基于微课的机电一体化课程翻转教学方法研究

◆张帆

基于微课的机电一体化课程翻转教学方法研究

◆张帆

针对机电一体化课程的教学需要，提出基于微课的机电一体化课程翻转教学框架，给出在该框架下进行教学设计的基本原则，并设计机电一体化课程的微课化翻转教学的教学流程与实施方式，为机电一体化课程教学改革提供一种新的思路。

微课；机电一体化；翻转教学

10.3969/j.issn.1671-489X.2015.24.004

1 引言

信息技术的快速发展改变着人们获取知识的途径和手段，加快了信息的交流和传播。这种信息爆炸的现象不仅在改变人们的生活与社会的发展，也在改变着教育的方法与手段，尤其是对作为教学“第一现场”的传统课堂产生了剧烈的冲击，课堂教学的手段、形式和目标都在发生变化。从十几年前开始普及的电子化教学，到现在的翻转教学理念，都是这种冲击的具体表现。时代的改变促使教育工作者必须改革传统课堂以迎接信息时代的挑战［1-6］。本文以高等工科专业教学中的机电一体化课程为研究对象，探讨该课程翻转教学的设计原则和实施方法，并给出课程的教学设计方案，为该课程的翻转教学尝试提供依据。

2 基于微课教学的翻转教学体系框架

翻转课堂是起源于美国科罗拉多州林地公园高中的一种新型教学理念与模式，它通过在网上发布录制好的教学视频等教学资源，让学生在家中可以自主学习，从而将课堂教学时间解放出来，通过课堂作业、讨论和答疑等新型课堂交互教学形式，检查学生的学习效果，并解决学生的问题和疑惑。这个教学模式受到广大学生和学校的欢迎，被称为本世纪影响课堂教学的重大教学变革，受到全球教育界的广泛关注。

该教学模式的重点是其将教学过程从传统的教师传授转换为学生自学，这样将教学过程的推动力由教师变为学生，更容易激发学生的学习热情。但是由于不同学生的学习能力不同；众多教学资源的制作和组织、发布仍然由习惯于传统教学方法的教师来完成，因此，翻转课堂教学模式的实施方法是其进一步得到推广和发展的关键。

翻转课堂教学模式实施的关键是充分利用信息技术手段，构建信息化的网络教学环境；并通过重新规划和设计课前、课内、课后的各种学习活动过程，提高学生的学习效率和质量。在翻转课堂教学实践中，以萨尔曼•可汗等美国教育专家推出的微课教学方法取得很好的教学效果。微课教学是一种在线提供时长5～15分钟的教学视频资源作为学生自主学习内容的网络教学方法［2-5］。与传统常规授课方法不同，微课的视频内容常用以讲授单一知识点或某个教学问题，因此视频时间很短，一般在学生知识接收的生理极限之内，更便于调动学生的学习兴趣，充分利用零散时间学习，开展自主学习使学习效果可以得到最佳化。目前，微课教学已经在基础教育和一些技能教育实践中取得很好的效果，但在高等教育的专业课程中如何实施仍处于研究尝试中。

进行机电一体化课程的翻转教学设计，首先要构建课程实施的教学体系框架，如图1所示。与传统教学方式不同，基于微课教学的翻转教学中教师的大部分教学活动需要在课堂之外进行，教师进行知识传授的方式也要从面对面直接传授的课堂教学模式，改为借助微课等多媒体工具简介传授。首先，在课堂教学之前增加教学资源的制作与发布环节；并且在网络上发布的微课教学资料与传统的多媒体教学课件不同，需要更符合学生自主学习使用，便于学生认知和掌握课程的知识要点；在传统教学中占主导地位的课堂教学将被削弱，教师在课堂教学中主要起到引导、答疑和评估的作用，帮助学生提高学习效率和质量。

3 基于微课教学的翻转教学设计原则

由于基于微课教学的翻转教学的新特点，在教学设计时需要注意以下的设计原则。

微课内容短小化 在基于微课的翻转教学设计上要遵循人们认知和学习的一般规律。研究表明，人们的知识获取的持续时间一般在6～7分钟，超出这个时长，大脑接受信息的专注度和效率会迅速下降。因此，在知识点分解和微课视频制作时一定要注意时长的控制。

图1 基于微课的翻转教学体系框架

微课内容表达方式的多元化 微课视频的制作手段简单方便、丰富多样，可以根据教学内容的需要构架适合的教学场景，从而使教学更加直观易懂、生动形象，以学生喜闻乐见的形式提高学习自觉性、积极性和学习质量。

