基于PAD课堂的《机械设计基础》教学实践与反思

□刘国敏

一、《机械设计基础》课程教学困境

《机械设计基础》是吉林建筑大学非机类专业开设的一门重要的技术基础课程，主要任务是使学生掌握机械基础理论、机械工程材料、机械加工工艺和简单机械运动系统的设计和应用，具有较强的综合性和实用性。该课程安排在大二第二学期，大班授课，授课对象为建环、安全及燃气等专业的学生，考核方式为考查。由于第四学期基础课、考试课的科目较多，且这几个专业的学生大多缺乏对机械的基本认识，先修课程基础薄弱，对该课程学习兴趣较低。目前授课主要采用传统方式“满堂灌”，授课教师一本教材，一台电脑，通过多媒体加板书的方式主导课堂，学生则只是受动者。在这样的课堂上，课堂死气沉沉，教师累得要死，学生闲得要死；缺课率高，学生上课玩手机、聊天、发呆，对教学内容不闻不问、不学不思；作业互相抄袭，课程通过率低，导致任课教师不得不降低学业要求，特别是青年教师讲课能力不足，常常连基本的教学目标都无法完成。

为了应对这一困境，笔者尝试采用“对分课堂”教学模式，即PAD课堂，将课堂氛围三个环节，即精讲留白(Presentation)、内化吸收(Assimilation)和课堂讨论(Discussion)，合理划分课堂教学时间，其中一半留给教师讲授，一半分配给学生进行交互式讨论，让学生真正成为课堂学习的主体，通过高效的师生互动、生生互动，提高学生学习的主动性和积极性，以期改善课堂教学质量，达到人才培养目标。

二、PAD课堂在《机械设计基础》课程中的教学实践及效果

(一)教学实践。2018年春季学期，在学校建环专业的《机械设计基础》课程中首次尝试了“对分课堂”。该课程共40学时，其中理论34学时，实验6学时，采用2个自然班合班授课，共计学生91人，每周两次课，每次连续2节，每节45分钟。对比班级为燃气和安全工程专业两个授课班，人数分别为81人和79人。第1次第1节课向学生详细介绍PAD课堂、操作流程和具体教学要求，指导学生通过“对分易”教学平台，建立班级群，如图1所示。第2节课由任课教师对第一章的内容进行讲解，在讲解过程中，学生需要认真听讲，课后自主安排阅读，并写出相应的读书笔记，按时完成“亮考帮”作业(第2次上课前提交)。在开展第2次第1节课教学活动时，第一，学生分组讨论(3～4人一组)，通过温习课本内容，体会并分享学习心得，彼此之间进行答疑解惑，并对教科书章节后面的复习题进行尝试性回答；第二，师生之间进行互动讨论，教师解答学生存在的疑难，并对优秀读书笔记给予展示、点评。第2节课，教师讲授第2章内容，要求学生课后自主阅读、预习相关内容，按时保质完成读书笔记和“亮考帮”作业(第3次上课前提交)。之后每次课如此循环，课堂时间一半交给学生讨论，另一半时间交给教师讲授下一章节内容。

图1 对分易教学平台

这种模式称为隔堂对分，由教师课堂授课、学生课下自学、师生课堂讨论三个环节组成，教师讲授在先，学生学习在后。课堂授课，教师是教的主体，强调精讲和留白，主要介绍知识结构与框架、基本概念与基本原理、重点和难点；课下自学，学生是学的主体，不与他人交流，独立完成，总结学习过程中自己感受最深、受益最大、最欣赏的内容以及弄懂了和没弄懂的内容，为课堂讨论做准备。课堂讨论，通过生生、师生互动，化解疑难、加深理解。

(二)教学效果。

1.提高了学生学习积极性与参与性。通过观察发现，PAD课堂气氛比较活跃，学生玩手机、睡觉的现象得到改善。实施初期学生基本都能主动参与讨论，积极表现自己，课堂参与意识明显增强。但从中期开始，课堂比较沉默，学生不愿意参与讨论或讨论时言之无物。经过调查发现，本学期该专业的学生考试科目多、学习任务重，而该课程为考查课，同学们课外学习时间减少，课后查找和阅读资料有较大负担，因此不能很好地完成“亮考帮”作业，影响讨论效果。根据这一现象，随即作出调整，采用“当堂对分”为主，“隔堂对分”为辅，对一些重点难点内容采用“局部对分”，主要是“4321”模式：4分钟讲授，3分钟内化吸收，2分钟讨论，1分钟总结。在不增加学生学习压力的情况下，充分调动学生的积极性，主动参与课堂讨论。

