“知识内化”的同时，逐渐培养学生对专业的学习兴趣。

2．有利于满足学生的个性化学习需求

传统的课堂教学采用划一的内容、统一的进度对实施教学，无形中扼杀了学生的主体创造性，无法满足不同学生的学习需求，导致经常出现部分学生“吃不饱”、部分学生“吞不下”的情况，这种“一讲到底”的教学方式致使很多学生缺乏质疑的能力、创新的能力，不利于学生的个性化发展。

翻转课堂教学模式下，教师将精心准备及制作的教学视频提供给学生，视频内容简明扼要，消除了传统课堂需要45分钟的时间授课而易使学生分散注意力的弊端。学生在课前可以根据自己的实际情况安排学习时间和学习进度，观看视频过程中，对于存在疑问的内容可选择重复观看、回放等方式进行学习，克服了传统课堂知识传递的单向性弊端，改变了整齐划一的教学节奏，节省了知识传递的时间，满足了不同学生的个性化学习需求。同时学生可通过完成视频中提供的练习或相关的设计任务来检验初步的学习效果。课堂上，教师则通过答疑完成对学生的个性化辅导，大大提高了课堂45分钟时间的利用率，提高了学生“知识内化”的效果。

3．有利于提高课程的教学效果

良好的师生关系是教学效果得以保证的关键条件之一。传统教学中“一刀切”的教学往往导致“教师的教”与“学生的学”出现不匹配的现象，大大降低了课堂对学生的吸引力，直接影响了教学效果。翻转课堂的实施为新型师生关系的建构创造了有利的平台，在这种颠覆了传统教学的新型模式之下，学生在课堂上不再被动地接受知识，而是根据自已在课前观看视频之后碰到的问题在“师生”或“生生”之间展开交流与探讨，教师也有了更多的时间用于解决学生提出的各种问题。在整个过程中，教师不再单纯承担“传道、授业、解惑”的传统角色，更多的是转化成了学生学习的引导者、促进者及合作者。这种平等、合作的师生关系使得学生面对困惑时敢于大胆向教师寻求鼓励与支持，大大提高了教学效果。

三、翻转课堂在高等职业教育教学中实施的条件

(一)重塑师生课堂角色是基础

在翻转课堂教学模式下，高职院校专业教师应转变观念，实现由“以教师为中心”向“以学生为中心”思想的转变。学会尊重学生的个别差异，平等对待每一个学生，以学生学习的指导者、合作者的身份要求自己，提高自身的服务意识，挖掘学生的优势智能，为学生提供更多的对话机会及表现自我的机会，使他们的天性及优势得到自然的展现，让学生真正对学习产生兴趣，使教师“教得轻松”，学生“学得快乐”。掌握学生学习进度的差异性和理解程度的差别化，把握好怎样为学生提供差别化的“一对一”辅导，在课堂有限的时空内有效解决每位学生的疑难困惑，促进其个性的发展。与此同时，学生应摆脱传统教学中被动接受知识的局面，主动实现从“被动式学习”向“主动式学习”的转变，使自己成为学习的主人，成为善于发现问题、敢于提出问题、具备创新精神与创新能力的新一代高职生。由此可见，师生角色的重塑是翻转课堂得以实施的重要基础。

(二)提升教师信息技术应用能力是前提

翻转课堂是建立在现代信息技术基础上的教学模式，从目前来看，部分高职院校教师对于现代信息技术的应用尚处于初级阶段，这使得他们在运用现代信息技术进行教学方面往往出现“心有余而力不足”的现象。要想在高职院校专业教学实践中成功应用翻转课堂，教师首先应充分认识到现代信息技术在翻转课堂中的重要地位及其应用的必要性和迫切性，同时必须具备相应的信息技术与课程整合的能力，才能结合课程的特点进行教学设计，进而借助相应的技术手段创作出符合教学需要及适合学生自主学习的教学视频，这也是翻转课堂得以实施的前提条件。