教学资源内容更适合自主学习 在基于微课教学的翻转教学中，学生作为学习的主体自主把握学习进程。因此在教学资源制作时，必须要保证其内容的完整性和连贯性，使不同学习能力的学生都可以通过这些教学资源顺利掌握课程知识要点。可以考虑组织课程组，由多个教师合作来完成教学资源的制作，使教学资源的教学风格更符合学生学习的习惯。同时在教学资源中需增加学习过程的指导内容，便于指导学生顺利高效地按时完成自主学习。增加学习效果的考核评估内容，帮助学生自我检查学习成果，方便教师在课堂教学中进行引导。

教师翻转教学效果评估与改进中的主导地位 在翻转教学中，教师的课堂教学过程被弱化，但不等于教师在教学过程中的作用被弱化，教师在教学过程中影响教学的手段需要随之改变。教师通过教学内容的设计和教学过程指导内容的描述来引导教学，虽然手段间接化了，但责任更重了。同时，教师还应注意在教学过程中通过相关的检查和评估手段不断了解学生的学习效率和效果，加以及时的指导；并在课程结束时对教学进行总结，以便在下一节授课式改进教学形式和手段，增强教学效果。

基于微课的翻转教学实践仍应遵循教育和学习的一般规律 基于微课教学的翻转教学的教学实践涉及教学设计和实施两个方面，其中网络教学环境的建设和课堂教学过程的实施是其教学实践的基础和关键，在这些教学活动中仍和传统教学一样，需要按照人们认知和学习的一般规律来进行。必须充分考虑学生的实际学习能力和内容教授方式的匹配，在教学过程中及时发现问题，及时加以改进。

4 基于微课的机电一体化课程翻转教学设计

机电一体化课程是机电专业的一门专业核心课程，前导课程涉及机械设计、电工学、检测技术、微机原理、控制工程基础等多门专业课程，对学生的专业基础要求高、专业知识面要求宽，学生需全面理解课程知识点，并能够灵活应用，才能较好地达到课程学习要求。

传统教学以教师理论讲解相关知识点和设计分析方法，学生按要求在课后通过部分作业练习理解和掌握知识点。但由于涉及知识面较多，常常出现教师在黑板、PPT上讲授、演示，学生却听得云里雾里。虽然机电一体化课程教学改革提出“在做中学、在学中做”的要求，在目前课时量不断被压缩而授课内容不断推陈出新并日益增加的情况下，用传统的教法明显已难以保证教学质量的提升。通过基于微课的机电一体化课程翻转教学模式，可以将教学工作的重点从教师的讲授转换为学生的自主学习，从而调动学生学习的主动性；把教师从不断重复的教学过程中解放出来，通过不断研究教学的形式与过程，改进教学方式和手段，增强教学效果。下面介绍基于微课的机电一体化课程翻转教学模式中课程的教学流程及实施过程设计。

课程教学内容的分解与学习进度规划 教师在课程教学资源制作之前，首先，要根据教学大纲确定课程教学所涉及的全部知识点和学习过程中的难点、重点。机电一体化技术涉及机械结构、检测系统、数字控制器、接口技术、驱动技术等知识内容，因此，教学内容分解就需要在此基础上细化知识点，并注意与其相关前导课程的教学内容衔接。其次，制定各知识点教学微课表达手段和制作方案，比如：新型机械结构的介绍用三维动画，能够更好地展示其工作原理与性能；电路分析则需要将工作原理动画与性能公式推导相结合，更容易让学生理解和掌握其设计计算的本质。最后，拟定学生的学习进度指导书，引导学生制订学习计划；确定学生自主学习过程中的评估点，安排检测评估的方式与时间。

教学资源的制作与发布 根据课程设计得到的全部知识点，组织任课教师搜集教学的多媒体资源，进行整理和完善。目前网络上的专业教学资源非常丰富，充分利用这些资源可以提高教师的工作效率、降低教学成本；但这些教学资源往往是针对不同学校的不同课程，因此需要根据自己的课程教学需要进行适当的修改和完善才能使用。同时要想增强教学效果，适应微课教学的需要，还需要根据学生知识接受的习惯和爱好，自行制作相关微课视频内容。

将制作好的机电一体化全部知识点微课视频、部分知识点相关的多媒体资源、学习进度指导书和机电一体化课程练习题、自测试题等教学资料上传至学校网络教学综合平台，通过该平台的管理功能控制教学资料的发布与访问权限，进行教学进度的管理。学生可以通过台式电脑、笔记本电脑、手机等多种终端自主观看微课视频和其他多媒体教学资源，并完成学生工作页上相关引导问题及学习笔记，同时学生也可以在该平台上讨论问题，分享学习体会。

