文/佛山市順德區(qū)陳登職業(yè)技術(shù)學(xué)校 劉華偉 胡坤權(quán)

《CAD機械制圖》是中職機電專業(yè)必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門理論和實際緊密結(jié)合的課程。本課程教學(xué)任務(wù)要求學(xué)生掌握AutoCAD軟件的主要功能、特性、常用命令的操作步驟，掌握中等復(fù)雜程度以下的機械零件工程平面圖形的繪制，基本掌握三維模型圖的創(chuàng)建,培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力，提高CAD繪圖操作技巧水平。傳統(tǒng)的AutoCAD教學(xué), 教師作為知識傳授者、課堂管理者，在課堂上講解某個CAD操作命令的功能和操作技巧，并通過項目教學(xué)、案例教學(xué)進行示范，學(xué)生作為一名被動接受者，在電腦上完成課堂操作練習(xí)，并完成課后作業(yè)。由于學(xué)生理解能力差別較大，對課堂內(nèi)容接受程度存在差異，解決同一個問題不同學(xué)生所需的時間不一樣，影響了課堂進度，學(xué)生接受的知識囫圇吞棗，直接影響了課堂效果。為了彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高教學(xué)的實效，筆者進行了CAD機械制圖課“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式”的探索，取得了較好的成效。

圖1 傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式

圖2 CAD機械制圖課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

本文介紹了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在我校CAD機械制圖課教學(xué)中的可行性、具體的實踐過程以及效果分析。實踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)教學(xué)流程，實現(xiàn)了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)和差異化學(xué)習(xí)，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，加強了師生及學(xué)生間的互動性，充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位以及因材施教的教學(xué)特點。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂是由英語“Flipped Class Model”翻譯而來，也稱為“反轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”，或稱“顛倒課堂”。2007年，美國兩位化學(xué)教師喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯首先在教學(xué)中使用了翻轉(zhuǎn)課堂，他們把在線教學(xué)講座視頻作為家庭作業(yè)，把本該是課外作業(yè)的練習(xí)題放在課堂上完成，在課堂上除了練習(xí)外，還加入了探究活動和實驗室任務(wù)，使得課堂教學(xué)效果得到大幅度提高，這種教學(xué)方法不僅受到學(xué)生的喜愛，也得到了眾多同行的認可。翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)實施中可以幫助繁忙的學(xué)生，幫助學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，增加了課堂互動，讓教師更了解學(xué)生，實現(xiàn)了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)及優(yōu)化了課堂管理。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程通常包括知識傳遞和知識內(nèi)化兩個階段，知識傳遞是通過教師在課堂中的講授來完成，知識內(nèi)化則需要學(xué)生在課后通過作業(yè)、操作或者實踐來完成的，如圖1所示。

與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式不同，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生在指定時間或業(yè)余時間利用教師提供的網(wǎng)上資料(教案、案例、錄像等)完成知識的學(xué)習(xí)，而課堂成為教師與學(xué)生交流互動的場地，教師和學(xué)生的角色發(fā)生了變化，教師成為了學(xué)習(xí)指導(dǎo)者、促進者，學(xué)生作為主動參與者，通過答疑，完成項目案例，使學(xué)生變被動到主動的自主學(xué)習(xí)、交流反思，團隊協(xié)作，從而熟練掌握課堂知識，達到更好的教學(xué)效果。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，平時課堂常規(guī)的聽知識講解、看操作步驟、整理疑惑問題，這些知識學(xué)習(xí)步驟被轉(zhuǎn)移到了在課前通過視頻輔助來完成，而提出問題、回答問題、完成作業(yè)，這些步驟被轉(zhuǎn)移到了課堂上，如圖2所示。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅顛覆了傳統(tǒng)的CAD教學(xué)流程、教學(xué)理念，更重要的是教師和學(xué)生的角色發(fā)生了很大變化，學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，教師由知識傳授者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，充分發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，增加了學(xué)生和教師之間的互動和個性化的接觸時間，與傳統(tǒng)教學(xué)區(qū)別見表1。

