董國鑫 天津職業(yè)技術師范大學

一、引言

我國傳統(tǒng)教學方式強調“以知識為本位”，因此中等職業(yè)學校各專業(yè)實訓課程教學模式大多采用教師講，學生聽，學生自由練習和教師引導復習的傳統(tǒng)教學法。這種教學模式效果并不理想，究其根源，實訓課程教師主要精力用于知識講解和操作步驟演示，忽視了與學生溝通交流；學生只能在課程有限時間內動手練習，缺少時間自主思考，造成對實驗原理理解不深。

針對傳統(tǒng)教學模式在該實訓課程中應用中存在的不足，本文擬將翻轉課堂教學模式應用于中等職業(yè)學校3D 打印實訓課程，并進行了翻轉課堂教學法設計實施。試圖讓學生擺脫被動接受知識的角色，成為整個教學過程的主體。

二、翻轉課堂概述

翻轉課堂，或稱顛倒課堂，是將傳統(tǒng)的課堂教學結構翻轉過來，讓學生在課前完成知識的學習，在課堂上完成知識的吸收與掌握的一種新型教學模式。傳統(tǒng)課堂教學注重教師教授和學生吸收內化兩個階段。在課上，教師講解知識技能，在課后，學生通過實踐練習鞏固新知。在互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，將這種傳統(tǒng)教學形式進行翻轉，課前通過信息技術手段進行知識學習，課中教師學生探討交流，這種教師，學生共同完成教與學的過程，被稱作翻轉課堂。

翻轉課堂將學生主要學習活動放在課前，學生可以根據(jù)自身學習水平調節(jié)教學節(jié)奏或者重復學習課件內容進行自主探索，培養(yǎng)其獨立學習的能力。同時將學習過程中有困惑的知識進行記錄，在課堂上與同學進行交流溝通，提出自己的困惑和對問題的看法，并與其他人共同研究解決問題，達到加深對知識點的理解與認識。翻轉課堂教學法強調培養(yǎng)學生主體團結合作的精神，學生在探討交流過程中可以相互幫助，相互借鑒，從而更加容易獲得信息，發(fā)展思維，擴展視野。

三、翻轉課堂在實訓課程中的研究設計

（一）設計原則

1.因材施教原則

翻轉課堂中，學生獲取知識的主要渠道是教師制作的視頻課件和各種網(wǎng)絡資源。教師主要任務是作為教學活動組織者，設計教育教學活動供學生參與。同時在課前學生學習，課中探討交流等階段給予個性化指導幫助，確保每位同學能將知識原理吸收掌握。

2.以學生為主體的原則

翻轉課堂中，教師和學生的角色和地位發(fā)生變化。教師由教育知識傳授者變?yōu)榻虒W活動組織者。學生由教育知識被動接受者轉變?yōu)榻虒W活動主動探究者。在課前，學生可以自訂學習步調和學習計劃，自主查閱資料解決問題。在課中，學生積極參與教育教學活動，與同伴教師共同合作完成學習任務。因此翻轉課堂以學生為學習活動主體，充分體現(xiàn)了以學生為中心的教學原則。

3.“授人以漁”原則

學會求知是培養(yǎng)學會學習的能力，學習更多是掌握獲得知識的手段，而不僅僅是獲得分類的系統(tǒng)化知識。翻轉課堂的教育教學活動提倡為學生提供自主學習和探究活動的情景，培養(yǎng)學生自主分析，獨立解決問題的能力。

（二）設計可行性分析

1.可行性

實訓課程教學是指在應用類，技術類學科中，將理論知識和方法運用到實踐中的教學方法，突出強調方法的訓練對于課程學習的重要作用。傳統(tǒng)的實訓課程教學方式存在的多種問題阻礙著學生自主學習能力的發(fā)揮。翻轉課堂教學模式源于掌握學習法，要求學生按自己的節(jié)奏學習課程。首先通過先進的信息技術和計算機技術，教師可以利用Powerpoint，F(xiàn)lash 等多媒體工具對教學內容進行處理，將與教學內容相關的素材制作成課件，學生可以利用網(wǎng)絡瀏覽教師制作的課件資源。其次，實訓課程要求學生親自參與實踐活動的每一個環(huán)節(jié)來完成對相關知識點的掌握。翻轉課堂可以通過教學視頻向學生展示設備結構，工作過程，工作環(huán)境等，可以讓學生在實訓課程之前了解實訓課程內容，節(jié)省了教師在課上講解的時間。

