基于微课的翻转课堂教学在机械产品三维设计课程中的应用探索

孙海波 陈功 祁隽燕

摘 要 本文在对机械产品三维设计课程制作微课视频的基础上，在智慧教室进行了多轮基于微课的翻转课堂教学，取得了较好的教学效果，受到了学生的欢迎和好评;并对于项目的实施研究过程进行了思考和总结。

关键词 微课;翻转课堂;机械产品三维设计

引言

三维设计已经成为当今世界主流的设计工具。“机械产品三维设计”课程开设的主要目的在于帮助学生树立现代设计的新理念，培养学生掌握三维设计工具，对于培养高素质综合创新型人才等方面具有重要的作用。

1 基于微课的翻转课堂教学的引入

我校的“机械产品三维设计课程”的内容多，而学时相对又比较少，亟须在教学方法和课堂教学模式方面进行改革。在此背景下，进行了基于微课的翻转课堂教学在机械产品三维设计课程中的應用探索，并取得了非常好的成效。

微课是为支持翻转学习、混合学习、移动学习、碎片化学习等多种新型学习方式，以短小精悍的微型流媒体教学视频为主要载体，针对某个学科知识点或教学环节而精心设计开发的一种情景化、趣味性、可视化的数字化学习资源包[1]。

翻转课堂的提法，顾名思义，是相对于传统的实体课堂而言的，指教师提供以教学视频为主的学习资源，学生需要在课前通过观看视频自行完成指定内容的学习，然后课堂上师生或生生之间以研讨的方式完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动。

2 实施情况

2.1 项目的实施基础

首先，学校2016年完成了智慧教室的建设工作，营造了集教学理念先进化、教学设备智能化、教学环境个性化和教学模式多样化等于一体的智慧学习环境[2]。智慧教室配有多屏显示系统并支持多种显示模式、直录播系统和可拼接桌椅……班级规模在30人，大大方便了本项目教学活动的开展。

其次，我校的“机械产品三维设计”课程是校级精品课程，已建成包括纸质教材、电子课件、实验指导、课程网站和三维电子模型库等立体化教学资源。

2.2 项目的基本内容

项目组老师结合课程特点和教学改革要求，精心设计各教学环节，编写详尽的课程教学日历、教学计划等教学文件，明确课程目标及对达成专业培养目标的贡献，以及课程各部分内容对于培养目标和课程目标的支持度。在对授课内容、资源、素材进行认真整理的基础上，精心进行教学设计，编写了视频脚本，制作了覆盖大部分课程内容的微课视频。

老师会提前布置要求学生提前观看的微课课程内容，记录并整理可能遇到的不易理解的问题用于课堂教学环节的答疑和研讨。在实体课堂教学环节的学生研讨实践主要分为三种形式：一种是分组进行“竞赛式”团体练习，题目是相同的，每组成员共用一台大显示器的触屏机，成员之间可以互相讨论;第二种是“个人”单项，学生每人使用自己的笔记本电脑完成任务，互相之间不得互相讨论;第三种情况就是指定练习的范围，并给出一定的时间让学生准备，其间可以讨论，然后教师指定抽查一组，要求轮流派出代表进行教师具体指定题目的分析并完成产品的三维造型。其中一和三的情况是要小组和个人的表现都要计入平时成绩。在这些环节完成之后，教师可以对于学生存在的共性的问题进行统一讲解，对于不同学生使用的不同方法也可以进行分析和总结。

3 思考和总结

微课和翻转课堂的结合确实革新了传统的教学方式，但是这种革新也是要有必要条件的。

微课允许学生按照自己的计划安排学习，但是要在相应内容的翻转课堂教学进行之前才是行之有效的。从学生的角度方面来看，学生要有一定的学习计划和自我约束能力，否则就相当于是“放羊”，也就无法实现课程改革和提高教学效果的初衷[3]。

和传统的教学相比，基于微课的翻转课堂的教学要求学生必须在研讨课程之前完成微课课程的自我学习，从很大的程度上来讲是加重了学生课后学习的负担。同时，对于教学内容的选择上应该是兼顾到知识性和趣味性，通过后续的研讨课程的进行能让学生有成就感，这样学生才会保持学习的动力和积极、主动性。因此，这种形式的教学是不适用于所有课程的教学。

实现基于微课的翻转课堂教学的前提条件是要有优质的微课资源，而微课课程的制作要求相关老师熟悉课程内容、精心教学设计和组织，而视频拍摄时对于老师的讲授过程和平时常规的课堂教学相比无疑要求更高，这对于老师在专业素养和课堂教学也提出了更高的要求;并且需要学校在政策和经费方面的支持。

实践表明，基于微课的翻转课堂教学在智慧教室进行的效果要明显好于普通的多媒体教室。在智慧教室，学生人手一台PAD，随时可以观看没有理解的微课部分课程内容;除了教师机，还有四台86英寸的触控一体机便于学生的分组讨论训练，实时化的界面方便教师及时了解学生对于知识的掌握程度;直录播系统记录了教学活动的全部过程，便于后续对于学生表现的评价总结和教师直接的互相观摩、交流。学生对于在智慧教室内上课既新奇又喜欢，大大地激发了学习的兴趣。智慧教室的可拼接桌椅可以根据教学活动的需要随时进行调整，方便学生之间的交流与研讨，使学生更容易参与到课堂教学活动之中。但是迄今为止，由于智慧教室的投入成本较高，一个30人规模智慧教室的投入约在90万元左右，所以智慧教室在各个高校并不是很普及。

就“机械产品三维设计”的课程内容本身而言，三维设计在世界范围内已是大势所趋，学生对于这种情况已有足够的了解;而且，三维设计的特点之一就是“所见即所得”，只要在屏幕上能够做出来的三维实体模型就保证可以通过3D打印机“打印”出来。对于这样的课程，学生本身就存在着一定的学习动力和兴趣，并且每一个三维模型的成功创建也会给学生带来一定的成就感，就这样在动力、压力和兴趣等的多重作用下，学生学习的积极性很高，主动性较强，课堂的融入程度也都较好[4]。

综上，个人认为，不管是“微课”、“翻转课堂”还是当下比较流行的“慕课”，他们只是传统课堂教学方法的有效补充，学生的自我学习也不可能能被老师在实体课堂的现场讲授和指导所替代。好的传统课堂教学过程中的师生交流，哪怕一个词语、一个眼神的作用都是在学生自我学习的过程中无法拥有的。课堂是不可复制的，作为教育工作者，我们仍然应该遵循教学的基本规律。

参考资料

[1] 郑小军.我对微课的界定[EB/OL].http：//blog.sina.com.cn/s/blog_4711a0210102e6ge.html，2013-04.

[2] 张凯，杨再明.智慧教室的构建与应用研究——以中国矿业大学为例，现代教育技术[J].现代教育技术，2018，28（10）：82-87.

[3] 孙海波，江晓红.三维CAD技术在工程制图截交线和相贯线教学中的应用[J].科学与信息化，2018，（6）：25.

[4] 孙海波，陈功.Creo Elements/Pro三维造型及应用[M].南京：东南大学出版社，2018：78.

*[资助项目]江苏高校品牌专业建设工程资助。