高职机电类专业基础课程翻转课堂教学模式改革实践

朱节宏　谢述双　卢运娇

【摘 要】本文以“液压传动”课程为例论述高职机电类专业基础课程翻转课堂教学模式改革，从教学知识内容的重构、教学资源的制作与上线等方面阐述翻转课堂教学模式的设计，以知识点“齿轮泵”为例通过课前预习、课中分组讨论、课后拓展等步骤介绍“液压传动”翻转课堂“标准化”教学模式的实施过程。

【关键词】高职电类专业基础课程  翻转课堂  教学模式  液压传动  教学改革

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）10C-0071-04

翻转课堂教学模式是一种基于信息技术与教学内容、教学方式方法的深度融合，通过对传统教学模式的变革，从而实现信息技术有效支撑并促进技能型创新型人才培养的教学模式。它是教育教学改革和信息化教学的重要组成部分。翻转课堂教学涉及的具体工作包括课程知识内容的重构、教学流程和教学方式的重构、教学资源（课程视频、作业练习）的呈现方式及学习评价方式。在“互联网+”背景下，作为教学创新的一种模式，翻转课堂教学更加强调的是一种个性化学习、自主性学习及混合式学习方式的有机结合，这也是技术应用型人才培养的有效手段之一。

一、高职机电类专业基础课程教学与翻转课堂

机电类专业基础课程是为学习专业知识和工程技术技能奠定基础的课程。作为专业课程学习的基础，专业基础课程在整个课程体系中具有上下衔接的作用。具体对机电类专业来说，该课程旨在让学生理解掌握机械原理、工程材料及热处理、机加工工艺及设备、材料成型、电工电子、电气自动化控制和液压气动等系列的工程技术基础知识和学科前沿技术，具备较强的自主学习能力、工程问题解决能力及创新精神。

在培养高素质劳动者和技术技能人才的职业教育改革大环境下，高职机电类专业基础课程的教育教学中，理论学习和实践锻炼同样重要。目前，北海职业学院机电类基础课程和专业课程的教学基本上都在推行理实一体化教学模式，或先讲理论后开展实训，或先开展实训后讲理论。在实际的教学实践中发现，大部分的课程，學生对理论讲授内容学习的自觉性严重不足，理解接受程度也较差，这极大地影响了实训活动的开展和质量，整体教学效果不佳，对学生职业能力的形成也是相当不利的。从这一点上讲，教师必须充分认识理论学习的重要性，重新审视或者改变原有的教学方式和评价考核办法，从丰富教学内容组织形式，保证学生主动参与、自觉学习角度入手，多途径地思考如何提高课堂的学习效率。以“液压传动”课程为例，液压基础知识、液压元件结构原理、液压控制技术、行业技术规范及前沿技术等理论部分的学习可以安排在课堂外，通过慕课、社交媒介及各种视频平台，以微课形式向学生推送，教师通过结果性的评价有效督促学生，让学生随时随地、通过自由轻松的形式，自主自行地、按质按量完成学习和相应的自检练习，教师会及时获取相关的结果性评价和反馈，适当调整教学设计和教学计划，因材施教，这是引入翻转课堂教学的主要目的之一。

二、“液压传动”课程翻转课堂的教学设计

教学设计是一种教学计划和教学过程的设想，由教师根据专业人才培养方案、课程标准及教学对象的特点，将教学目标、教学重难点、师生互动方式方法、课堂教学步骤及课后作业等方面的内容进行合理的编排组合后形成的。教学设计是一种教学原理的转化、计划性和决策性的活动，这种活动的目的就是为了更好地激发教学对象的学习兴趣，获取知识与提高专业技能。

跟传统的课程教学设计相比，翻转课堂的教学设计要求教师必须整体把握学科及课程在整个专业人才培养方案中的地位与作用，将人才培养标准所需掌握的知识及技能分解投射到课程的实际教学内容与课堂内外的活动，并形成一系列教学辅助课件、微课学习视频、动画、理论测评要求及实践测评要求。有了这个课堂翻转的课程资源前提，再交叉结合启发式、探究式、参与式、合作式等课堂教学方式，让学生充分自主形成习惯，实现课堂内外学习及教学管理的合理高效搭配，教学质量的提升自然水到渠成。

（一）“液压传动”课程知识内容的重构

现代职业教育是服务经济社会发展需要，面向经济社会发展和生产服务一线，培养高素质劳动者和技术技能人才并促进全体劳动者可持续职业发展的教育类型。随着我国经济社会发展进入新的阶段，经济结构调整和产业升级不断加快，大国工匠、能工巧匠靠的还是高技术高技能，这种技术技能型人才需求的巨大“缺口”，未来将由职业教育大力培养填补。培养高素质劳动者和技能型人才，服务发展，促进就业创业，从适应时代发展要求出发，具体到专业基础课程上，课程知识内容重新合理的构建尤其重要。

