李佰洲　蔡蘭蓉　劉瑛

【摘 要】機械動力學是很多工科專業(yè)本科和研究生的重要課程，并已成為工程技術人員必須具備的理論知識。本文針對以往教學中，研究生主觀能動性發(fā)揮不足，很多研究生不會提問題和提不出問題的現(xiàn)象進行了教學改革，采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，結(jié)合案例教學法，取得了良好的效果。

【關鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；機械動力學；教學改革

中圖分類號： TH113-4；G643 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）15-0055-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.026

A Preliminary Study on Flipped Classroom for Mechanical Dynamics of Postgraduates

LI Bai-zhou CAI Lan-rong LIU Ying

（School of Mechanical Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China）

【Abstract】Mechanical dynamics is an important course for many undergraduate students and postgraduates majoring in engineering.And it has become a necessary theoretical knowledge for the engineering technicians.But in the previous teaching process， postgraduates were seriously lack of initiative.Furthermore most of them didnt know how to ask questions，and even didnt have any questions at all.According to this phenomenon，the flipped classroom combined with the case-based teaching method was introduced.Good effect have been achieved through the teaching reform.

【Key words】Flipped classroom；Mechanical dynamics；Teaching reform

0 引言

機械動力學是機械類專業(yè)本科和研究生的重要課程，主要講授內(nèi)容涵蓋單自由度系統(tǒng)的振動、多自由度系統(tǒng)的振動、多自由度系統(tǒng)振動的近似解法、彈性體的振動以及減振技術等。涉及的先修課程包括理論力學、材料力學、常微分方程和數(shù)理方程，甚至涵蓋積分變換、彈性力學和有限元法等課程的知識點[1]。工程實際中許多的振動問題可以通過線性振動理論將其解決，因此，掌握好機械動力學對研究生科研工作具有重要作用。

然而，由于機械動力學在講授過程中，會涉及到大量較為復雜的數(shù)學問題。如離散系統(tǒng)的振動方程為常微分方程，彈性體振動問題的方程為偏微分方程等，這導致在傳統(tǒng)的以教師講授為主的課堂上，會有大篇幅的數(shù)學運算和公式推導過程，學生聽不進去，不愿意聽，課堂效果不佳。同時，學生的“向師性”導致老師說什么是什么，學生逐漸喪失了很多獨立思考的機會，導致在科研工作中不會提問題和提不出問題。以上兩點要求我們的教學工作必須作出調(diào)整，以充分調(diào)動學生學習的積極性。

1 翻轉(zhuǎn)課堂設計

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂是一種比較流行的教學方法，簡單意義上來說，翻轉(zhuǎn)課堂即將學生課上和課下的學習顛倒過來，將課前有組織的學習作為核心和重點，而將傳統(tǒng)的課上的時間變成課前學習的補充和延續(xù)[2]。根據(jù)這一設計思想，同時也考慮到自身資源配置問題，我們將課程授課模式確定為課前、課中和課后三個部分：

第一部分是課前的準備。第一是要將目標班級的學生分組，5人一組，任意組隊，并確定一名組長。因為最終的考核目標是根據(jù)“工程教育認證”的思想，要考察全員達成度，后續(xù)的答辯環(huán)節(jié)也是從5人中任意抽取一人進行答辯，代表團隊中5個人的成績。第二是強調(diào)課前的學習。這里的課前學習不是預習，而是根據(jù)老師提供的材料，包括思維導圖、PPT、參考書目和參考視頻等，進行小組學習和討論，針對思維導圖中給出的思路和布置的任務進行學習。這里學生可以根據(jù)自己小組的實際情況，控制學習的時間、地點，并完成作業(yè)和工程實際問題的討論，在這個過程中，不僅可以鍛煉學生的自學能力，還可以鍛煉團隊協(xié)作能力、組織協(xié)調(diào)能力以及分析和解決問題的能力。第三是及時輔導?？紤]到學生自學能力有限，在自學過程中難免會遇到解決不了的問題，通過及時答疑，掌握學生自學進展，同時整（下轉(zhuǎn)第96頁）（上接第55頁）理和搜集共性問題，以便在課上進行有針對性的講解。

第二部分是課上部分。第一，從每個組5個人中，隨機抽出一名，針對布置的作業(yè)和工程實際問題進行陳述，陳述內(nèi)容包括：選題、力學建模、計算過程、分析過程和總結(jié)，通過陳述，要求學生掌握完整的針對實際問題的力學分析過程。第二是答辯，其他各組根據(jù)陳述內(nèi)容，提出問題，“陳述組”全體成員均可參與回答問題，其他各組提出“有效”問題的，給予加分，從課堂效果來看，這部分最能調(diào)動學生的積極性，現(xiàn)場氣氛熱烈，效果非常好。第三是教師總結(jié)，教師根據(jù)課前答疑得到的共性問題、課上陳述和答辯環(huán)節(jié)展現(xiàn)的突出問題進行總結(jié)歸納和系統(tǒng)地闡述，為學生建立知識體系框架，梳理學習主要內(nèi)容、分析方法和做題規(guī)律，加深學生的理解程度。

第三部分是課后評價。教師根據(jù)課上的陳述環(huán)節(jié)，對陳述組各個成員的表現(xiàn)給予評價，對答辯環(huán)節(jié)，各組的表現(xiàn)給予評價，給出綜合分數(shù)。

2 翻轉(zhuǎn)課堂的效果及局限性

通過對機械動力學這門課的教學改革，可以看到翻轉(zhuǎn)課堂具有極大的魅力：一是讓學生走在課堂教學的前面，將傳統(tǒng)意義上的預習變成了小組自學；二是通過整個環(huán)節(jié)的設置，不僅鍛煉了學生的學習能力，還能夠在表達能力、總結(jié)歸納能力、團隊協(xié)作能力、組織協(xié)調(diào)能力等等上得到增強；三是充分調(diào)動了學生的積極性，他們每說一句話，每提出一個問題都有可能給自己加分；四是能夠增加學習的動力，由于陳述部分是隨機抽1個人來陳述，即“木桶效應”，因此每一個人都要對自己所在團隊負責任，成員中也會相互督促，共同進步。

注意到翻轉(zhuǎn)課堂有諸多益處的同時，我們也發(fā)現(xiàn)了它的局限性：一是教師工作量顯著加大，課前的準備工作，答疑工作，課后的評價工作等等都是附加給老師的，需要老師付出更多的時間和精力；二是翻轉(zhuǎn)課堂只適用于小班教學，這種設計過程在兩個班及以上是根本無法實現(xiàn)的；三是對學生的自覺性要求較高，如果學生在課前的準備不足，甚至不準備，那么翻轉(zhuǎn)課堂的效果會大打折扣。

【參考文獻】

[1]于開平.振動力學相關課程設置及教材分析[J].力學與實踐，2017，2：185-191.

[2]趙毅，崔良樂.翻轉(zhuǎn)課堂與研究生教學改革研究[J].教育教學論壇，2016，7：132-133.

[3]劉冰璇，孟軍，翟洪江.翻轉(zhuǎn)課堂在研究生教學改革中的應用[J].黑龍江教育，2018，1：68-69.