2.必要性

實訓課程教學內容多，課程容量大，同時具有開放性和綜合性的特點[3]。傳統(tǒng)課程中教師注重實訓課程知識點的講解必然會使學生課堂實踐操作時間不足，而融入了翻轉課堂的新型教學模式可以讓學生課前閱讀大量與課程相關資料，節(jié)省出來的課堂時間讓學生動手參與實訓過程，提高學生學習效率；再次，融入了翻轉課堂的新型教學法可以讓學生不受學習時間和學習空間的限制，按照自己的學習狀態(tài)安排學習進度。因此，要在規(guī)定的課時內完成繁雜的實訓課程，翻轉課堂教學法是一個很好的選擇。

四、翻轉課堂在實訓課程中設計的內容和步驟

翻轉課堂教學模式主要包括課前知識獲取和課堂知識吸收內化兩個部分?，F(xiàn)將實訓課程六個階段：選定項目，制定計劃，活動探究，作品制作，成果交流，活動評[4]融入翻轉課堂教學環(huán)節(jié)，利用翻轉課堂的優(yōu)勢，最終實現(xiàn)總體教學目標。

（一）教師教學過程設計

傳統(tǒng)教學模式中教師完全掌控教學節(jié)奏，沒有充分考慮學生個體特征，使得教學內容脫離生產(chǎn)實際。在實訓課程中運用翻轉課堂教學模式，可以充分發(fā)揮學生自主性，讓學生親自動手完成實訓任務。

1.教學準備階段

對于實訓課程來說，教師需要將自身已有知識與企業(yè)生產(chǎn)過程相聯(lián)系，在對生產(chǎn)實際有了深入了解之后，教師課件準備的實訓課程知識點要契合生產(chǎn)過程，教學過程也要盡力貼近企業(yè)生產(chǎn)一線的真實情景。通過模擬一線真實的工作情景，使學生能根據(jù)自身經(jīng)驗尋求獲得解決問題的根本方法。

融入了翻轉課堂的教學模式，教師不必過多考慮教學時間和學生動手實踐時間分配問題，教師可以將實訓課程設計的知識點全部制作成課件。為提高教學質量，是學習的知識點生動有趣，教師可以利用信息技術手段，將簡單知識制作成文稿，重難點知識制作成動畫，教師需要動手實踐操作的內容制作成視頻，將需要講解的教學內容通過演示文稿，展示動畫和播放實訓視頻等教學手段教授給學生。此外，教師還可以通過播放網(wǎng)絡公開課和生產(chǎn)實際工作場景的視頻，并在適當位置加入講解，使教學內容變得容易理解。知識點的講解應當遵循由淺入深的原則，并同時具有邏輯性，層次性，遞進性，實現(xiàn)學生課前學習效果最大化。

2.課堂組織教學階段

在課堂學習階段，學生是帶著對實訓知識的理解，對動手實踐操作過程的好奇和對疑難問題的困惑來到實訓課堂。教師的任務是配備教學實踐設施，讓學生運用課前知識參與項目實踐。教師按照班級人數(shù)將學生分成若干組，并給每組制定實踐計劃，確定實踐工作步驟和流程。針對學生不能解決的問題，教師分析問題產(chǎn)生的原因，引導學生在小組內交流答疑，有針對性的處理問題。教師為每個小組指定一名負責人，負責人匯報實訓任務完成情況，教師根據(jù)匯報情況了解任務實施過程，如小組成員分工協(xié)作情況，并為之后的實踐課程提供學習指導。最后教師對學生完成情況進行點評，例如利用小組內自評，組間互評以及教師綜合點評等形式，將學生完成情況與教學目標進行對比考察。