“液压传动”是高职机械、机电、电气及汽修等工科专业的专业必修基础课程。该课程强调实践技能锻炼的重要性，特别是涉及液压元件拆装，液压基本回路的控制设计、组装验证实验，典型液压系统的分析，实际工程机械、工程车辆及工业机床等液压系统的维护保养、故障诊断及维修，都要在课程教学内容中重点体现。结合现有课程资源、教学实验装置及相关液压主机设备，本课程以高素质技能型人才培养目标为宗旨，进行了合理的教学设计，融入液压行业生产实际，在原有机电类课程通识的理实一体化教学中，着力课前课后的布局，课堂任务的丰富可操作，实践操作技能的强化，开展了“液压传动”课程知识内容的重构。

“液压传动”课程课堂教学内容的重构，主要脉络分为液压基础理论、流体基础实验、液压元件的认识拆装、液压基本回路实验、典型液压系统认识分析及液压系统的设计计算（课程设计）等六个部分，每个部分对应着理论学习和实际实验、操作实训及演示装置的制作任务。理论学习部分具体分为：液压元件结构及工作原理、流体力学基础、液压原理图组成及分析、液压基本回路、现代液压控制技术及工业实际应用拓展知识。课堂实际操作、课后实验、实训或装置制作内容主要有液压演示机构制作、液压元件拆装、流体力学实验、液压基本回路组装调试、主机液压系统认识拆装及液压传动课程设计等。在课堂内外教学实际管理当中，针对每一个教学内容点，可以采用课堂演示、辩论抢答、分组讨论、虚拟仿真演示和生产见习等形式。

（二）“液压传动”课程教学资源的制作与上线

“翻转课堂”作为“以学生为中心”的教学模式，是以教师提供课程知识点短小精悍的教学短微视频为基础，辅以知识点的微课件、在线练习题及其他可视化教学资源，学生在上课前观看学习微视频和完成相关练习，课堂上进行平等对话、参与式合作式的师生互动与团组学习，通过分组讨论、团队协作和教师引导解决相关的知识疑难，完成既定的课堂学习任务，达到知识的理解与技能的掌握。在整个教学过程中，从提高学生解决问题的能力、课堂的教学效果和学生的获得感出发，鼓励学生积极参与、主动大胆地思考。

要很好地实现翻转课堂的教学，教师扮演着“服务者与引导者”的角色，关键内容之一就是课程教学资源的制作，在移动互联的大环境下，还必须做好教学资源的上线和更新。“液压传动”的教学资源包括课前、课堂和课后三个部分。课前部分主要是知识点短微视频、微课件和预习性练习，具体要做到1学时1微课（至少是1学时1微课，有的内容会有多个微课），微课知识点包括液压系统的组成原理、液压系统的工作介质、帕斯卡定律、伯努利方程及液压系统的能量损失等，不一一列举;课堂部分是演示类元件动画、主机设备数模、操作演示、故障诊断、维修保养和课堂作业，这里的演示包括液压元件内部结构动画、液压基本回路及典型液压系统动画、主机液压系统三维数模等;课后拓展性的学习内容主要是行业技术前沿动态、企业生产生活情况及无命题、开放式的课程资源，类似液压与工程机械、液压与航空航天、液压与工业机床、液压与矿山机械、液压与农业机械等，或微课或课件或动画，课后每节的学习内容同样包括在线作业，学生自主完成并直接反馈。该课程计划安排32学时，每个学时都配有具体的学时教案、课件、微视频及在线练习，课堂学习内容（课堂教学执行任务方案）以“学生课堂手册”体现，课前课后学习内容则全部移动在线。

也就是说，以上课程教学资源的微视频、微课件、动画、数据数模、配套练习的文档图片等，都会上传到网络，在每次上课前和上课后，教师都会推过微信公众平台进行推送所对应的课程内容，学生则利用课外时间自行学习，完成相关的练习（扫二维码的形式）、按要求准备或总结相关的上课材料，便于在课堂上进行统计、提问、分享、讨论与开展实验实训，以更好地达到课堂的教学目标。

三、翻转课堂教学模式的實施

（一）翻转课堂教学模式实施的总体思路

翻转课堂的教学实施过程，是教学内容的课前传授与自主学习，课堂的管理、提问、解疑与任务式的分组讨论、实验、实训或总结分享，课后拓展巩固知识的传递与自主学习。学生课前课后学习的自主性、课堂任务的参与度、教学课堂的管理能力是影响整个课程翻转课堂正常开展和教学质量的重要因素。

“液压传动”课程在高职专业的学习要求，侧重性与本科专业会有所不同。围绕着“传承技术技能，促进就业创业，培养高素质技能型人才”的高职人才培养目标，“液压传动”翻转课堂教学实施，坚持以学生学习能力、个性特点的有效了解和评估为基础，以学习内容可控可操作、难度适中和紧贴实际为标准，按质、按量、按时地执行课程教学进度要求。