2.提高了教学质量。与实验班对比发现，应用对分“课堂教学”效果相当显著，在期末考试中，该班的平均成绩远高于对比班级，比安全班约高出24分，比燃气班约高出33分。分析认为原因主要有两个方面：第一，实施对分课堂的教师有十多年的教学经历，教学经验丰富，对教学内容的把握以及对课堂的组织管理能力相对较强，而对比班级的任课教师相对要年轻，从教时间较短，教学能力相对欠缺些。第二，通过实施PAD课堂，学生成了课堂的主体，学习的主动性、积极性得到了提高，同一内容学生通过听(听讲)、学(内化吸收)、说(讨论)进行了三次有效的学习，稳固记忆，有效提高了课堂教学质量。而传统课堂，学生只是受动者，被动地接收教师讲授的内容，难以保持注意力，形成有效记忆。

三、PAD课堂机械设计基础教学反思

PAD课堂是一种低门槛、投资低的教学模式，初期很容易操作，但要想成功运用，发挥其最大功效，需要授课教师和学生不断努力。

(一)作为教学活动的主体——授课教师和学生，要明确自己的角色定位，实现角色转变。在传统课堂上，教师只是知识的传授者，机械地将所有知识灌输给学生，在整个课堂教学中，教师是主导，学生被动地接收教师的授课知识。PAD课堂上，不同的教学阶段，教师和学生的角色各不相同。在精讲留白阶段，教师是课堂的主导，是知识的讲授者，学生是知识的接受者；在内环吸收阶段，教师是评价者，学生是知识的发现者，此时学生成了课堂的主导；在课堂讨论环节，教师变成了组织者，学生变成了知识的交流者，教师和学生轮流成为课堂的主导，在组内和组间讨论时学生是主导，讨论结束后教师进行总结点评，此时教师又成了课堂的主导。而对分课堂，无论是授课教师，还是学生都提出更高的要求。对于任课教师来说，需要具备丰厚的教学功底，一方面需要具备较高的教学水平；另一方面需要有丰富的课堂组织、管理的能力和经验。对于学生来说，需要树立全新的心态，发挥主观能动性，积极参与到课堂并成为课堂主体。作为课堂双向主体的教师和学生，必须认识到这种角色的转变，并积极适应这种转变，才能更好地开展“对分课堂”。

(二)应根据专业特点和学生层次，灵活选择对分的具体形式。“对分课堂”的主要形式包括：隔堂对分、当堂对分以及局部对分。隔堂对分，第一节课精讲留白，课后内化吸收，第二节课讨论交流；当堂对分，一节课的第一个环节是精讲留白，然后当堂内化吸收，后再当堂讨论交流；局部对分，在一节课的某个时间段采用对分。设定这三个环节，需要综合分析课程内容特点和学生的实际情况，环节之间相互影响、相互制约，上一环节对下一环节起着决定性作用，上一环节的效果直接决定下一环节能否顺利进行。对于任课教师、学生来说，只有完成每一环节的特定任务，方能实现三个教学环节的有效衔接和贯通。“隔堂对分”给学生预留了一定的理解、消化和深入学习的时间，需要同学们课后搜集资料、总结分析，准备课堂展示，如果学生课下不学习很难参与课堂讨论。实验班级在教学初期采用“隔堂对分”，效果较好，一段时间后由于学生学业负担重、考试科目多，课后内化吸收时间减少，造成了课堂沉默，学生不愿意讨论的现象。

四、结语

“对分课堂”自2014年提出以来，逐步受到学界的关注并以惊人之势迅速传播到全国各地，作为一种创新的课堂教学模式，它融合了讲授式课堂与讨论式课堂的优点，营造师生“对分”课堂格局，使教、学之间实现双向互动，促进教学相长，但同时“对分课堂”对教师和学生又提出了新的要求，只有在不断的实践摸索中，不断优化教学方案、教学实施，实现新的角色转变，才能使“对分课堂”发挥最大优势，提高课堂教学质量，从而实现人才培养目标。