(三)提高学生自主学习能力是关键

课前学生通过微视频进行自主学习是翻转课堂教学模式的重要环节，其学习效果直接影响了课堂“知识内化”的实施与结果。所以要求学生首先必须具备一定的计算机应用水平和软件应用的能力，才能通过计算机终端、平板电脑或智能手机等移动终端有效完成课前的自主学习及相关的练习，并发现学习中的疑难问题。其次，在观看视频的学习过程中，学生必须具备自我调节学习的能力，即根据自身学习情况及学习状态选择学习的时间和空间，安排学习的进度与步调，学会发现问题并提出问题。在这个过程中，对学生的自主学习能力和自律性都提出了更高的要求。学生只有在课前自主完成学习任务，并理解视频中所涉及的内容，才能在下一阶段的课堂讨论中加深对知识的理解，有可能的话还可以在教师及同伴的帮助之下建构新的知识。自主学习能力的提升能够使学生终生受益，也是提升高等职业教育课程教学实效性的根本途径。

(四)开放专业课程学习资源是保障

高职教育以培养高素质技术技能型人才为出发点，而模具设计与制造专业人才培养特别注重工艺经验积累，其涉及的课程内容枯燥、模具结构复杂、机构动作抽象。因此，为了使学生能在上课之前对课程内容有所了解，除了发布课程相关的微视频等教学资料之外，应该为学生开放实训场所和实训设备，使学生在自主学习阶段能近距离了解模具组成结构、机床加工原理、零件加工工艺等，加深对课程和专业的感性认识，达到“知识传递”的目的。而在“知识内化”过程中，学生也可以针对自身的设计任务存在的问题，结合实训场所的实训设备进行相关操作或结构分析，与指导教师一起分析项目实施过程中存在的问题，验证设计方案的可行性，完成一个结构合理、动作可靠、操作简便的设计方案。因此，对学生开放专业课程学习资源可以为翻转课堂的有效实施提供强有力的支持。

四、翻转课堂在高等职业教育中的教学实践

“塑料成型工艺与模具设计”课程的教学目标:熟悉典型塑料模具的结构及工作原理，学会使用常用软件设计塑料模具结构，并绘制模具工程图。该课程实践性较强，涉及知识面较广，理论知识枯燥单调，课程内容抽象难懂。因此，为了提高学生学习兴趣，增加学生参与实践机会，提高课堂时间利用效率，确定在该门课程的课堂教学中应用翻转课堂教学模式。为了实施教学模式改革，首先从教学目标入手，根据塑料模具的结构类型，将整门课程整合为9个教学项目，每个教学项目要求完成一套典型结构模具的设计任务，使学生通过本课程的学习，基本学会设计中等复杂程度的塑料模具结构。本文将以其中的“塑料外壳注射成型工艺与模具设计”教学项目为例，介绍翻转课堂在“塑料成型工艺与模具设计”课程教学中的组织与应用。

(一)课前准备

1．教师准备

根据课程标准可知，“塑料外壳注射成型工艺与模具设计”教学项目的知识目标与技能目标包括:①掌握塑料制品的结构工艺性;②会选用大水口模架及其他标准零部件;③会设计较复杂的阶梯分型面;④会设计组合式成型零件;⑤会设计潜浇口结构的浇注系统;⑥掌握斜导柱侧抽芯机构的工作原理与结构特点，会设计斜导柱侧抽芯机构;⑦掌握推出机构的结构类型，会设计推杆推出机构;⑧会设计常见结构的冷却系统;⑨掌握模具材料的性能要求，会选用模具材料;⑩会选用注塑机的技术参数。以上知识与技能涉及到制品的结构工艺性、模架类型及其他标准零部件、分型面类型、成型零件结构、浇口类型、抽芯机构类型、推出机构类型、冷却形式、模具材料性能、注塑机的技术参数等相关知识点。因此，教师的课前准备工作是整理涉及到的知识点，并将其内容设计到教学课件中，主要包括以下三个部分:

