基于翻转课堂教育理念的《工程力学》教学革新与思考

李 健，李凤娟，周 岭，王海明

（塔里木大学机械电气化工程学院，新疆　阿拉尔　843300）

0　引言

翻转课堂又名“颠倒课堂”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生[1]。翻转课堂教学模式将普通课堂中的讲授移到课外进行，课堂内通过实验、项目训练、研讨、团队合作等方式让学生成为学习的主动实施者，学生的工程实践能力和沟通交流、团队协作能力在课堂上能得到很好的锻炼[2～3]。

传统《工程力学》教学方法存在着很多弊端，仅仅通过教师的讲解，学生在掌握相关知识时有很多不足之处，无法将所学的知识应用于具体实践，内容过于单一，缺乏与实际的联系[4～5]。由于以上不足，使得学生在学习知识和解决实际问题时往往会感到力不从心。因此《工程力学》这种较为复杂的课程采取传统的教学模式，已经难以满足学生的学习需求。

将翻转课堂引入《工程力学》课程教学中，充分发挥其优势，可以提升《工程力学》课程的教学内涵，提高学生的学习效率；此外，通过课堂内外实验、研讨、团队合作等方式提高学生学习的积极性、主动性，使学生的工程实践能力、团队协作能力得到很好的锻炼[6]。

1　《工程力学》课程教学与工程应用型人才培养间存在的问题

1.1　教学方法单一

传统教学方法形式单一，以教师为主，课堂枯燥无味，学生屑于思考、被动接受，具有填鸭式的弊端，教学质量不高。

1.2　内容严重老化

目前，《工程力学》课程教学存在的最现实的问题是课时少，如我校的《工程力学》课程只有96学时（两学期），课时有限内容繁多，但教师仍多按照过去的课时量讲授，导致知识体系不连贯，内容跳跃性大，学生被“满堂灌”，不能对知识融会贯通；同时教材内容的更新落后，没有最新理论的引入，不能有效的联系实际。

1.3　缺乏有效整合

现有《工程力学》课程教学内容涉及范围广、知识面较全，结构完整，定义严密；但同时，知识点间、各章节间缺乏必要的联系，不能融会贯通；《工程力学》课程的讲解强调公式推演，以数学言语阐述力学现象，对学生的数学基础以及逻辑性要求较强，不适合自学。

1.4　课堂体验较差

《工程力学》课堂教学中，以教师为主，教师把控教学内容、教学进度与课堂纪律，学生作为教学受众，体验感差。这种模式下，学生无法实时地与教师交流学习感悟、向教师提问求教，不能有效释放自己的学习主动性，更谈不上对应用创造能力的培养。

2　翻转课堂教育理念与《工程力学》课程教学的融合

在保证《工程力学》课程主体内容与课程体系的前提下，对如何使学生理解掌握基本理论并将其应用到机械领域中解决实际需求的方法等方面进行研究。具体的实施方案拟从课堂和课外两方面进行具体深入的探索：合理选择教材并相应的编排内容，以教授学生基本理论为主并加强课程的应用性和趣味性；在课外，将课堂上无法展开的重点难点进行分类集中，制作成不同类型的微课程，通过网络与学生分享并交流沟通。

2.1　课程分析与教材选择

根据学校人才培养目标与专业人才培养方案的着力点、内容安排以及学生的学习能力出发，并结合《工程力学》课程的具体学时，筛选符合自身教学体系与具体情况的教材，在保证教学内容与总体课时相符的同时，要求教材规范不失严谨，知识体系具有一定的延展性，坚持理论联系实际的教学理念，同时要求配套有相应的多媒体电子课件。

明晰《工程力学》课程中哪些内容是主干，适合在课堂教学中讲授，而哪些内容是课堂教学无法及时展开的重点难点，需要利用翻转课堂与微课程模式，放置在课外教学。课堂教学采取理论与实践相结合的模式，翻转课堂要进行前端分析，包括学生对该门课程的需求分析、知识点分析、可用资源分析等，在此基础上才能拆分出具体细微的教学目标。