（二）翻转课堂教学模式实施的具体过程

为了规范执行课堂教学进度要求，本课程根据教学设计制作了“教师课堂工作手册”和“学生课堂工作手册”，作为教师与学生课堂工作的依据。“教师课堂工作手册”是规范教师在课堂内外的教学，以及对课堂教学效果的记录和重要的课后教学反思;“学生课堂工作手册”是一本按照教学设计及具体的授课计划，将各个教学内容任务化的学生工作执行方案，里面包括实训报告和课堂练习。本课程翻转课堂实施过程主要是下面三个基本环节。

1.课前，教师将每次课讲授的内容（视频、课件、练习、学习要求等），通过网络或社交平台向学生推送并接受反馈，学生通过移动客户端自行学习，完成练习，并根据上课要求做好相关准备工作。

2.课堂上，学生通过分组，由组长组织组员根据“课堂工作手册”要求，分析讨论、实际操作，完成相应的报告、实验、实训及总结分享，教师是任务过程的引导、解疑及课堂工作有序开展的管理者。

3.课后，教师将与每次课相关的拓展知识（实际生产及应用、技术前沿消息或文献），又通过网络或社交平台向学生推送，学生利用课余时间自行学习，以达到对课程、行业、相关职业的进一步了解与认识。

下面以知识点“齿轮泵”为例，课堂时间为两节课共80分钟，介绍“液压传动”翻转课堂“标准化”教学模式实施的过程，如表1所示。

这种标准化、程式化的翻转课堂教学模式的应用，是整个“液压传动”翻转课堂教学模式改革的重点工作，但也只是改革的第一步，这一步是为了把学生从“满堂灌”中解放出来，提供一种更加轻松、便捷和有效的理论学习的途径，让他们在实际操作工作中主动参与，积极思考，逐渐形成良好的作业习惯和团队合作的意识。

四、翻转课堂课程教学效果评价及考核

（一）课程教学效果评价及考核（常规）

课程教学效果评价的目的在于提升学生将所学知识转化为服务于实际工作的能力，提升这种能力是技能型人才的培养目标之一，同时也是“液压传动”翻转课堂教学模式改革的主要方向。传统的课程评价内容僵化、形式单一和缺乏结果分析反馈（教学难以相长），“液压传动”课程有针对性地、重难点突出和多点覆盖地开展多元化的客观教学效果评价，这很大程度上增加了教师的工作量，对教师综合素养的要求也是一种挑战。

不管是通过理论、实践或“理论+实践”的方式，课程教学效果的评价就是检查学生对知识和技能的理解与掌握程度，评价的结果分析是教师进行教学反思、教学创新和自我提升的主要依据之一。“液压传动”课程是专业基础课程，课程的考核指标包括平时成绩（占60%）和理论成绩（占40%）两个部分。平时成绩指标细化为出勤成绩、课前练习（准备）成绩、课堂学习（任务）成绩和课后拓展练习成绩，基本上每一个短微视频、微课件和课堂任务的学习训练都会有一次成绩记录，自主学习内容成绩计入个人成绩，分组任务成绩由组长协调好成绩分配再计入个人成绩，最后的个人平时成绩是一个由多组数据构成的加权分数（计入个人最终平时成绩的统计数据，大约120组/人），以达到对课程整个学习过程的客观统计。在课程平时成绩统计过程中，实行的是专业所有班级的整体评价，最高100分、最低0分（由统计函数控制），全体学生成绩关联滚动（关联公式由统计函数控制），也就是说，每加一次任务成绩，全员成绩都会发生浮动。理论成绩是期末的课程理论考试的卷面成绩，主要考查学生对液压传动基本理论、液压元件的结构原理、液压系统的设计计算及分析等内容的掌握情况。

（二）课程教学效果评价及考核（创新能力角度）

提升高职学生创新能力是现阶段我国高等职业教育的内在要求，是高等职业教育服务“中国制造2025”的有效保证，将学生的创新意识培养和创新思维养成融入教育教学全过程，按照高质量创新创业教育的需要进行有效的教育教学改革，促进专业教育与创新创业教育有机融合，是高职院校专任教师的重要职责。上述讲的是常规的教学考核评价过程及方法，下面将根据成果导向教育理念探讨学生创新能力的评价。

