翻转课堂和行动导向教学模式在工程训练中的应用

杨 琦，邓小民

(安徽工业大学 工程实践与创新教育中心，安徽 马鞍山 243002)

翻转课堂和行动导向教学模式在工程训练中的应用

杨 琦，邓小民

(安徽工业大学 工程实践与创新教育中心，安徽 马鞍山 243002)

翻转课堂与行动导向教学有利于培养学生学习的主动性，激发学习的兴趣，提升学生分析问题与解决问题的能力。在数控加工教学中，根据工程训练的教学特点，为让学生从任务出发，体验从问题的提出到创造性解决的过程，以获得最真实的感悟，我们依据翻转课堂和行动导向教学模式，设计出 “课前学习”、“课中实践”、“课后思考”三个循序渐进学习阶段，实现知识点的真正理解和融会贯通。

翻转课堂；行动导向；工程训练；数控加工

工程训练是高校工科各专业教学计划中重要的实践环节之一，使学生接触生产实际，了解并初步掌握一般机械产品的设计、加工制作过程、测量与检测方法等方面的基本技能，通过实际操作获得感性认识，体验“做中学、学中创、重在思”的过程，提高学生分析问题并创造性解决问题的能力。

工程训练在传统的金工实习的基础上融合了现代制造技术，一般包括：热加工、冷加工、钳工、数控加工、特种加工、CAD/CAM实训等六大类十余工种，按不同专业进行1～5周的实习。在实习教学的过程中存在着几个主要矛盾：一是实习内容较多，单个工种实习时间较短，知识点无法扩展，少学时的专业尤为严重；二是教学中安全操作规程、基础知识、操作步骤等课堂讲授不可或缺，使原本实践时间不足的问题显得更为严重；三是由于学生来自不同的专业其动手能力差异较大，虽然工程训练教学以“师傅带徒弟”的方式实行小班教学，但是仍无法满足每个学生的个性化需求。随着信息技术的不断发展，慕课等网上教学平台为传统教学模式的改革带来新的技术支持，翻转课堂的教学模式，行动导向、研讨式教学等教学方法皆可借助平台深入贯彻到理论和实践教学中，重新设计工程训练教学模式帮助学生学会学习，注重学思结合，将为现代工程实践教学的改革带来新的活力。[1]

一、翻转课堂与行动导向教学的基本概念

翻转课堂是将教学过程由传统的“教师先教，学生后学”颠倒为“学生先学，教师后教” ，[2]重新调整课堂内外学习的内容和方式，其目标是为了让学生通过主动实践获得更真实的学习。在翻转课堂教学模式下，教师不是过多地强调传授知识点，而是注重引导学生自主规划学习内容、节奏和方式，主要分为三个阶段：课前，学生通过教师提供的网络教学平台资源，浏览电子书、听讲座、观视频、网络检索等方式进行知识的自主学习，实现知识的初步学习；课堂上，教师对前期学习中遇到的困难进行有针对性的辅导，学生在有限的课堂时间里作更有方向性的学习，通过互动研讨促进学生掌握知识、获得更深层次的理解，教师也有更多的与学生交流的时间来满足学生的个性化学习需要；课后，学生回顾课堂研讨中的问题并提出新问题，教师通过网络平台(博客、微信、QQ等)进行在线的辅导，答疑解惑，不断总结、 改进课堂研讨的不足。

行动导向教学是指由确定的行动产品来引导教学组织过程，学生通过主动和全面的学习，达到脑力劳动和体力劳动的统一，[3]在教学过程中充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，强调通过实践“完成任务”，实现教学过程中“我听到的，我会忘记；我看到的，我会了解；我做过的，我会记住”这一基本的教学规律，达到掌握知识和技能的目的。行动导向教学法的一般过程是：教师将课前准备好的“任务”布置给学生，并提供完成任务所必须的材料和工具等；教师引导学生逐步分析完成任务的基本思路和方法，根据具体的学习情况，将学生划分为若干个学习小组，通过“角色扮演”、“头脑风暴”等学习活动，每个小组成员各抒己见、通力合作依次完成任务的各个模块，直至各小组初步完成“任务”；各小组展示各自完成的作品，教师引导学生对作品展开讨论，找出规律特点，并对学生作品作出积极的评价。