2.2　教学设计及教学方案的制定

根据《工程力学》课程中课堂教学内容与课外教学内容各自的特点及相互联系确定教学目标，整个教学过程的设计要做到教学内容的完整性和各知识点的前后紧密联系。此外，教学资源的应用应丰富全面，尽可能多地收集典型的工程图片、视频动画等资料，充实到课外教学微视频的脚本企划中，使学生对课程的感性认识有效提高，便于其对知识点的理解。

应用翻转课堂教学模式，在《工程力学》课程整体教学设计的基础上，从“提出问题”、“比较分析”、“设计方案”、“拓展延伸”四方面来制定具体教学方案，并分别发掘课前、课堂及课后自主学习各自需达成的目标，进一步明确学生在课前、课上、课后分别需要完成的学习任务，确定哪些内容需要教师和学生进行实时沟通，避免了学生带着疑问去学习新知识。设计课前准备所需的自主学习任务单和教学视频，设计课堂教学的整体思路和教学重点难点，设计课后教学效果的全班评价与教师自评标准，并设置一个具有统计分析能力的教学平台，通过该平台的统计分析功能即可帮助学生更精确的了解自身的学习状况，查难补漏；也可帮助教师实时分析掌握学生在学习过程中遇到的疑难问题，及时应对或补充讲解，为开展个性化教学提供帮助。

2.3　课外教学微视频的选题制作

课外教学微视频的录制应根据高等教育及《工程力学》课程的特点，采用合适的教学方法，如案例教学法、启发式教学等，使学生在反复的听讲和练习中提高能力。其次，微视频的设计与制作过程中要注意到多个关键技术问题，如微教案设计、脚本编写、素材的搜集和制作、PPT制作、教学实施与录制、后期视频编辑等等，这些技术难题都应得到解决。最后，根据上一步制定好的教学方案，节选课堂上无法展开却又不可或缺的知识点，设计好相应的教案、脚本并选取教学模式，运用相关技术录制课外教学微视频。

2.4　制定教学效果评价方法

课堂教学的效果可以通过课堂测试、互动交流、调查问卷等方式来评定。课外微视频的教学效果评定可分为几个步骤。在学习过程中，学生遇到难点时可参考教学课件、教学视频等资料，或通过师生互动交流平台获得解答。在学习结束后，学生可以通过课外教学微视频所附带的“微测验”对本次课程的学习效果进行检测。最后，教师根据学生反映的学习和评价信息对相应的课外微视频教学资源进行补充和完善。

3　结论

（1）总结在当前环境下，传统《工程力学》课程教学中存在的困难与不足，针对工程实践应用型人才的培养目标，寻找解决方案；

（2）基于翻转课堂教育理念制定全新的《工程力学》课程改进方案，从课程分析与教材选择、教学计划和教学方案的制定、课外教学微视频的录制、教学效果评价等多方面入手，制定全新的课程教学体系；

（3）依据培养方案与培养计划，在具体的教学过程进行改革探索与实践，为培养学生全方位的工程素质与能力提供一定的参考。

参考文献：

[1]王晓宏，刘长喜，刘颖等.应用型本科院校CDIO模式工程力学课程研究[J].林区教学，2013（9）:12～14.

[2]陈静.基于CDIO思想的工程力学教学改革[J].高教学刊,2016（9）:131～132.

[3]康全礼，丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究，2016（4）:40～46.

[4]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）:163～168.

[5]EF Crawley,J Malmqvist,SOstlund,DR Brodeur,K EdstromAB Fadhil,AM Aziz and MH Altamer.The CDIO Syllabus:Learning Outcomes for Engineering Education[J].Springer International Publishing,2014,21(1):47～83.

[6]顾佩华.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].高等教育出版社,北京：2012.