“工程机械设计”课程的翻转课堂教学实践

黄 毅 陈书涵 唐宏宾 何志勇 李战慧 贺湘宇

(长沙理工大学汽车与机械工程学院 湖南长沙 410114）

工程机械是湖南省的经济支柱和重点支持产业，已成为湖南推动制造业高质量发展的重要力量。长沙理工大学是湖南省属重点大学，承担着为区域经济和产业发展提供人才和技术支撑的作用，工程机械已逐步发展成其特色鲜明的方向。“工程机械设计”课程为长沙理工大学机械大类专业（工程机械方向）的一门专业必修课程，该课程首先介绍了工程机械设计的一般理论，主要包括土力学基本理论、工程机械的行驶理论、工程机械的牵引理论等；接着对工程机械动力及底盘的工作原理、特性及设计方法进行了介绍，包括工程机械发动机选型、传动系设计、行走系设计、转向系设计和制动系设计等；最后分别针对几种典型工程机械的总体设计和工作装置设计进行了详细分析，包括挖掘机、装载机、振动压路机等常用工程机械机型[1][2]。

一、课程教学现状

“工程机械设计”课程的内容主要围绕工程机械设计过程中的一些共性问题，在掌握了工程机械设计的共性问题的基础上，再对工程机械设计中的个性问题进行分析，最终做到掌握不同工程机械的设计方法。但事实是，工程机械设计的共性问题相关知识，一般较为枯燥且存在一定的理论深度，学生在课堂学习过程中难以理解，所以在课堂教学过程中难以激发学生的学习兴趣。采用传统教学模式的“工程机械设计”课程，课堂上教学活动的主导者还是教师担任，学生只能成为知识的被动接受者，导致“工程机械设计”课程的教学效果不理想，达不到预期目标，使本专业的学生不能较好地掌握这门专业技术基础课程，这不仅会对后期实践教学环节的学习有较大的影响，甚至会对学生的毕业就业有较大的影响[3]。

二、翻转课堂教学方案

结合翻转课堂的特点与雨课堂的工具，“工程机械设计”教学实施方案分为课前—课中—课后三个阶段。

课前，教师制作预习材料。包含视频——重点难点内容录制视频资料，时间不宜过长，如工程机械设计术语中的“滑转率”“功率平衡”等；习题——尽可能覆盖重点难点，课前课中习题难度注意区分，课前难度可稍微降低，如课前主要是理解、课后主要是应用。PPT语音讲解——概念、识记部分知识——工程机械设计术语的解释、设计的流程、分析的过程等，可以在现有课件基础上适当添加语音讲解。推送到学生手机终端，学生自主进行课前学习，完成预习，收集相关资料，进行在线进行测试等，并可以就学习中的问题向老师提问，与教师在线互动。教师也可以通过雨课堂查看学生课前学习情况，优化改进教学设计[4]。

课中，教师利用雨课堂开启授课，针对课前学生学习中错误较多的重点、难点进行精讲、拓展，适合案例、计算习题，引导学生开展交流讨论，通过推送习题和试卷对学生进行实时测评，学生通过“不懂”按钮和“弹幕”将实时学习情况反馈给教师，教师可以利用雨课堂记录的学生学习轨迹相关数据，及时调整课堂活动，有针对性地开展课堂教学。

课后，学生可以根据自身学习情况，利用雨课堂推送的整个教学活动的资料进行课程的复习巩固，完成教师推送的课后习题和作业，并可以在讨论区就学习问题与教师互动交流，教师可以收集学生答题数据，了解学生对知识点的掌握情况，进行教学总结和评价。

建立课程评估体系，实行分项目考核制度。认真做好各阶段——课前、课中、课后的规划和检查，包括签到情况、预习情况、测验情况、课堂讨论情况、课后作业情况等。1.重视前期学生主动学习的落实情况，如学生的自习名单、预习时长，了解掌握情况并及时总结，实践运行后及时修正保证评估体系顺畅运行。2.强化教学过程中线下课堂的数据收集，课堂讨论的表现情况等。3.充分准备线下课堂讨论的主题及资料，在讨论中正确引导与讨论后总结提升相结合，根据学生的课堂表现予以综合评价[5]。

三、翻转课堂实践效果

该教学新模式自从2017年开始在长沙理工大学机械类本科教学班级进行尝试。通过对学生的调查，学生普遍反映这种教学模式激发了他们的学习兴趣，学习效果有了较大提升，改善了学生课堂主动性不高、课堂参与度不高、综合能力不强等问题。对比长沙理工大学教务系统关于参与课程的学生对该课程的评价数据，发现实施教学新模式后的学生相比传统教学模式的学生，满意度有了较明显提高，“很满意”评价占比从14.7%上升到35.8%，“满意”评价占比从43.9%上升到62.5%。有效提升了课程的教学效果。今后，我们将继续推进教学方法改革，按照“三三四”人才培养模式综合改革要求，持续进行课程建设，打造“一流课程”，培养“一流人才”。