這篇工程師論文發表了翻轉課堂在工程制圖教學的應用，“翻轉課堂”是一種新的教學方式，以互聯網為載體突出了學生的主動性，是一場傳統教學模式的變革，論文在工程制圖教學中進行了分析，論文分析了這種教學模式在工程制圖課程中的應用現狀，對傳統課堂起到了有效的補充作用。
關鍵詞：工程師論文,翻轉課堂,工程制圖
微課”、“慕課”、“MOOC”、“可汗學院”、“翻轉課堂”等授課形式的出現發端于2007年[1]，是一種利用流媒體微視頻以及相應的一整套新型組織與管理的教學方式。2011年，薩爾曼•可汗在TED大會上為教育界帶來了顛覆性的“FlippedClassroom”，從而引發了一場關于教育教學的變革[2]。2012年，“慕課”等教學形式在全球迅速興起，各種課程平臺的應用為更多學生提供了系統學習的可能性。國內高校也逐漸地開展了翻轉課堂等課程教學改革，紛紛推出了本校的各種“慕課”課程。“工程制圖”課程是一門工學專業的必修課，也是工學的基礎課，課程內容與工程實際緊密結合，是工程界交流的“語言”。本課程具有清晰的結構，各個知識點之間密切聯系，同時又相互獨立，具有一定的邏輯性，因此非常有利于以知識點為單位構建“微知識”形成“微視頻”而應用于翻轉課堂教學中。
一、翻轉課堂在“工程制圖”課程中的應用現狀
為了更好地了解目前翻轉課堂在“工程制圖”課程中的應用現狀，筆者以中國知網(CNKI)為主要數據來源，以“微課”、“慕課”、“翻轉課堂”、“MOOC”、“反轉課堂”、“顛倒課堂”、“可汗學院”為關鍵詞進行檢索，統計了2010年1月1日至2015年12月31日中國知網收錄的相關文獻，共10400篇相關文獻，同時以“工程制圖”為關鍵詞進行檢索，統計得到1396篇相關文獻，如圖1所示。數據表明，“工程制圖”課程研究呈現平穩態勢，年均發表相關文獻約280篇，相比之下，翻轉課堂的研究得到了國內教育界的高度重視，整體呈現指數增長態勢。雖然翻轉課堂建設引起了教育界的高度重視，但是在“工程制圖”課程當中開展的翻轉課堂建設較少。以“工程制圖”和翻轉課堂雙關鍵詞搜索相關文獻發現，2010—2013年均未有文章刊出，2014年僅有1篇文獻，2015年有4篇文獻，這說明在“工程制圖”課程中，利用“翻轉課堂”等形式開展教學探討才剛剛起步。
二、翻轉課堂在“工程制圖”中的應用
(一)翻轉課堂的優勢
翻轉課堂也稱“顛倒課堂”，通過對知識傳授和知識內化的顛倒安排，改變了傳統教學中師生角色并對課堂時間的使用進行了重新規劃，實現了對傳統教學模式的革新[3]。“翻轉課堂”通過教師事先錄制微視頻然后通過一定的教學平臺將微視頻提供給學生，在課前讓學生自主觀看教學視頻，主動完成知識的傳授，然后在課堂上組織學生參與小組討論等以此達到知識內化的結果。
1.“翻轉課堂”以“微視頻”為基礎，強調了知識的靈活性。“翻轉課堂”的基礎資源是教師錄制的“微視頻”。這些“微視頻”，長度5—10分鐘，大小幾十兆，是非常方便下載和學習的視頻文件。在這些文件當中，每個知識點都由教師精心制作，通過PPT、三維動畫、三維建模、現場錄像等形式將課程中的知識點多樣化地表達出來，既活潑生動，又簡明扼要，而且簡短的故事性說明，更能抓住學生的注意力，既保證了知識點的清晰表達又能保證學生的有效學習。
2.“翻轉課堂”以“互聯網”為載體，強調了大數據的開放性。在“翻轉課堂”中，教師要完成視頻制作，勢必要了解和掌握視頻制作的原理、方法、設備，同時要掌握視頻制作工具的使用方法，完成視頻資源的搜集與處理，并且要對錄制完成的視頻進行剪輯、分割、合成制作等，在這個過程當中，需要大量地應用到“互聯網”。同時，在“翻轉課堂”的教學過程中，課堂活動中的小組討論、案例分析等形式均需要查找大量的資料，這些單靠課本和參考書是無法滿足需求的，因此“翻轉課堂”必須是以“互聯網”的“大數據”為載體，才能保證資源的豐富性和課程教學的可行性。
3.“翻轉課堂”以學生的自制力為前提，強調了學生的自覺性。柏拉圖曾說：“我們要借助于教育幫助學生從他們必須學習的知識中尋找樂趣。”[4]“翻轉課堂”中教師傳授知識是通過學生課外獨立學習的方式來進行的，這一學習過程，對學生的學習能力、自我控制能力提出了更高的要求。在沒有教師的監督下，要克服網上的誘惑因素、排除干擾信息，集中注意力學習，需要學生有良好的自控力，并能養成自主學習的習慣。
(二)“工程制圖”課程傳統教學模式與翻轉課堂的比較分析
