“机械CAD/CAM软件应用”课程翻转课堂SPOC混合教学模式教学实践**

赵博宁 ，叶 燕

（柳州铁道职业技术学院，广西 柳州 545616）

0 引言

SPOC是一种小规模的在线课程，来源于MOOC，又与MOOC不同，虽然它的教学理念和教学设计与MOOC相同，都是没有师生互动的纯在线的网络学习，但是SPOC是在线上教学的基础上，添加了限制参与者的数量的条件，又增加了线下课程教学环节，比如师生互动、督学和辅导，将线上自主学习和传统线下教学相结合的混合式教学模式。而翻转课堂是与传统相反的一种教学模式，颠倒课后和课中，课前预习尤为重要，课前通过教学资源自主学习，课中将主要时间用来专注于项目式学习，颠覆传统的课程结构，将课堂上的内容翻转到课前，培养学生的自主学习能力。翻转课堂教学模式一般由课前、课中和课后三大部分组成[1]。课前阶段，教师提供了视频和在线辅导，学生自己根据视频完成任务。课中阶段，教师和学生共同参与完成，学生对课前产生的问题进一步深入分析和研究，教师对学生课前产生的问题在课堂上进行有效的指导，学生之间采用讨论协作的模式，这样更能加深学生对知识点的理解和融会贯通。课后阶段是反思和总结阶段。学生通过对课前课后的成果作品进行归纳和总结，教师对自己的课堂进行反思，找出不足和改进的地方，以便为下一步的知识点的学习做好准备[2]。

1 “机械CAD/CAM软件应用”课程传统教学模式存在的问题

1.1 学生练习少，不能实现层次化教学

长期以来，“机械CAD/CAM软件应用”课程采用的是教师边讲解边操作演示，然后学生再跟着做的模式。这种模式的缺点是，教师讲解演示占据大部分课堂时间，学生练习的时间少，对知识点达不到融会贯通，还有部分学生由于基础差，对教师讲解和操作不能理解，跟不上教师的节奏[3]。表1以轴零件为例，列举了传统的课堂（80分钟）教学流程的课堂步骤、内容和时间分配。

从表1中看出，在传统的课堂教学中，教师讲解时间占一半以上，师生互动、学生自主学习以及答疑解惑的时间比较少，仅为30分钟，这样的结果就是听课效果差，学生几乎不能独立按时完成课堂内外任务。因此这样的教学模式存在很多不足，由于练习时间少，学生对知识点的掌握仅是只知其一不知其二，达不到融会贯通的目的。该课程内容包含CAD和CAM两大模块，内容较多，涉及的命令操作多而烦琐，但是课时有限，很多内容在课堂上无法展开讲解和学生没有充分的时间进行练习，因此学生对于知识的理解和掌握只能是片面的，对命令的使用达不到融会贯通。而且若前面内容掌握不好，影响后续内容的学习。目前多采用先讲授知识点，然后教师演示操作，学生跟着操作一遍的模式。这样达到的效果就是学生仅仅会完成老师演示的案例，而对于新的或者课外的图例还是不会灵活运用此节课学到的知识绘制相似零件。课堂教学阶段，师生交流时间有限，师生之间交流较少，教师不能了解每个学生的情况。课后阶段，由于高职学生自身缺乏学习的主动性，课后练习很少而且师生互动更少，很难达到教学目标。

表1 传统课堂教学流程

1.2 难以达成全面化课程考核

目前此类课程普遍采用的考核模式是由平时考核和期末考核两部分组成，平时成绩考核主要是考查平时考勤、课堂表现和课后作业三部分，期末采用上机考试，让学生绘制3~4个零件。这样考核方式存在很多不足，比如平时考核这部分，仅仅是从学生个人的学习情况进行考核，对学生的团队合作、遵守纪律、学生的学习素养等情况没有进行考核，课后考核，仅考虑学生的作业的质量，没有办法考核学生是如何完成作业。同时对于任课教师而言，批改作业工作量很大很繁重，而此类课程又不能采用标准化试题进行修改。这样造成轻理论、重实践的现象，严重影响了学习知识的系统性，对知识点的理解达不到融会贯通[4]。而且期末考核主要是在规定的时间内，采用试卷方式进行考核，一次考核的知识点太多，在有限的时间内，不能把所有的重点和知识点包含在内，这样会造成考核内容和平时学习的内容有些出入。

2 “机械CAD/CAM软件应用”课程翻转课堂SPOC混合教学模式的构建

“机械CAD/CAM软件应用”课程翻转课堂SPOC混合教学模式实际上将SPOC的线上教学模式和翻转课堂的课前、课中和课后教学模式的有机结合，既取SPOC的线上部分，又要翻转课堂的线下部分。这样不仅实现学生的个性化学习，又能增加师生互动，激发学生学习的主动性，还实现了教师的主导作用[5]。

2.1 翻转课堂SPOC混合教学模式教学内容构建

翻转课堂SPOC混合教学模式要实施有效，课程教学设计和课程内容必须有科学的、系统的规划，本文设计“独立预学—互助解疑—分层练习—评价提升”的课堂体系；采用项目式和任务式相结合设计课程教学内容。“机械CAD/CAM软件应用”课程主要包含机械CAD和机械CAM两大模块内容，两大模块分别设置项目，依据项目的特点设置不同的载体作为子任务。机械CAD模块为零件的三维建模，包含非曲面零件建模、曲面零件建模，机械CAM模块主要是自动编程与仿真，包含平面铣削、型腔铣削、固定轴轮廓铣削、孔加工。

