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翻转课堂递进式教学模式在工程训练课中的应用探究

2020-12-29 116 上传者：管理员

摘要：在新工科建设大背景下，为了达到更好的教学效果，将翻转课堂递进式教学模式创新性的引入到工程训练中心的课程体系中。在课程体系中，采用翻转课堂形式，调整课堂内外时间，提升工程训练课程的教学效果，培养具有创新思维的复合人才。并且基于此，通过虚拟仿真软件实现递进式教学模式的建立，使教学过程生动形象，可以达到加深学生对课程内容的记忆的目的，并且提高学生参与度和学习创新积极性。同时，在智能量化评分机制下，极大地减少不确定性因素对成绩评价的影响。

关键词：
学习创新积极性
学生参与度
工程训练
翻转课堂
递进式教学
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1、绪论

创新型复合人才培养教学包括理论教学和实践教学，实践教学是培养创新型复合人才的重要环节，具体的在使学生掌握科学方法和强化实践动手能力等方面意义重大。高校主要的实践教学基地就是工程训练中心，其教学模式对于创新型复合人才的输出质量具有绝对性影响，然而在目前高等教育中，工程训练作为高校重要实践教学课程，存在以下弊端:一是形式单一，教学方式还是以教师讲授，学生被动接受参与感低;二是内容陈旧，目前大多数高校工程训练都一直沿用引进设备时教学内容，内容陈旧无味，学生上课无新鲜感、无积极性，学习效率大打折扣。因此，围绕国家“一流本科建设点”方针政策和新工科本科院校教学改革研究重点，迫切需要构建具有特色的工程训练教学模式，以此为培养创新型复合人才提供支撑。

2、课堂教学模式研究现状

在当前教学改革实践中，王文娟等[1]认为首先需要从教学内容、教学教材、教学手段、考核内容等方面进行了创新，以便培养出满足市场需求的应用技能型人才。彭永忠等[2]认为应当以学生为核心，以就业市场为导向的教学体系，以突破原有的教学形式，来提高学生的综合素质能力。上述教改思路都想在现有的教学基础上，突破原有的教学模式，力图找到一种效率高、效果好的教学方式。但实践证明，只是教学内容上的改变，并不能达到理想的效果，无法满足当前形势下对双创型人才的需求，于是很多老师开始探索新的教学形式。刘春玲等[3]提出了分层教学、以赛促学、真岗实操等教学方法，旨在从根本上改变工程训练的授课形式，提高同学们参与加工实践的热情。以上工程实践教学改革模式取得了良好效果，但此种模式主要培养应用型人才。对于理工类或综合类本科院校来说，应当以培养具有创新型复合人才为目标，推动高质量可持续发展高端装备制造水平。韩军等[4]将CAD/CAM技术运用于教学中，取得了较好教学效果。Wang等[5]以学生为中心，发展课外电子媒体和课堂内容互动学习等活动，实施在英语阅读与写作课程中，得到了众多学生认可。但这些实践过程忽略了制定相应公平、公正、公开的评分机制加以辅教，在众多不确定性因素下对学生成绩产生影响，即难以确保教学考核的公平性，同时缺乏一套学生自学环节的良好机制，教学内容较为枯燥无味。

本研究拟着力于新工科背景下教学模式，将翻转课堂引入到工程训练课程当中，旨在调动本科生参与工程训练课程的主观积极性。在此基础上，通过虚拟仿真软件实现递进式项目教学模式的建立，提高学生参与度和学习创新积极性。同时，在智能量化评分机制下，减少不确定性因素对成绩评价的影响。通过本教学形式，以打造对教学知识的深入认识。

3、翻转课堂递进式教学模式的探索与研究

翻转课堂递进式教学模式通过工程训练课程翻转课堂教学方式的构建、工程训练课程虚拟仿真软件的建立、翻转课堂教学模式下工程训练课程虚拟仿真软件线上平台的搭建三部分完成整个课程体系的搭建，来完成对整个课程体系的搭建。

