摘? 要：傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢在于其知識教學(xué)的高效率，但是集體學(xué)習的高效率同時也導(dǎo)致了教師對學(xué)生個體的忽視，無法做到因材施教。翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)的教學(xué)過程進行互換，整個教與學(xué)過程的主體換成了學(xué)生，在教學(xué)活動的過程中他們主動地去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，提高了課堂質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣。文章借助超星學(xué)習通平臺以“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程為例闡述了應(yīng)用O-PIRTAS模式翻轉(zhuǎn)課堂的實際操作方法。通過翻轉(zhuǎn)課堂實踐化教學(xué)，表明該教學(xué)方法教學(xué)效果遠優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;學(xué)習通平臺;O-PIRTAS模式;“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程

中圖分類號：G423.3;TP3-05? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）02-0196-03

Abstract：The advantage of traditional teaching methods lies in the high efficiency of knowledge teaching，but the high efficiency of collective learning also leads to teachersneglect of individual students and inability to teach students in accordance with their aptitude. The flipped classroom interchanges the traditional teaching process so that students can become the main body of the whole teaching and learning process. During the teaching activities，they can actively find and solve problems，which improves the quality of the classroom and stimulates studentsinterest in learning. With the help of Chaoxing learning through platform and taking the course of “Mechanical Design Basis” as an example，this paper expounds the practical operation method of applying O-PIRTAS mode in flipped classroom. Through the flipped classroom practice teaching，it shows that the teaching effect of this teaching method is far better than the traditional teaching method，which greatly improves the teaching quality.

keywords：flipped classroom;learning through platform;O-PIRTAS mode;“Mechanical Design Basis” course

0? 引? 言

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于學(xué)生在學(xué)習本門課程時所擁有的專業(yè)知識較少，對相關(guān)機械缺少感性認識，日常生活中的實踐經(jīng)驗也不足，再加上課程本身理論性強，實踐性要求高，導(dǎo)致教師在課堂上的教學(xué)效率較低，部分知識點需要多次講解，才能完全講透。然而學(xué)生分析問題、解決問題的能力直接影響機械設(shè)計，同時也影響設(shè)備質(zhì)量。教師認為借助超星學(xué)習通平臺采用翻轉(zhuǎn)課堂方式進行教學(xué)，讓學(xué)生在課前自主學(xué)習相關(guān)知識，教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進行探究并進行拓展性學(xué)習，就能有效提高課堂效率。教師希望通過翻轉(zhuǎn)課堂模式，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生之間進行相互合作學(xué)習，將學(xué)習的主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生之間分享各種不同的觀點，從而加深對平面連桿機構(gòu)相關(guān)知識的理解，提升設(shè)計能力。“平面四桿機構(gòu)的運動特性”是機械工程學(xué)院專業(yè)基礎(chǔ)課程“機械設(shè)計基礎(chǔ)”的一個主題?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”是機械類專業(yè)的一門必修課程，內(nèi)容主要包含機械原理與機械設(shè)計兩大部分。主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握各種機構(gòu)的工作原理，運動分析的方法，適用場合，通用零部件的失效形式及一般的設(shè)計步驟和方法，常用零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。它不僅具有較強的理論性，而且具有較強的實踐性和應(yīng)用性。通過對本門課程的學(xué)習，學(xué)生在機械設(shè)計中，能夠合理選擇機構(gòu)的形式，準確分析零件的受力情況，采用正確的設(shè)計計算方法，熟練應(yīng)用計用圖表，合理選擇材料，合理設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習和今后從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。

本次課程教學(xué)對象為本科材料成型及控制工程專業(yè)大二學(xué)生，班級人數(shù)為32人。該班的學(xué)生科學(xué)文化知識基礎(chǔ)好，自主學(xué)習意識和能力較強，也具備一定的信息獲取能力。因此，該班適合開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。另外，班級人數(shù)適中，教師能夠兼顧小組間的協(xié)作交流并給予個性化的指導(dǎo)。學(xué)校也為實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了有力的支持，基本的硬件與軟件設(shè)施（超星學(xué)習通在線教學(xué)平臺）均已向師生提供。因此，可以保證本門課程翻轉(zhuǎn)課堂的有效開展。

下面以“平面四桿機構(gòu)的運動特性”為例，介紹本課程如何通過實施O-PIRTAS模式進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