(1)理论讲解:可以参考传统专业课程的教学内容，将需要讲解的理论知识分成几个小部分，重点讲解与本教学项目相关的知识内容。

(2)动画演示:借助FLASH等制作软件，用动画的方式模拟演示模具的侧抽芯机构动作、推出机构动作等，让学生掌握模具的动作原理。

(3)视频示范:教师采用常用的设计软件，按一般工作流程把整个项目的设计过程进行示范，并用视频录制软件录制下来，并将其上传到网络供学生学习。

2．学生预习

学生在课前要阅读教材，了解学习任务并观看教学课件，通过“理论讲解——动画演示——视频展示”等三个环节，使自己先了解侧抽芯注塑模具的基本结构，然后理解模具的工作原理和工作过程，最后弄清楚侧抽芯注塑模具的设计流程与设计要点。在理论讲解部分也可以按照自己的实际情况有选择地观看，对在之前其他教学项目出现过的部分可以直接略过，对陌生的部分则要认真学习。如果观看教学课件后觉得模具结构部分还不是很清楚，可以自己通过查找图书、网页等形式对不明白的地方作更进一步的细化研究，直到弄清楚为止。如果觉得动画演示的模具动作原理表现得不够直观，可以自己在网上搜索相关的视频资料，或者是记录下具体的疑问等待课堂上解决，也可以到实训场所拆装教学模型或模具实物，还可以到生产现场观看模具生产过程，用这种方式实现课前预习效果最大化，初步实现课程内容的知识内化。

(二)课堂活动

1．教师活动

在“塑料外壳注射成型工艺与模具设计”教学项目中，教师可根据学生的学习能力或性格特点，将班级学生按照4人一组进行分组。同一小组的成员完成同一个设计任务，在设计过程中，小组成员可以针对项目实施过程中存在的问题进行讨论，教师则对每组成员任务实施过程中集中出现的共性问题进行讲解。在整个课堂教学过程中，教师应发挥课堂主导者的作用，采用启发式教学方法引导学生，协助学生解决项目完成过程中出现的结构工艺、软件操作、图纸表达等方面存在的问题，逐步引导学生完成教学项目的工作内容。

2．学生学习

学生根据自身的学习任务，在小组内开展方案讨论，初步拟定项目的设计方案和工作内容，并将课前预习中学到的知识应用于学习任务中，逐步完成项目的设计内容。在实施设计任务的过程中，学生可以针对设计过程中出现的问题与组内成员或指导教师进行讨论，不断优化项目的设计方案。在完成设计项目后，组内成员或组与组之间进行成果评估和经验交流，扩充课堂学习内容。在这学习过程中，学生通过亲自完成整个设计任务，并与指导教师和同学之间的交流，弄清楚侧抽芯注塑模具的结构组成、动作原理等方面的理论知识，并掌握该类注塑模具的设计要点及其工程图表达方法，实现课程内容的知识传递，加深课程内容的知识内化。

(三)课后总结

课堂学习阶段结束后，教师对学生的互评意见进行总结，并找出个别典型作品进行单独点评，分析作品结构方案的工艺性，使学生能更全面地掌握各种结构方案的特点，拓展学生的设计思路。并根据学生所完成作品的结构方案合理性、工程图纸的规范性以及课堂软件操作熟练程度，对学生的学习效果进行综合考核。另外再将通过成果交流总结整理的内容充实到教学课件，力求使教学课件包含的知识要点能更全面地涵盖该教学项目的教学内容，满足不同学习者的学习需求。

五、结束语

对于高职院校模具设计与制造等工科专业的课程教学，翻转课堂的教学模式能够充分利用当今信息化环境中丰富的网络资源，使学生可以在课前通过对教学课件的自主学习完成知识的传授过程，为课堂上参与项目实践预留出充足的时间;同时，也可以利用网络为学生提供与课程相关的视频动画，在一定程度上解决实操类教学项目中真实生产情境难以模仿的难题，使学生对整个教学项目需要完成的工作任务有更全面更清晰的了解，熟悉该项目作品的结构组成、工作原理及设计思路，并能按照一般设计流程完成同类生产案例的设计任务。综上所述，针对高职院校专业课程教学中存在的授课效果不理想等亟待改革的现状，翻转课堂的引入与实践能够在一定程度上弥补职业教育专业核心课程教学的缺陷，最大限度地发挥学生的主观能动性，提高学生的学习兴趣及学习效果，不失为一种有效的人才培养新模式。

责任编辑何丽华