（二）學生學習過程設計

1.課前準備階段

學生根據(jù)實訓課程的學習任務，在小組內進行分工，通過組員之間交流互動，根據(jù)自己的基礎和興趣有選擇性地學習課件資料，學習掌握基礎知識。觀看課件時，遇到無法理解的內容或沒接觸到的概念，充分利用網(wǎng)絡技術尋找資料。如果還存在無法理解的問題，應當在課堂上與老師和同學探討。課前準備階段是整個翻轉課堂教學發(fā)生的基石，它決定了后續(xù)學習能否順利進行。

2.課堂知識內化階段

在進行實訓課程學習過程中，學生要隨時記錄實踐操作步驟以及每個操作步驟運用的基本原理，遇見的難題以及解決方法。在實際動手操作過程中，將抽象的理論知識轉變?yōu)榫唧w工作實踐。在實踐中遇到先前無法預料的難題時，小組內成員共同討論研究，協(xié)商解決難題。實訓課程完成之后，每個項目組負責人匯報整個工作過程，交流學習經(jīng)驗。不同小組互評應當從知識技能掌握程度，小組成員學習表現(xiàn)等方面進行考察。最后應當對實訓課程進行總結，撰寫學習體會，對學習過程中的不足之處進行反思與評價。

五、翻轉課堂教學模式在3D 實訓課程中的應用

3D 打印實訓課程是一門技術性，應用型很強的實踐性課程，其教學目標是讓學生學習3D 打印技術了解現(xiàn)代先進與制造工藝，能利用高科技手段進行工程設計。本次教學實例采用的設備是杭州德迪智能科技有限公司生產(chǎn)的MOIRA DF3 型桌面級3D 打印機。它集機械設計技術，電子技術，計算機技術，控制技術，傳動技術于一體，3D 打印機如圖所示。三維CAD 模型設計軟件選用Solidworks 軟件，3D 打印材料選用工程塑料ABS 和聚乳酸PLA.為提高學生對3D打印技術學習的興趣，增加學生動手實踐的機會。我們引入翻轉課堂教學法，充分體現(xiàn)了學生做中學，教師作中較的教學原則。

（一）實訓對象與目的

實驗對象：天津電子信息學校三年級學生，教學內容為3D 打印實訓課程；

實驗目的：將翻轉課堂教學模式應用于3D 打印實訓課程，觀察學生學習效果。檢驗翻轉課堂教學法能否激發(fā)學生學習興趣，提高學生學習能力。

（二）實訓過程

1.線下學習活動的開展

首先，教師根據(jù)教學任務，通過多媒體手段制作音頻視頻教學課件，對學生進行實訓安全教育，重點講解實訓設備安全操作規(guī)程。

其次，制作3D 打印教學視頻，講解3D 打印成型原理，介紹3D打印技術在生活中的應用案例。讓學生熟悉軟件基本操作，3D 打印時材料溫度的設定，并能解決打印過程中出現(xiàn)的故障。因此，我們可以考慮將整個教學課件設計成3 部分。第一部分為理論知識講解部分，主要包括Solidworks 軟件的使用，3D 打印工作原理，3D 打印材料選擇依據(jù)以及3D 打印常見故障的分類。第二部分為動畫演示。利用PHOTOSHOP，F(xiàn)LASH 等軟件模擬3D 打印過程。第三部分為視頻演示部分。教師可以簡單模型的設計制作為例進行示范講解3D 打印整個工藝過程。如Solidworks 軟件繪制模型圖—MOIRA 軟件進行打印控制—打印參數(shù)設置—故障分析。通過觀看課件視頻和示范講解，讓學生對3D 打印有全面整體了解。