课堂教学 基于微课的翻转教学的课堂教学与传统教学模式不同，重点不再是教师对知识的讲授，而是用来完成对学生自主学习的引导、答疑、讨论和检测。因此，课堂教学活动的形式将变得更加多样化。教师在课堂教学时需要定期对学生的学习进度进行引导，并通过课堂或网络的测试检查学生的学习效果，及时指出并纠正学生自主学习中出现的问题。也可以将从网络交流中收集到的学生反馈问题进行集中性解答，并组织学生针对这些问题进行讨论，从而促进学生对知识点的掌握和灵活应用。或者在课前布置课堂讨论的典型案例，让学生以小组为单位进行准备。在课堂上组织学生进行交流讨论，锻炼学生活用知识和团结协作的能力；在学生交流讨论过程中，教师在一旁协助并适时引导和点评，帮助学生领会课程知识的应用。

基于微课的翻转教学的课堂教学的学时安排也应有所变化，应给学生留有足够的时间进行自主学习，因此可以将部分课时削减，以自习课的形式交由学生自主安排；同时注意在课程初期应适当安排课堂教学学时，既保证学生有足够的时间自主学习，掌握足够的课程知识点，又不会因为学习内容的不适应影响学习的效率和效果。在机电一体化课程教学过程中，根据课程的知识领域设置里程碑式的课程节点，通过课堂检测和讲评进行阶段性学习进度和效果的检查，促进学生进行学习进度的把握。

课外的交流与测试 由于基于微课的翻转教学以学生的自主学习为主，因此要保证学生在设定的学习时间内完成学习，不能像传统教学那样通过课堂教学进度的把握来保证教学进度的完成。虽然课堂教学节点的测试检查可以督促学生按时完成相关内容的学习，但是课外的引导、讨论、交流与检测分析仍然非常重要。因此，网络化教学平台的建设是课外教学跟踪和教学研究改进的基础。在网络教学平台上学生可以针对自学过程中遇到的困难和课堂上没有解决的问题向教师进行询问，这样能够及时解决学生学习中存在的疑惑，并有利于教师归纳教学中的普遍问题，从而为课堂教学和教学改进提供对象。教师根据学生线上表现和测试结果，及时调整课堂教学内容的安排，挖掘教学过程中的共性问题，从而不断改进教学手段与方法，帮助学生提高学习效率与质量。

5 总结

通过基于微课的机电一体化课程翻转教学方法的研究，发现以微课来贯穿整门课程的翻转教学，改变了传统课堂教学以教师讲授为核心的教学活动组织形式，变为以学生自主学习为核心。采用移动互联设备充分利用碎片化时间进行学习，可以极大地提高学生学习的自主性，并将教师从繁重、重复的课堂教学中解放出来，更多地关注课程教学的方法与教学的效果。这样必将推动机电一体化课程改革的进展，提高机电一体化课程的学习深度和效率，对于新环境下的大学专业课程教学具有实践指导意义。■

［1］陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究［J］.现代教育技术，2014（2）.

［2］温萌，鲁兴梅，等.基于微课的翻转课堂教学模式在护理教学中的应用探索［J］.卫生职业教育，2015，33（13）:76-78.

［3］张一川，钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展［J］.远程教育杂志，2013（6）:26-28.

［4］吴良芹.基于微课的汽车检测与维修专业教学改革探讨［J］.机械职业教育，2015（1）:30-31

［5］刘邦奇.基于微课的高校信息化教学策略与应用研究［J］.中国信息技术教育，2015（11）:114-116.

［6］陈怡.基于混合学习的翻转课堂教学设计与应用研究［D］.武汉:华中师范大学，2014.

Research on Flipped Classroom Teaching Mode in Mechatronics Course with Micro Class

ZHANG Fan

Aiming at the needs of mechatronics course， this paper pre sents a frame of ipped classroom teaching mode in mechatronics course with micro class. Then the principles of teaching designing are given， and the teaching processing and implementation method of flipped classroom with micro class in mechatronics course is designed. A new way is provided for the mechatronics course reform.

micro class； mechatronics； ipped classroom

G642.4

A

1671-489X（2015）24-0004-03

作者：张帆，扬州大学机械工程学院讲师，博士，研究方向为机电一体化技术、数控技术等（225127）。