表1 傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂對比

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在中職學(xué)校CAD機械制圖課實施的可行性分析

1.信息技術(shù)軟硬件方面

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實施需要信息技術(shù)的支持。從教師制作教學(xué)視頻、學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻到個性化與協(xié)作化學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建都需要計算機硬件和軟件的支持。我校教師人手電腦一臺，信息化教學(xué)比率達100%，學(xué)校教學(xué)場室(計算機機房硬件及CAD軟件)的最新配置，表明我校具備進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的信息技術(shù)支持。根據(jù)調(diào)查，大部分學(xué)生也具備在家自主學(xué)習(xí)的信息技術(shù)軟硬件支持，調(diào)查結(jié)果見表2。

圖4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)環(huán)節(jié)

表2 學(xué)生家庭擁有并使用信息技術(shù)設(shè)備進行自主學(xué)習(xí)的情況分析

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)特點方面

中職學(xué)生的學(xué)習(xí)普遍存在著缺乏主動性和自律性的特點。筆者通過學(xué)習(xí)風(fēng)格測試表進行調(diào)查，分析表明學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格偏重于視動綜合型,如圖3所示，對于軟件操作類課程的學(xué)習(xí)較感興趣，具有基本的計算機操作基礎(chǔ)，能使用常用的軟件工具和網(wǎng)絡(luò)交流工具。

圖3 學(xué)習(xí)風(fēng)格測試結(jié)果

從計算機和互聯(lián)網(wǎng)的普及以及學(xué)生的學(xué)習(xí)特點來看，CAD機械制圖課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在教學(xué)上的運用是可行的。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在CAD機械制圖課教學(xué)中的實踐

(一)CAD機械制圖課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐的四個環(huán)節(jié)

如圖4所示，進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐，包括如下四個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)是課程開發(fā)；第二個環(huán)節(jié)是學(xué)生自學(xué)；第三個環(huán)節(jié)是課堂活動；第四個環(huán)節(jié)是反饋總結(jié)。

其中，第一和第三環(huán)節(jié)是成功進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(二)CAD機械制圖課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐的具體過程

我校在高一機電貫通班(直升大專班)第一學(xué)期、高二機電班(傳統(tǒng)班)第一學(xué)期開設(shè)了《CAD機械制圖》課，筆者在教學(xué)中的具體操作如下：

1.視頻創(chuàng)建發(fā)布

(1)視頻創(chuàng)建

課前錄制高質(zhì)量教學(xué)視頻，是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的重要條件。筆者使用“屏幕錄像專家”軟件，主要根據(jù)以下三個原則進行視頻的創(chuàng)建：①充分考慮不同班級、不同層次學(xué)生的差異情況，確定學(xué)習(xí)目標以及教學(xué)視頻呈現(xiàn)的內(nèi)容，收集素材，制作PPT課件，錄制視頻。②根據(jù)教學(xué)需要，至少提前一星期使用“屏幕錄像專家”軟件錄制視頻。錄制的每一個視頻針對一個特定的問題，時長控制在8～20分鐘，在學(xué)生注意力比較集中的時間范圍內(nèi)，符合學(xué)生身心發(fā)展特征。③錄制的視頻中只有聲音和操作步驟，不出現(xiàn)教師的形象，學(xué)生觀看操作步驟的演示、聽教師對PPT的講解，這樣注意力會更集中。并且在錄制視頻時，筆者特別注意根據(jù)知識點的不同難度，分階段錄制完成，并和后面的教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)相配套。