“液压传动”是以液体作为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式，其应用于生产生活，与微电子、计算机的结合日趋紧密，教学要求强调学生实践操作技能的锻炼和创新能力的培养。如何做好课程学习成果的设计将是关键，而关键的关键就是实践教学必须联系生产，提高学生解决实际问题的能力，教学成果就是这种能力的有力体现。回到成果导向教育理念下，我们想让学生取得的学习成果又是什么？要回答这个问题，首先要坚信一点，以传授知识、技艺技能的高等职业教育，必须改变传统任务式的教学，教师必须创新，有责任为学生构建创新能力培養的环境，通过多途径引导学生进行创新性地自主学习。结合课程教学改革推进的思路，“液压传动”课程教学效果评价中，学习成果又可分为以下十项，分别是液压系统结构组成及工作原理演示、帕斯卡定律验证、伯努利原理验证、压力损失演示、液压冲击演示、容积式液压泵结构原理演示、液压执行元件（液压油缸、液压马达）结构原理演示、液压控制阀结构原理演示、工程机械液压系统故障诊断与维修、液压机构设计，每项成果技术及时间大约为两周，都可以通过自行拟定开放性的实验设计制作完成。在这里，每个学习成果项目对应着学生自主完成的一个演示、实验装置及实际设计操作过程评价，这在整门课程考核中占比60%以上，这是对取得学习成果的认可，也是对学生创新能力和动手能力的肯定。换句话说，学习成果是学生实践操作技能、职业能力和创新能力的重要体现，学生取得了这些学习成果，成绩可达到良好及以上，这种评价方式对高职机电类专业基础课程或专业课程的教学来说，亦非创新，但在可操作性上、拓展学生创新思维上极有成效。

“液压传动”翻转课堂教学模式改革中，有关学生创新能力的评价，经过一系列开放性实验设计与制作，涌现了各式各样创新性的学习成果作品，这些作品都是学生学习团队利用课堂、课后讨论、共同制作出来的，主要有以下几类：（1）3D打印、玻璃钢制品，如齿轮泵（配电马达演示）、柱塞泵（手动演示）、阀类内部结构模型;（2）工程机械工作装置，如液压挖掘机工作装置（配油缸、手动演示）、叉车工作装置和转向装置（配油缸、手动演示）、轮式装载机工作装置和转向装置（配油缸、手动演示）;（3）普通机械机构，如液压机械臂（配油缸，手动演示）、液压升降机构（配油缸，手动演示）、飞机起落架机构（静态展示）;（4）流体实验装置，如帕斯卡球、伯努利纸牌、伯努利气球、喷雾器、伯努利管等。并且这些演示、验证实验装置、机构的设计制作，都经历过了课堂上的演示、操作讲解，以及课堂现场的答辩，有一些作品，教师也会建议在相关课题下考虑申请实用新型专利。

翻转课堂教学模式改革坚持了“以学生为中心”，让学生课前自主学习，课堂内外通过组内协作、讨论与动手操作制作，实现课堂全翻转的同时，取得课程既定设计的学习成果，完全开放性的课程实验设计，也达到了职业能力和创新能力的培养目标。这种评价理念，作为欧美发达国家现行教育教学改革的主流理念，在工程教育领域中应用具有现实意义。

（三）信息反馈与教学反思

在翻转课堂实施的过程中，充分利用了手机、平板电脑等实时移动互联终端设备，学生可在慕课平台、公众平台、社交软件及其他视频平台进行学习信息的实时信息反馈，这类反馈内容包括客观性的结果评价、主观性的学习心得体会以及其他技术性的探讨。教师利用网络进行收集、回复、解释及汇总整理，其实就是一种师生虚实结合的教学互动，这对教师更好地了解掌握学生的学习兴趣动向及工作能力特点，提高个人业务能力和信息技术处理分析能力，促使教师进行更深入的教学反思，都是大有帮助的。

教学实践证明，翻转课堂教学模式践行了“以学生为中心”的教育理念，很好地满足了学生学习方式的需求，学生学习的主动性得到很大的提高，动手能力和创新能力得到进一步增强，多种优质的视听资源也丰富了知识传播的途径和延续性。对教师而言，最大的变化就是从传统课堂完全主导讲授的氛围中解放出来，在提供优质服务的角度，通过课程内容的整理重构、信息技术手段的使用，极大地促进了信息化教学手段应用能力的提升。对于高职机电类专业基础课程来说，教师对学生已有知识背景、个性特点和学习能力的了解掌握是实施课堂翻转教学的重要前提，因此仍然需要督促学生课前要主动学，课堂内外要大胆思考、动手做，让学生保持对课程学习的热情和高参与度。

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[6]赵玲玲，骆钧飞.基于翻转课堂的混合式教学设计和实践研究[J].改革与开放，2018（10）

【基金项目】2019年度广西职业教育教学改革研究项目（GXGZJG2019B009）;北海职业学院“十三五”规划2017年度科研课题第二批教改类重点课题（2017YJZ06）

【作者简介】朱节宏（1984— ），男，广西合浦人，机械工程硕士，北海职业学院讲师，钳工技师，研究方向：机械设备的设计开发。

（责编 王 一）