基于翻转课堂的“工程机械概论”课程改革研究

李战慧 郑淑丽

（[1]长沙理工大学汽车与机械工程学院 湖南·长沙 410114；[2]长沙职业技术学院特殊教育学院 湖南·长沙 410217）

“工程机械概论”是一门工程类学校机械专业和工程专业的重要的基础课程，具有很强实践性，需要工程知识、机械知识以及施工知识的结合，由于学生毕业工作要求，该门课程的选课场面非常火爆，每年修课学生规模超过500人。

“工程机械概论”课程已经开设多年，从课程内容到教学方式已经进行了很多变化，取得了一定的效果，教师也积累了很多经验和资料，如授课计划、教案、讲稿、课件、图片、动图、动画、视频等。并且课题组为本课程的教学特地编写了教材《工程机械》，并于2014年由人民交通出版社。

但是随着每年选课的学生越来越多，教师数量没有增加，导致班额越来越大，“工程机械概论”课程教师课堂教学不能照顾到所有学生，大部分学生在课堂上只是被动的听课，上课的积极性不高，课程教学效果不是很理想，课题组经过大量调查研究，决定引入翻转课堂对“工程机械概论”进行改革。

翻转课堂使学生成为上课主体，更好地利用有限的课堂教学时间，将被动的课堂接受听讲变成主动学习。[1-3]课前通过教师提供的网站学习相关内容，课堂上学生有大量的时间可以进行查阅资料、讨论，有针对性的学习。[4,5]教师在课程中的作用变成组织大家学习、辅导和答疑，大大提高了学生的学习兴趣效果，可以取得较好的学习效果。

1 翻转课堂起源

2000年，美国Maureen Lage在迈阿密大学讲授时首先采用“翻转教学”模式，并写成论文在国际教学大会上发表。2007年，美国的两名化学老师为了方便缺课的学生自主学习，录制了课件的教学视频和讲解，然后上传到网络上，取得了意想不到效果。后来，这两位教师就尝试颠覆传统的教学模式，在全班采用，课前让学生在家观看教师提前录制的视频，课堂时间用来完成作业，这就是我们现在采用的“翻转课堂”模式。

国内对翻转课堂的研究众多。南京大学张金磊、[6]清华大学钟晓流、[7]北京师范大学何克抗[8]和陕西师范大学胡立如[9]等进行了大量的研究，构建了翻转课堂的基本框架，为翻转课堂在中国应用奠定了基础。经过几年的实践，翻转课堂在教学中应用日渐成熟，为本课题组的课程改革提供了强有力的依据。

2 教学内容的选取

为了保证课程的教学效果，首先对课程的授课对象进行分析，“工程机械概论”课程是一门专业基础课程，开设时间一般在二年级下学期，学生学习完公共基础知识和制图、力学等课程，对工程类知识一无所知的阶段，要考虑所有选课学生的基础不统一，所以课程讲授有一定难度，要从最基础的工程知识入手，从常见的路桥工程中分析施工方法，讲解工程机械结构原理，施工组织和设备选型以及常见类型等。

为了确定“工程机械概论”课程的教学内容，课题组开展了广泛的调查研究，调研对象涉及工程机械施工企业、工程机械制造企业、工程机械用户单位、工程机械教学院校、工程单位专家、学者、从业学生以及在校生等。从调查问卷的结果看来，学生们需要掌握工程机械的整体构造、常用工程机械的施工原理、施工方法和工程机械的合理选型等。

根据调研结果，将“工程机械概论”课程教学内容分为三个部分，即工程机械的三个组成部分：发动机、底盘和工作装置。由于各工程机械的工作装置千差万别，所以工作装置分工程机械种类来讲，主要为公路和桥梁施工的工程机械，如推土机、平地机、装载机、挖掘机、压实机械、沥青混凝土搅拌设备、沥青混合料摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土搅拌运输车和水泥混凝土施工机械泵送设备等，重点讲述各种工程机械定义、分类、组成、结构原理、施工方法、型号和合理选型等。

3 视频录制与教学网站设计

根据教学内容和课时重新打乱原有的教学模块，整合教学内容，变成11章，考虑到每章内容的分布不均匀，将内容设计成适合在90分钟内完成的教学要求，整个教学内容分为15个部分进行进行教学，每部分课程内容单独设置学习任务书。列出课程中的重点和难点内容共计24个知识点，分别录制成24个视频，每个视频10-15分钟左右，方便学生课前学习，共计视频约330分钟。

基于学校的慕课教学平台，建立“工程机械概论”课程教学网站。该课程网站主要包括：课程介绍、教学内容、教学团队、教学资源、教学方法、教学条件、教学效果和参考教材等几部分组成。

网站中还可以实现选课学生分组管理，发布通知、签到、讨论、学习情况统计、作业统计、主题讨论、单元测试、问卷调查、考试、反馈等功能，方便课程教学组织。

4 课堂教学组织

为了更好的组织该课程的教学，根据翻转课堂的基本模式，本课程教学流程如图1所示。

图1 课程教学流程

课前任务发布与预习：每次上课前，教师根据下次课程内容在网上布置学习任务，学生根据老师布置的《自主学习任务单》，通过学习“工程机械概论”慕课平台的教学资料和个人网上资料查询，完成学习任务。

小组讨论：课程上按照选课人数分成若干小组，采用组间讨论模式，相互学习获得对本次可任务的一致认可，并制作展示课件；

教师辅导：针对每个小组之间存在的疑惑，进行单独或集体现场解答；

小组展示：每个小组选一人代表本组展示学习内容，并接受其他组成员质疑；

综合评比与点评：在教师在组织下，对全体同学的学习状态、效果及展示课件、熟练程度给予点评，并开展小组评比。

课后复习：利用慕课平台进行课后复习，并完成课后练习题。

为了鼓励大家积极参与课堂教学，本课程特进行课程考核改革，将每次课堂成绩计入期末总成绩，将期末考试成绩比例由原理的60%下调为30%。将每次课程进行小组课件展示成绩计入平时成绩。这样可以锻炼学生的自主学习能力、演示表达能力以及团队合作精神。

5 小结

通过“工程机械概论”课程翻转课堂教学一学年的试验，学生们普遍认为翻转课堂这种教学模式应用，使学生们收获很大，可以学习到对自己工作和生活有帮助的知识，也获得了很大锻炼。

通过基于翻转课堂的“工程机械概论”课程改革，将学生们的被动学习变成自主学习，锻炼了资料查阅能力，语言表达能力、临场应变能力以及团队合作精神，是一种值得推广的教学方法。

基于翻转课堂的“工程机械概论”课程改革是成功的，极大提高了学生的学习兴趣和学习的主动性。实践证明，翻转课堂在工科课程中教学有效的，可以将复杂的理论知识变成学生主动学习乐趣。翻转课堂是一种很好的教学方法值得推广。

但是在课程教学中也发现一些不足之处，如：本课程选修人数过多，老师不能照顾所有同学的学习状态，上课时学生们提问和讨论的时间较少，教师辅导时间有限，对一些理论性较强的内容，需要加大讲解时间。建议以后采取小班授课，每个学生可以和老师有更多的交流时间，争取每个学生都能积极发表自己想法，提供给大家更多讨论时间，这样教学效果会更好。