3.1工程训练课程翻转课堂教学方式的构建

在常规工程训练课程基础上，开发出具有激发学生自我学习意识和创造能力的翻转课堂教学模式，如下图所示。

工程训练翻转课堂递进式项目教学模式图

所提课程包括教学内容的调整和考核体系的建立，教学内容由基础教学内容和实践内容两部分组成，基础教学内容属于课程基础，其以工程训练基本操作与数控编程的一般步骤和方法为主，以理论讲解工程训练相关基础知识为辅，在熟悉基本操作的基础上，培养学生创新能力，这部分内容学生将在课前通过虚拟仿真软件线上平台的自我学习实现;实践训练是翻转课堂教学模式课程核心，引导学生在课堂上对实践过程中所遇问题进行探讨，并以此为基础进行各类零件的加工，并且自主设计作品创作，加深对工程训练系列理论与实践的理解，这部分内容作为课堂教学的主体;考核体系是对学生学习成果和解决问题能力的检验，翻转课堂教学模式将包括两个考核部分，一部分是以学生在课前课后通过虚拟仿真软件线上平台的学习和训练情况确定，即根据平台所达到解决实际问题能力等级，由仿真软件中智能分数评定系统自动进行分数评定，以此作为学习成绩的一部分，另一部分是以课堂实践训练中自主设计创作作品进行分数评定，两者结合评定学生的总成绩，以此提高工程训练考核体系的效率和精确性。

3.2工程训练课程渐进式项目虚拟仿真软件的建立

随着教育教学改革的深入，融合计算机技术的教学方式已逐渐成为一种广受学生喜爱的主流教学模式。本研究通过将工程训练课程与计算机虚拟仿真技术有机集成，建立工程训练教学虚拟仿真软件，该软件能够模拟工程训练项目的真实训练环境。同时采用递进式项目教学方式，一方面对虚拟仿真软件内工程项目进行有序设置，即根据工程项目难度进行分级，按知识点由浅入深分级呈现，引导学生循序渐进地掌握工程训练理论知识和实践能力，最终触及当前工程难点;另一方面按项目分级情况设置项目等级制度，利用成功激励法激发学生学习积极性。为保证软件内项目的实践性，项目库将按中冶、中联等国有大型企业实际生产项目集进行搭建，对项目分级也采用企业评级方法。同时该软件设置智能分数评定系统，该系统以标准化操作过程及工程项目实践过程为参考，利用基于深度学习算法的图像识别技术，对学生学习状况和实践训练情况进行评定，判断是否通过相应等级考核，并根据所达到等级进行分数评定。最终本项目搭建起一种全新工程训练课程渐进式项目虚拟仿真软件，打造出一门能夯实基础、着重应用、富含特色，培养高素质复合型人才的工程训练教学模式，这是本项目研究的首要内容。

3.3翻转课堂教学模式下工程训练课程虚拟仿真软件线上平台的搭建

将计算机技术、网络通信技术及虚拟仿真等前沿技术融合于翻转课堂中，将工程训练课程做到教学趣味性，教学过程通俗性，帮助学生更好地理解所学知识，使学生实现课前基础知识和操作训练的自主线上学习以及课后工程实践能力的线上拓展。进一步基于该平台开发综合性强、创新性强、复杂度高的工程实践项目，为学生工程能力和创新精神培养提供了良好平台。

4、结语

以工程训练课程体系改革为研究对象，围绕国家“一流本科建设点”方针政策和新工科本科院校教学改革研究重点，构建出具有特色的工程训练教学模式，其主要研究内容如下:

(1)建立工程训练翻转课堂教学方式。将学习的主动权由教师转移给学生，让学生有更多课堂时间来创造自己作品，解决具有挑战性的工程问题，调动本科生参与工程训练的主观积极性，提升工程训练课程的教学效果;

(2)将虚拟仿真技术与递进式项目教学思想相结合，构建工程训练课程虚拟仿真软件。该软件模拟实际工程任务环境，按由浅入深形式设置，启发引导学生循序渐进地掌握工程训练课程能力，能将知识的广度与深度很好地串联起来;

(3)建立翻转课堂教学模式下工程训练课程虚拟仿真软件的线上平台。利用该平台学生可以课前学习基础知识与操作，并利用计算机虚拟仿真软件教学专业算例库自主选择学习和训练，课后在该线上平台继续拓展工程实践能力的目的。

参考文献：

[1]王文娟,李秀峰.高职院校《数铣零件加工》课程优化创新研究[J].传播力研究,2019,3(01):153.

[2]彭永忠.高职“机械加工工艺”课程教学模式改革探析[J].科技风,2019(03):41.

[3]刘春玲,闫瑞涛,周忠宝,徐斌.数控加工实训教学改革的探讨[J].农机使用与维修,2018(11):65.

[4]韩军,秦波,常瑞丽.面向本科生的《数控原理与加工技术》课堂教学改革研究[J].科技创新导报,2018,15(32):118-121.

田万一,王群,易守华.翻转课堂递进式教学模式在工程训练课程中的探索与研究[J].科技风,2021(01):69-70.

基金:湖南省2019年普通高校教学改革研究项目