【視頻創(chuàng)建案例】用布爾運算法、UCS法創(chuàng)建三維實體模型圖的視頻錄制要點：打開屏幕錄像專家V2014軟件，設(shè)置好存放目錄、格式及相關(guān)設(shè)置；先對作業(yè)任務(wù)要求進行簡要分析說明；對模型圖進行組合體構(gòu)成分析，讓學(xué)生明白再復(fù)雜的圖形都是由基本幾何體疊加、切割而成；分別演示并講解長方體外形坯體及右端U形坯體的繪圖操作步驟；分別用UCS坐標法在不同方向的平面上建立要拉伸的平面圖形，用拉伸法畫出各部分需要切割的形體模型圖。將需要切割的形體模型圖移到到正確的位置點，利用布爾運算法的減法及加法，最終完成三維實體模型圖的建立。如圖5所示。

圖5 創(chuàng)建三維實體模型圖的視頻錄制案例

(2)視頻發(fā)布

視頻錄制完成后，經(jīng)過剪輯處理，筆者主要通過以下兩種途徑進行發(fā)布：

①途徑一：通過網(wǎng)上云盤、QQ、微信平臺等網(wǎng)絡(luò)工具發(fā)布視頻，學(xué)生利用U盤、移動硬盤、智能手機等終端設(shè)備儲存和分享視頻等學(xué)習(xí)資源。

②途徑二：將視頻等學(xué)習(xí)資源上傳至學(xué)校資源庫建設(shè)網(wǎng)站——“CAD學(xué)習(xí)資料”目錄中，學(xué)生以自己的學(xué)號登陸系統(tǒng)下載或在線學(xué)習(xí)。通過這種途徑，可實時追蹤登錄系統(tǒng)的每位學(xué)生課下的自主學(xué)習(xí)情況，是否觀看了視頻，是否多次重復(fù)觀看，這樣很容易鎖定學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生以及常見出錯點和學(xué)生掌握知識點的情況，以便有針對性地組織課堂教學(xué)活動。

對于那些少數(shù)家里沒有電腦和互聯(lián)網(wǎng)支持的學(xué)生，筆者為他們準備了DVD光盤，將教學(xué)內(nèi)容刻錄在光盤里，讓他們帶回家在電視機上觀看學(xué)習(xí)內(nèi)容。對那些沒有條件在家完成自主學(xué)習(xí)的學(xué)生，學(xué)校提供了支持，他們可在課余時間到學(xué)校機房進行自主學(xué)習(xí)。

2.課前自學(xué)

學(xué)生下載學(xué)習(xí)視頻資源后，根據(jù)自己的時間來安排和控制自己的學(xué)習(xí)，通過嘗試和模仿操作，從視頻中找到并掌握CAD繪圖操作步驟、流程和操作技巧方法。教師發(fā)布的教學(xué)視頻具有暫停、回放等多種功能，學(xué)生觀看視頻的節(jié)奏快慢可由自己掌握。

CAD操作繪圖過程，其實是一種人和電腦互動對話的過程。通過鍵盤或鼠標輸入一個命令或參數(shù)后，在繪圖區(qū)就會出現(xiàn)這個指令后的CAD程序運行的結(jié)果和效果，同時也會在信息欄提示區(qū)顯示當前操作狀態(tài)、提問操作者下一步要做什么。只要學(xué)生熟悉了CAD操作的通用流程和特性，觀看并模仿老師錄制的視頻操作，這樣就可以有效提高學(xué)生們自學(xué)能力和課堂教學(xué)的效果。

3.課堂活動

通過課前的視頻教程自主學(xué)習(xí)，學(xué)生對知識原理和操作步驟有了一定的理解，達到了課前的深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了知識傳遞。要真正實現(xiàn)教學(xué)目標，課堂內(nèi)還需要高質(zhì)量的教學(xué)活動，讓學(xué)生有機會在具體環(huán)境中應(yīng)用其所學(xué)，從而掌握教學(xué)內(nèi)容。相比傳統(tǒng)教學(xué)學(xué)生主要在課后自己完成知識內(nèi)化不同，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)的知識內(nèi)化主要是在課堂上通過以下互動來完成：