两种教学法的核心理念都是将教师从传统的知识传授者转变为学生学习的引导者，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，注重学思结合，注重知行统一的教学和实践过程，关注学生的个性差异，因材施教，达到和谐共进、教学相长。

二、基于翻转课堂和行动导向教学模式的工程训练教学设计

(一)课前学习

课前学习主要通过网络平台教师完成知识点的传授、学生完成知识点的初步学习过程，学生得到显性知识的接受，实现知识内化的第一个阶段。

教师的工作主要有：第一，根据课程目标制定课程教学大纲，全面梳理知识体系并界定知识点的覆盖范围，将课程目标分解为单元目标，根据知识点将单元目标分解为若干模块，重点设计单元任务，单元任务分解为各个知识点进行碎片化处理。例如将工程训练课程分成热加工、冷加工、钳工、数控加工、特种加工、CAD/CAM实训等六大模块，每个模块中分为若干个任务，如在热加工中设计了“小锤锤头毛坯的锻造”、“三叶片模具的铸造”等任务。第二，将各单元任务所涉及的知识点细分成若干个微知识点，将每个微知识点分别设计制作PPT、微视频和练习题，多采用设问的方法，使学生带着问题去学习，力求通过各个微知识的剖析，达到全面理解所有的知识点。第三，教师根据单元任务设计课堂教学流程和教学方法，提供实验所使用到的各类机床、工具、夹具、量具和刀具清单，明确考核评价标准。第四，教师通过网络平台了解学生的学习情况，根据学生提出来的共性和个性问题进行有针对性的课前准备。

学生课前在线明确实习的任务信息，通过微视频、PPT等自主完成知识点初步学习，搜集检索资料以拓展知识领域，思考完成任务的途径，为课中实践做好充分准备，同时整理并通过网络分享学习的体会、遇到的困惑等，进行师生、生生间的交流，有利于发现新问题并甄别出问题的实质，带到课中予以解决。

(二)课中实践

课中实践主要是师生通过面对面的交流、手把手的指导，学生将学习到的理论和技巧通过实践、讨论等过程转化为自身的能力。

首先，教师根据学生课前自主学习的情况，有针对性地分析讲解重点和难点问题，回答学生的疑难问题；第二，按照课前设计的任务，将学生分成若干小组，每组学生对完成任务的途经和方法进行充分的交流讨论，教师全程参与指导研讨过程，及时解决学生的疑惑，引导学生不断发现和解决问题；第三，教师根据讨论的结果进行小结，选取优化的方案进行分析，并按此方案进行示范性的操作；第四，学生在安全操作的前提下，按照拟定的方案进行零件的制作，教师进行一对一的指导；第五，学生根据评分标准对完成的零件进行自评，认真分析成败的原因，完成实习报告，教师根据学生学习和实践情况进行成绩的评定；最后，教师布置课后思考和下一单元学习内容与任务。

学生“提问、研讨、学习、实践、思考”的课中实践是知识的不断消化吸收过程，是一个从显性知识到隐性知识的内化过程，实现知识内化的第二个阶段。

(三)课后思考

学生根据任务的完成情况回顾课堂实践过程，认真总结知识点与任务间的内在联系，在思考中发现的新问题可以通过平台与教师和同学交流，这个过程是实现知识内化的第三阶段，是学生温故知新、融会贯通的重要环节。

三、翻转课堂和行动导向教学模式在数控加工教学中的实践

工程训练中的数控加工教学模块要求学生在2天的实习时间里基本掌握数控加工基本过程，一般包括的内容和教学顺序是：数控加工基本概念、数控机床的组成、数控加工的编程技术、数控加工的仿真、数控机床的操作、零件的加工等内容。传统的方法主要是课堂讲课和现场实训，采用翻转课堂和行动导向教学模式进行数控加工教学实训，需要对教学内容再设计、教学时间再配置和教学方法的综合运用，如表1所示。