1? 教學(xué)實施過程

1.1? 確定教學(xué)目標

一門課程需要確定該課程的教學(xué)目標（O），而一堂課則需要確定具體的教學(xué)目標。教學(xué)目標也就是學(xué)生在學(xué)習后需要達到的目標，它對整個教學(xué)活動過程具有統(tǒng)領(lǐng)作用。明確教學(xué)目標是實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的首要環(huán)節(jié)和先決條件。本主題的知識性教學(xué)目標為：理解并識別平面四桿機構(gòu)的急回特性、傳力性能、死點位置。本主題的能力性教學(xué)目標為：通過急回特性、傳力性能及死點位置相關(guān)知識的講解，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新意識。通過確定教學(xué)目標對教師的教和學(xué)生的學(xué)提供了要求和學(xué)習的目標。

1.2? 課前準備活動

課前準備活動（P）主要是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習的動機及準備相關(guān)的認知基礎(chǔ)。對于本課程的學(xué)生來說，他們迫切想要了解機械設(shè)計的相關(guān)設(shè)計理論，具備較強的學(xué)習動機。但是由于本主題的知識需要具備較強的各科知識的綜合運用能力，而學(xué)生的生產(chǎn)實際閱歷幾乎為零，因此在學(xué)習本主題內(nèi)容的時候會出現(xiàn)困難。

基于上述考慮，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習平面四桿機構(gòu)特性的動機，教師借助超星學(xué)習通平臺上傳遴選到符合學(xué)生學(xué)情及教學(xué)內(nèi)容要求的學(xué)習視頻。重點介紹平面四桿機構(gòu)在生產(chǎn)實踐中的實際應(yīng)用，比如牛頭刨床、慣性篩、縫紉機踏板機構(gòu)中的應(yīng)用，強調(diào)平面連桿機構(gòu)的重要性。為了準備相關(guān)的認知基礎(chǔ)，教師引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗出發(fā)，借助日常生活中的現(xiàn)象進行直觀感知、積極思索，認真觀察并思考教師提前準備好的課堂問題，深化對知識的理解。

1.3? 課前教學(xué)視頻

課前教學(xué)視頻（I）的學(xué)習主要是采用線上學(xué)習的形式，通過學(xué)生自學(xué)完成，目的是實現(xiàn)知識性的教學(xué)目標。本門課程用到的平臺是超星學(xué)習通平臺，課前教師遴選優(yōu)質(zhì)視頻上傳到平臺中，如圖1所示。

1.4? 課堂視頻回顧

學(xué)生完成線上視頻學(xué)習之后，就進入到線下課堂學(xué)習。教師首先進行課堂視頻回顧（R），并對相關(guān)內(nèi)容的重點進行強調(diào)，比如急回具有方向性，死點產(chǎn)生條件等。

1.5? 課堂知識測試

回顧完視頻內(nèi)容之后，教師利用學(xué)習通在線平臺通過課堂知識測試（T）檢查學(xué)生課前視頻學(xué)習的效果。教師首先設(shè)計基礎(chǔ)性的題目考查學(xué)生課前是否學(xué)習了教學(xué)視頻。此外，教師設(shè)計了比較難的題目，考查學(xué)生通過視頻學(xué)習對急回特性這一知識難點的掌握程度。例如：擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的極位夾角和導(dǎo)桿的擺角是什么關(guān)系，如圖2所示。

1.6? 課堂活動探究

翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢是使課堂時間用于深層的活動參與和有意義學(xué)習。在課堂問題解決之后，教師設(shè)計兩個課堂活動進行探究（A），以實現(xiàn)本主題的能力性教學(xué)目標。學(xué)生通過探究環(huán)節(jié)，更加深層次的理解急回特性與死點位置，更重要的是學(xué)會利用急回特性及死點位置解決生活中的實際問題。

1.7? 課堂總結(jié)提升

最后，教師對課程內(nèi)容進行總結(jié)和提升（S）。教師希望同學(xué)們能廣泛涉獵有關(guān)四桿機構(gòu)的應(yīng)用。最后布置課后作業(yè)，預(yù)告下節(jié)課學(xué)習的知識點。