圖1 3D 打印機結構圖

圖2 3D 打印成品圖

2.線上學習活動的開展

教師確定實訓流程，實訓操作步驟。首先讓學生進行三維設計軟件的使用。由于實訓課程學生均為中職三年級學生，一般接觸的是二維制圖，不會使用三維制圖軟件。因此在每一臺電腦上安裝了三維繪圖軟件的操作視頻。實訓過程中教師隨堂指導，及時解決學生的問題。

其次讓學生借助三維設計軟件自行設計3D 打印模型，設計的三維模型要求模型的尺寸X/Y/Z 三個方向為20～30mm。學生自主設計3D 模型，有利于學生快速掌握三維設計軟件的操作，提高學生自主學習能力。

最后讓學生進行分組打印作品并進行作品展示。本次將實訓班級的學生分成8 個小組，每個小組5～6 個人，每個小組打印作品時間控制在15 分鐘左右。學生需要將3D 模型輸入到電腦中，通過DF3打印機切分成單層薄片，薄片厚度由材料屬性和打印機規(guī)格決定。在規(guī)定的打印區(qū)域內，打印噴頭計算出精確路徑，擠出液態(tài)打印材料，將零件按照由下到上進行成型。同時在后期需要對打印模型進行精確的表面處理，使零件達到規(guī)定的精度要求。完成打印后，學生需要對作品進行分析，并對不足之處進行改進。各小組組長確定實踐中無法解決的典型問題，在小組間交流互動，并請教老師進行解答。教師針對學生實踐中遇見的問題，通過面對面以反饋的形式進行互動交流，幫助學生總結出現(xiàn)的問題，并對打印失敗或出現(xiàn)問題的原因進行分析。同時根據(jù)各小組匯報的實訓情況，教師組織學生進行自評和小組間互評，并對各小組在此次實訓課程中的表現(xiàn)和任務完成情況進行綜合點評。

3.課后活動

在本次實訓課程中，我們對學生實踐活動采取了行動研究觀察的方式進行記錄，包括課堂觀察法，學生訪談法，反思評價法等。

課堂觀察：實訓課程有8 組學生參與，人數(shù)較多，教師不可能做到全面兼顧，這在一定程度上影響了師生之間交流。但學生動手實踐積極性高，主動與教師交流次數(shù)增加。教師提出問題，學生參與回答人數(shù)40 人，占總人數(shù)82%。

學生訪談：隨機收集整理了幾位學生的學習情況。A 同學由于沒有認真學習教師課前整理的課件資料，課前知識準備不充分，在實踐操作階段顯得手忙腳亂。B 同學在課前學習認真，在小組內積極進行問題反饋并與同學進行深入交流，所以實驗操作熟練，對實驗原理理解深刻。通過對班級50 名同學進行問卷調查，并與傳統(tǒng)教學方式對比，90%的學生認識到翻轉課堂教學法的應用無論是對實驗原理理解，還是動手實踐操作能力都有了較大提升。85%以上的學生普遍表示認同翻轉課堂在實訓課程中的應用，能夠激發(fā)學生學習興趣和提升學習能力。

反思評價：通過對翻轉課堂教學效果進行觀察，我們發(fā)現(xiàn)翻轉課堂教學模式雖然在實際效果和學生主觀評價上得到積極肯定。但是由于實訓課程中學生人數(shù)太多，教師無法兼顧所有學生，從而無法解答學生所有問題。同時各實訓小組成員的分配，學生接受和適應能力等問題也對翻轉課堂教學法的使用有較大影響，教師需要在這些方面做進一步調整。

六、結束語

實踐證明，將翻轉課堂教學模式應用于以實踐性，操作性為主的實訓課程中具有較大優(yōu)勢，它將“教師作為組織者，學生作為教學主體”的思想充分體現(xiàn)，明顯提升了學生的實踐能力和協(xié)作能力。同時課前的自主學習使學生能充分完成知識的內化，課堂中學生有更多的時間進行實踐操作，能激發(fā)學生對問題的思考，提升學生的信息素養(yǎng)與溝通合作能力。因此，翻轉課堂也被稱作“影響課堂教學的重大技術變革”。