(1)師生互動

①設(shè)置搶答題，針對搶答出現(xiàn)的問題進行解惑。筆者根據(jù)課前反饋，對大部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)時出現(xiàn)問題的地方，進行搶答題目的設(shè)置，采用精神鼓勵和加學(xué)分、平時成績的制度措施，促進學(xué)生積極參與搶答，并對知識點作出相應(yīng)的解釋。教師再對知識點稍加點評，幫助沒有掌握的學(xué)生理解和掌握知識點。

②巡視課堂，對發(fā)現(xiàn)的問題及時指導(dǎo)。筆者根據(jù)課代表收集記錄的課前學(xué)習(xí)出現(xiàn)的疑問，以及學(xué)習(xí)平臺中實時追蹤到的學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)常見的出錯點和操作故障，安排本課教學(xué)內(nèi)容，在課堂上實施小組合作，分配任務(wù)，發(fā)放有針對性的提高練習(xí)卷，讓學(xué)生按照課前自學(xué)與組員進行討論,操作練習(xí)。教師巡視各小組的學(xué)習(xí)進展，對提出問題的小組和學(xué)生，及時進行指導(dǎo)。

③組織有相同問題的學(xué)生成立“輔導(dǎo)小組”。在課堂的另一角落為他們舉行“小型講座”，及時地給予學(xué)習(xí)問題的指導(dǎo)。通過極域電子教室，教師對小型講座里面的學(xué)生的電腦進行單獨控制，演示CAD繪圖操作步驟。這種小型講座往往大部分時間圍繞著學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，能真正實現(xiàn)分層教學(xué),使學(xué)生得到個性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

(2)生生互動

①采用“實訓(xùn)指導(dǎo)師學(xué)習(xí)模式”。具體操作是：將那些基礎(chǔ)較好、學(xué)習(xí)進度較快、最先掌握操作步驟的學(xué)生集中起來，通過極域電子教室進行監(jiān)控，對有疑問的地方稍作強調(diào)，使其成為“實訓(xùn)指導(dǎo)師”，去輔導(dǎo)操作有困難的學(xué)生。通過這種“生幫生”的小組協(xié)作互助學(xué)習(xí)方式，使學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生得到了及時的輔導(dǎo)和幫助，使“實訓(xùn)指導(dǎo)師”們的知識點也得到了鞏固。

②針對重難點,請學(xué)生在教師機上進行演示、示范操作。具體是:為使學(xué)生能更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，突破重難知識點，在一節(jié)課的后半段，根據(jù)巡視了解的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，請學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生在教師機上通過極域電子教室控制全班學(xué)生，演示重難知識點的操作步驟，教師進行言簡意賅的說明和強調(diào)。

③促進學(xué)生發(fā)展自己的合作小組。教師忙于解決部分學(xué)生的問題時，積極的學(xué)習(xí)氛圍促進學(xué)生們?nèi)グl(fā)展合作小組，互相幫助學(xué)習(xí)。學(xué)生之間的互動多了很多，學(xué)習(xí)有問題不再單純地依賴教師去解決,他們可以向掌握較快的同學(xué)請教，提升了學(xué)生成為“小老師”的滿足感。無形中翻轉(zhuǎn)課堂幫助我們形成了一種學(xué)習(xí)文化，那就是學(xué)生不再將學(xué)習(xí)當做完成任務(wù)，而是一件自我需求且有意義的活動。

表3 CAD制圖課翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式教學(xué)效果對比

4.反饋總結(jié)

為加深和鞏固學(xué)生對知識點的掌握，根據(jù)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)原則，筆者在每堂課的最后幾分鐘根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容截圖上傳情況，在線學(xué)習(xí)反饋及課堂互動情況，對本課知識的掌握情況以及全班學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，對相關(guān)知識點再次進行總結(jié)，強調(diào)，優(yōu)化教學(xué)方案，進而調(diào)整教學(xué)進度、難度，制定個別輔導(dǎo)計劃。在總結(jié)強調(diào)時，筆者根據(jù)學(xué)習(xí)反饋利用極域電子教室對全班學(xué)生進行集體輔導(dǎo)，抓住主要問題講深講透，理清操作步驟的順序，提示知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，分析問題的處理方法，挖掘不易被學(xué)生注意到的潛在問題等。