2? 反思與總結(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂總體來說分為課前信息接收、課中消化吸收、課后應(yīng)用提升三個實施階段。三個實施階段都以學(xué)生為主體，教師積極做好學(xué)習引導(dǎo)。翻轉(zhuǎn)課堂打破了原有傳統(tǒng)教學(xué)的課堂教學(xué)模式，利用超星學(xué)習通平臺進行教學(xué)信息的傳遞，增加了線上教學(xué)的“陪伴度”，突出了學(xué)生的主體地位及教師的主導(dǎo)作用。經(jīng)過兩年的實踐證明，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)是可行并有效的，學(xué)生全部參與到課堂教學(xué)中，大大降低了上課低頭族的數(shù)量，學(xué)生對課程教學(xué)的滿意度也逐年升高，同行及校院兩級督導(dǎo)人員聽課評價也極高，學(xué)生的課程成績相比傳統(tǒng)教學(xué)有明顯提高，后續(xù)的課程設(shè)計不及格率為零。

2.1? 課前線上教學(xué)資源的選取是關(guān)鍵

學(xué)校為教師提供方便穩(wěn)定的在線教學(xué)平臺是實施翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)，而優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是提高教學(xué)效果的保障。目前我校為全校師生提供了超星學(xué)習通平臺及智慧樹平臺，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是在學(xué)習通平臺上建設(shè)的課程，平臺課程資源界面如圖3所示。

為了尋找更加適合優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，課程組在建課過程中，首先構(gòu)建出本課程的章節(jié)知識樹，并針對各知識點進行資源的采集和制作，如緊密圍繞知識點，結(jié)合當前的新技術(shù)對教學(xué)案例進行精編精選、從精品課程或者其他教學(xué)資源選擇或者錄制教學(xué)視頻等。在上課前把整理好的教學(xué)資源上傳至學(xué)習通平臺供學(xué)生課前預(yù)習，并且要求學(xué)生在自學(xué)的過程中完成一定的任務(wù)點。教師通過平臺對學(xué)生的學(xué)習情況進行監(jiān)控并及時反饋。

2.2? 課中講解探討是加深

在課程教學(xué)中，課堂活動探究部分是有效利用課上時間讓學(xué)生深層次參與課堂學(xué)習中進行有意義的學(xué)習活動的重要環(huán)節(jié)。當然這個環(huán)節(jié)對于教師而言是一個重大挑戰(zhàn)。教師首先需要設(shè)定課上要討論的問題，以實現(xiàn)前面制定的能力性的教學(xué)目標。另外，課中的教學(xué)方式也需要斟酌，比如什么情況可以采用小組合作學(xué)習、基于項目的學(xué)習或者基于問題的學(xué)習，甚至基于游戲的學(xué)習等。爭取每堂課讓學(xué)生能清楚要實現(xiàn)的目標，讓學(xué)生們帶著任務(wù)和思考進入到學(xué)習當中，教師做好整個課堂的引導(dǎo)。在引導(dǎo)的過程中根據(jù)學(xué)生對知識掌握的具體情況逐步對問題進行分析，總結(jié)出要點，便于學(xué)生參考。再次，各小組根據(jù)學(xué)習任務(wù)展開討論，完成自己的任務(wù)分析;最后，教師及每位學(xué)生、每個小組根據(jù)完成任務(wù)的情況進行總結(jié)，指出在學(xué)習中存在的問題并進行分析，爭取做到最好。

2.3? 課后實例設(shè)計是應(yīng)用

課后的設(shè)計實例是落實學(xué)習效果的一個手段，如果學(xué)生可以利用課堂上所學(xué)的知識對要設(shè)計的實例進行分析、計算、討論直至能夠獨立完成設(shè)計，并將設(shè)計成果（包括簡圖繪制、自由度計算及制作的模型）上交，這就證明教學(xué)效果不錯，反之，師生均需反思及尋找原因加以及時改進。教師批閱完成學(xué)生的學(xué)習成果后，學(xué)生可根據(jù)教師的意見對自己的作品進行再次完善，最后形成最終的設(shè)計作品。在課后整個設(shè)計過程中，學(xué)生將學(xué)到的知識進行實際應(yīng)用，一方面增強了學(xué)生的實踐動手能力，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識。

3? 結(jié)? 論

總的來說，在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程兩年的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐中，我們通過不斷地嘗試、改革和實踐，逐漸完善了課程教學(xué)的每個環(huán)節(jié)。使用O-PIRTAS模式進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，為教師有效實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了一個操作性強的方法，使用該模式，課堂時間變得十分緊湊、高效;學(xué)生學(xué)習比較主動，學(xué)習投入更多，學(xué)習能力也明顯提高，對“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的理解也達到了比較深層的水平。

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作者簡介：孔佳利（1986—），女，漢族，山東德州人，副教授，碩士，研究方向：機械設(shè)計及理論。