表1 翻转课堂和行动导向教学过程 与传统教学过程的比较

采用翻转课堂和行动导向教学模式的数控加工教学模块，围绕明确的任务目标开展，将所涉及的知识点制作成微讲义和微视频等为学生提供课堂实践中明确的指引，将实习教学过程分解为四大任务。任务1：学习数控加工基础知识，思考如何在数控车床中完成小锤锤柄加工(与普车相比较)；任务2：数控加工程序的编制；任务3：数控加工仿真；任务4：数控加工操作及零件质量分析。将每个任务分解成若干个微知识点，分别制作微讲义和微视频，每个微视频控制在3～5分钟，有利于学生集中注意力学习。微视频的拍摄与制作更侧重于实验室中的仪器设备、使用的工夹量刀具和加工制作过程，有利于学生在实践过程中反复观看。例如将数控加工程序的编制内容分解为：基本概念、数控编程的一般方法与过程、数控编程的规定与规则、机床坐标系与工件坐标系的确立、零件程序的结果与组成、常用功能指令等几个微知识点，对于每个常用功能指令则采用更精短的微动画阐明，使学生能够充分领会每个指令的含义和用法。

课堂实践过程中，教师根据实习任务的不同，根据客观条件进行教学的策划和组织。例如数控程序编制模块将学生分成4人/组的学习小组，每组分别完成一套不同类型的典型零件(如圆弧、螺纹、内孔等)的加工工艺分析和程序的编制，教师组织学生开展交流活动，使学生能够学习到多种类型零件的加工方法和相同零件加工的不同思路，达到事半功倍的学习效果；数控加工仿真模块要求每个学生自主仿真编制加工程序，教师进行一对一辅导，由各小组分别汇报仿真结果，开展交流学习活动，教师对过程进行点评和评价；机床加工教学模块，教师给每组分配1台数控机床，并指导学生自主完成零件的加工过程(毛坯安装、刀具安装、数控程序输入、对刀、空运行、加工、检测等)，引导学生将加工完的零件与图纸比较、寻找差异，并分析原因。

课后思考是课程实践的知识再消化环节，结合课前知识点学习、回顾课程实践的过程，思考其内在的联系，做到完全理解各知识点的内涵，可通过在线考试系统对知识点的学习情况进行考核与评价，也可通过网络平台进行扩展知识的学习和交流，同时做好下次课的课前学习。

[1]袁丽.基于翻转课堂的电子实习教改模式初探[J].才智.2014(33):59-62

[2]赵兴龙.翻转教学的先进性与局限性[J].中国教育学刊.2013(4) :65-68

[3]赵志群.职业教育与培训：学习新概念[M].北京:科学出版社,2003：103

(责任编辑 文双全)

On the Application of Flipped Classroom and Action-oriented Teaching Paradigm in the Engineering Practice

YANG Qi, DENG Xiao-min

(Engineering Practice and Innovation Education Centre, AHUT, Maanshan 243002 Anhui, China)

Flipped classroom and action-oriented teaching is beneficial for college students to the cultivation of their initiatives in learning, the motivation of their interest, and the enhance of their abilities in analyzing and resolving problems. It is expected in the teaching of Numerical Control Machining to make them, according to the characteristics of engineering practice, enjoy the process from issue raising to innovative resolution and acquire the realistic comprehension. And the three gradual learning approaches of study before class,intermediatepracticeandreviewafterclassare,fromperspectiveofflippedclassroomand action-oriented teaching paradigm, especially designed for the mastery understanding of the course.

flipped classroom; action-oriented; engineering practice; numerical control machining

2015-11-06

安徽工业大学教学研究项目(2015jy58)；安徽工业大学质量工程项目(2013年资源共享课)

杨 琦(1983-)，男，江苏无锡人，安徽工业大学工程实践与创新教育中心实验师，硕士。

G642.0

A

1671-9247(2016)03-0074-03