四、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)的效果

筆者在近5年CAD制圖課教學(xué)中，分別在高一機電貫通班(平均52人)、高二機電班(平均48人)交替進行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的嘗試和實踐，對比傳統(tǒng)的教學(xué)模式，取得了如下成效：

1.課堂學(xué)習(xí)效果、操作技能得到明顯提升(見表3)

2.學(xué)生溝通能力有了提高

經(jīng)過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實踐,筆者發(fā)現(xiàn)通過課堂互動,大部分學(xué)生的溝通能力有所提高。有的學(xué)生以前很少與同學(xué)溝通交流，通過這種教學(xué)模式的課堂互動，這種情況得到了改觀，能逐步與同學(xué)進行溝通，積極參與學(xué)習(xí)討論，提出自己的意見，在小組成員的幫助下完成學(xué)習(xí)任務(wù)，不僅發(fā)展、提高了溝通能力，更增加了同學(xué)之間的友誼。

3.課堂容量增大

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，由于課前已經(jīng)進行了深度學(xué)習(xí)，課堂上就解放了教師的時間，使教師有更多的時間對學(xué)生進行個性化的指導(dǎo)，相比傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生能更多掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，對知識的掌握和內(nèi)化在課堂上更能得以鞏固和實現(xiàn)。

4.學(xué)習(xí)主動性大大提高

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，隨著該教學(xué)模式教學(xué)次數(shù)的增加，學(xué)生逐漸適應(yīng)了這種教學(xué)方法后，慢慢養(yǎng)成了主動學(xué)習(xí)、自己學(xué)習(xí)的習(xí)慣。以前上課練習(xí)做得快，先做完的學(xué)生總是在“等”教師講新課、布置新任務(wù)，使用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法后，學(xué)生不會再“干等”教師，會主動按教學(xué)目標自主學(xué)習(xí)，形成了一股想學(xué)習(xí)、愛學(xué)習(xí)的風(fēng)氣，調(diào)動了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性。同時，協(xié)作互助學(xué)習(xí)模式也培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及團隊合作的精神。

五、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的反思

通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的開展、教學(xué)實踐，激發(fā)了學(xué)生對CAD學(xué)習(xí)的興趣，突出了個性化教育。讓不同層次的學(xué)生獲得了不同程度的收獲和發(fā)展。在教學(xué)過程中，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)也遇到一些困難和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下方面：

1.教師需要掌握使用屏幕軟件錄制視頻的技術(shù)、剪輯視頻的技術(shù)以及刻錄光盤的技術(shù)，這對于非計算機專業(yè)的教師來說，需要深度掌握這些技術(shù)，有一定難度，這對教師的專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。

2.部分學(xué)生的思想意識不到位，不習(xí)慣聽視頻講課。對于翻轉(zhuǎn)課堂課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，自控力不強，不夠自覺的學(xué)生，如何監(jiān)督其在課堂外自主完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，是一個需要解決的問題。

3.在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，需要小班化教學(xué)。如果學(xué)生人數(shù)太多，在課堂中教師為每位學(xué)生提供個性化輔導(dǎo)會存在困難，同時如果學(xué)生課堂紀律差，存在課堂管理難以管控的問題，也會影響課堂教學(xué)的效果。

4.在課堂互動環(huán)節(jié)，教師組織為“輔導(dǎo)小組”舉行小型講座，會受教室空間范圍的限制，很難在有限的空間里劈出一塊安靜的角落進行單獨輔導(dǎo)，從而影響一定的課堂互動效果。