“工程制圖”起源于幾何學，以畫法幾何的基本投影理論為基礎，以直尺、圓規、圖板為工具，以黑板、木模、掛圖為媒介，已有200多年的歷史[5]。一直以來，“工程制圖”課程采用的都是傳統的教學方式，即上課教師講，下課學生練，教師是主導，學生被動地學習，加上課程內容多課時少，滿堂灌的教學方式導致學生無法快速理解和接受知識，久而久之形成了“聞之色變”的畏懼心理，同時動手能力和空間想象能力得不到提升，無法充分地調動學生的積極性。從表1對傳統課堂與翻轉課堂中教學過程的分析來看，傳統課堂以教師為主導，強調的是教師的言傳身教，充分地展示了教師的人格魅力，但是忽略了學生的主動性和自覺性，同時學習方式、考評方式單一，不能對學生的綜合能力進行全面的評判。相比之下，翻轉課堂則恰好彌補了傳統課堂的缺點，它可以充分地利用學生的課余時間，讓學生能隨時隨地學習，這樣就能節省課堂時間，以便于在課堂上能突出教學重點講授教學難點，方便教師的全程跟蹤，同時教師對學生的學習能力、自我控制能力、思維能力、動手能力、科研能力等均可以進行全面的判定。
(三)翻轉課堂在工程制圖教學中的應用設計
“工程制圖”這門課的內容比較多，知識點密集。從投影的基本知識，直線和平面，基本形體的特征，到立體截交相貫，整個課程內容結構嚴謹，整體性強，這樣在“微視頻”的制作過程中就要對內容進行細化分解，既要保證每個“微視頻”知識點的系統性，同時要兼顧課程知識的全面性。例如，“基本形體的截交線”這部分內容，包含了平面立體和曲面立體的截交線兩大部分，分成兩個“微視頻”是涵蓋不了全部內容的，但是通過將平面立體分解成棱柱和棱錐，曲面立體分解成圓柱、圓錐、圓球、圓環就可以將內容分解成六大部分，繼而根據形成的截交線的不同將其細化成十一個“微視頻”，見圖2。這種方式，可以有效地細化知識點，在上課時，可以將兩個或三個微視頻合為一組，共同講解，分析其共同點并區分其差異性，最后進行抽象概括總結，將整個內容連貫起來。
(四)翻轉課堂在“工程制圖”教學中的實施
結合“翻轉課堂”教學的靈活性，以及“工程制圖”課程的邏輯性，將該課程中的翻轉課堂實施過程設計為“課前自學、課上訓練討論、課后升華”的三段式過程，見圖3。1.課前自學。“翻轉課堂”的翻轉，就是把課堂講授的大部分內容都提前到課程開始之前，知識的傳授過程通過教師提前錄制好的視頻，利用網絡媒介提供給學生，供學生自主學習來完成。在這一階段，主要的任務是向學生傳達課程設計、課程內容，構建起整體的知識框架，同時對某一小節內容進行詳細、精確的講解，同時預留相關練習和測試內容，使學生在學習結束后能自我檢測學習效果。
2.課上討論。課上階段是課前階段的延續和深化，在這一階段，課堂就要變身為質疑和討論的場所，通過匯總歸納學生在自學過程中面臨的問題，并且教師合理有效地在講解過程中拋出新的問題引導學生進行深入的討論，此外，在難點問題上開展繪圖練習，對具體的步驟、要點、難點、細節、規范等內容進行演示操作，并對學生的學習效果進行實際檢測，對部分學生開展個別輔導，組織學生開展小組合作，使得學生在愉悅、激辯的氛圍中學習并深化對知識的理解和掌握。3.課后升華。前兩個階段，學生對某些知識點、某些操作步驟已經有了初步的了解，但這些知識點是孤立存在的，因此在第三階段就需要通過某些確切的形式將這些零散的知識點連接起來，將其串成一條線，使學生能將知識內化為自身的能力，并鍛煉他們的動手能力、空間思維能力等。那么怎么樣才能做到呢?針對這個問題，我們設計了課后的實訓環節，由導師給出具體的模型或物體，在規定的時間內完成模型的繪制，可以分組進行也可以單獨進行，這樣就可以進一步促使學生運用所學知識提升自身技能，并拓展和升華知識體系。在完成以上工作后，能合理地發現問題，找到相關信息，并開始通過微視頻學習后續知識，開始下一知識點的課前學習階段。這樣就形成了一個首尾相連、相輔相成的教學環節，能有效地提升學生的學習興趣和促進知識的掌握。“翻轉課堂”基于互聯網時代信息技術在教育領域的應用，以其靈活多樣的特色，逐漸引領了傳統教學方式的時代變革。在“工程制圖”這門傳統的基礎課程中，“翻轉課堂”的應用和實踐已經逐漸成為課程建設的熱潮，怎樣合理地應用這種教學手段而達到事半功倍的效果，對于我們任課教師來講將是一項長期的任重而道遠的工作。
參考文獻：
[1]張躍國，張渝江.透視“翻轉課堂”[J].中小學信息技術教育，2012，(3).
[2]楊剛，楊文正，陳立.十大“翻轉課堂”精彩案例[J].中小學信息技術教育，2012，(3).
[3]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，(4).
[4][美]霍華德•加德納;胡雍豐，楊娟譯.奔向未來的人———五種心智助你自如應對未來社會[M].北京：商務印書館，2010，35-36.
[5]石紅梅.《電子工程制圖》一體化課程改革的嘗試[J].教育教學論壇，2012，(S2).
[6]陳立群.“翻轉課堂”與傳統教學方式的差異[J].學子：理論版，2015，(14).
作者：楊秀娟 裴金萍 吳明玉 單位：西北農林科技大學
推薦閱讀：《教育信息技術》是宣傳貫徹黨和國家的教育方針政策的主陣地，也是廣東省信息技術教育的唯一主流刊物。該刊是1980年廣州市創刊發行至今，新聞出版總署查詢刊號為44-1529/G4，現在是月刊周期發行。