2.2 翻转课堂SPOC混合教学模式教学活动构建

2.2.1 教师课前准备阶段

课前教学主要分为线上和线下两部分。首先教师在教学平台上布置课前、课中和课后学习任务及考核方式，并设计课堂活动，学生观看教学视频，阅读电子课件，完成课前任务要求的零件绘制并按要求提交和参加相应的考核，教师在线对学生进行答疑，了解学生知识点掌握情况。在制作教学视频时，应该考虑到学生的学情需要。可以将每节课划分为若干个时段，以避免学生长时间观看视频而出现疲劳现象，通常课前学习4~5节微视频较为合适。以曲面建模教学内容为例，对这些子知识点分别进行逐层划分，最后确定了“花瓶、五角形体”制作演示、讲解视频，最后确定了每个微视频大约控制在5~8分钟，而且制作时要注重视频的技术处理，以方便学生观看、暂停、快退、快进视频内容[6]。

2.2.2 学生课前学习

在传统教学模式下，学生养成了在教师的督促和引导下学习的习惯，其自学意识及自学能力严重不足。同时，与传统教学相比，线上自学往往缺乏对学生的约束力。对个别自觉性不强的学生而言，不仅知识难以得到内化，反而可能造成连基本知识都无法掌握的情形。由此可见，创造良好的学习情境、培养学生的学习自觉性和提高其学习能力是实现混合教学模式的关键因素。本文采用闯关模式，设置了不同难度的“学习任务包”，学生可以根据其学习基础和学习能力选择合适的关卡，并在“学习任务包”的指导下逐步完成相应的学习任务[7]。

2.2.3 课堂教学活动

课堂教学的重点就是将课前线上活动与课堂线下活动无缝结合，帮助学生将课前任务里的知识内化、吸收。因此，教学环节设计得是否合理，显得尤为重要。首先检测课前准备情况，然后展开本次课的教学重点，之后，教师可以提出一个拓展任务帮助学生巩固命令的灵活使用。课堂采取以学生为主、以教师为辅的形式，以曲面建模部分——五角星体建模的内容进行重构和整理进行设计，教学过程设计如下。

1）检测课前掌握程度。教师点评分析学生的课前任务答题情况，针对重点问题进行解答。提出要求（同学们在20分钟内完成五角星体建模，以个人为单位，进行操作。操作结束拍照，职教云上传至教学活动1），发现学生操作过程中的问题，掌握同学课前自主学习的情况。

2）帽罩形零件建模（拓展任务）。学生自行完成花瓶零件建模的方法，以个人为单位，进行操作。操作结束拍照，职教云上传至教学活动2。教师巡视发现学生操作过程中的问题，指出并督促其及时改正；关注学生的进程，及时调整教学策略。

3）总结。教师或学生总结本课学习的内容（提问或者发布在评论区）。

2.2.4 课后巩固阶段

巩固课堂所学内容主要是通过教师布置的课后练习。课后练习不仅包含以各种操作命令熟练使用为目的操作习题，还有部分理论知识测试，以启发学生对命令使用方法的思考和引申。作业提交是以个人为单位提交到作业区，而疑问、归纳总结以小组为单位发布到评论区[8]。

1）课后安排：自行完成建模5-3、5-4。（相关视频在教学平台可下载。）

2）问卷调查：对课堂的教学环节设计是否满意。

3 翻转课堂SPOC混合教学模式评价模式构建

翻转课堂SPOC混合教学模式的评价设计包括在线评价、课堂评价、终结性评价等多元方式。因此在本门课的考核中采用过程性考核和结果考核共同评价。过程性考核分为课前、课中和课后三部分进行考核。学习结果考核采用期末考试。在课前预习阶段，主要考核学生在线学习时长，讨论区回答问题、学生学习课件和视频的情况，课堂活动参与度，课前练习完成情况等。课中考核依据课中考勤、零件建模和拓展零件建模的完成情况等，课后巩固阶段评价主要考核课后布置的练习题的完成情况，进行小组自评或互评。期末考试采用上机操作考试。表2为五角星体建模评价明细表[9]。

表2 五角星体建模评价明细表

4 “机械CAD/CAM软件应用”翻转课堂SPOC混合教学模式教学效果

1）解决了教师讲授占用大量课堂时间，学生在课堂实践、拓展，师生互动、研讨与交流时间有限的问题。针对这种现象，可以采用翻转课堂的教学模式，充分利用对移动设备的掌握以及信息敏感程度高的优点，将课堂上教师讲解的知识点做成微课，（UG NX）软件多为命令的使用，录制微课视频比较方便，学生可以在课下随时观看，而课堂上不再单调枯燥听教师讲解命令的使用，课堂变成完成任务、检查软件命令的使用程度的场所，这样大大缩减了教师讲解知识点的时间，增加了学生练习的时间，提高了学生对命令灵活运用的程度。

2）解决了软件类课程考核难以达成量化的问题。高职院校学生最大的不足是自制力和主动性不足，因此为了保证学生课下学习的主动性、课程顺利施展，必须建立具有一定激励的考核机制。职教云的考核由四部分组成：课件学习、课堂活动、作业和考试。课件学习由学习进度、评价、问答、笔记和纠错组成，课堂活动由考勤、参与、课堂表现分和测验平均分组成，作业成绩为平时设置的作业，考 试为期末考试卷成绩。因此，结合翻转课堂的课前、课中和课后的特点，课前考核采用课件学习考核，占30%；课中考核由课堂活动考核，占30%；课后采用作业考核，占10%；期末考试卷成绩，占30%。

3）解决了授课内容相同、难以实现分层教学的问题。对于高职学生来说，虽然他们的学习文化课基础较差，学习的自律性差，在课堂上听教师讲课兴趣不高。但是他们对移动设备的掌握以及信息的敏感程度高，针对这种现象，不同基础的学生根据自己的进度观看视频，可以重复观看，直到弄明白为止，这样可实现分层次教学，满足各个层次学生的需求[10]。