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10.3969/j.issn.1671-489X.2016.15.103
摘 要 对机械类专业基础课机械基础中的“铰链四杆机构”尝试翻转课堂教学，设置课前家校翻转、课中堂内翻转、课后反馈等环节，把自主权交给学生，克服传统教学内容抽象枯燥、学生学习被动等因素，让学生自主学习和协作学习，收到很好的效果。
关键词 铰链四杆机构；翻转课堂；机械基础
中图分类号：G718.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）15-0103-03
1 翻转课堂教学实施动因
对机械类专业基础课机械基础中的“铰链四杆机构”实施翻转课堂教学，基本动因包含教学内容与学生学情两方面因素。
教学内容方面的因素 该内容安排于带传动、螺旋传动、链传动等传动形式教学之后，在实际生活中应用广泛。几个刚性构件，用转动副或移动副相互连接，却能实现平面或空间某些较为复杂的运动，相对其他传动形式较为抽象。具体内容由很多生活实例展开，相关知识罗列较多，缺少学生实践活动，特别在铰链四杆机构性质分析部分，尤显得枯燥，在知识的运用上也缺少相应实例，学生难以消化应用。
学生学情方面的因素 本教学内容教学对象为中职二年级学生，他们的特点是理论分析、设计、计算的能力相对较弱，但思维活跃、动手能力强，枯燥的理论与生活、生产实际的脱节，使他们在学习兴趣和主动性方面也有所不足，但他们迫切地期待成功，希望得到肯定。
2 翻转课堂教学过程设计
根据职业学校教改“以学生的能力为本位，教学内容模块化、项目化”新理念的要求，结合专业人才培养目标、学校教学资源、教材特点及地方企业用工需求，本着“够用的理论基础知识与相应理论操作有机结合”的思想，重构教学体系，调整教学内容，分设教学项目，改变教学策略，创设教学情境，促其在实践中学习，在实践中进步，在热情高涨中学有所成。
为充分发挥学生的自主能动性，达到预期的教学效果，从课前、课中、课后三个环节进行整体设计，课程设计结构如图1所示：
1）课前，通过自学铰链四杆机构基础知识，调研四杆机构在生产、生活中的应用，激起学生的好奇心，帮助学生架起理论和实践联系的桥梁，同时为后续课堂教学做好铺垫；
2）课中，通过完成与生活密切相关的具体的项目任务——电风扇摇头装置中摇头机构的设计，实现知识、能力、情感三维教学目标；
3）课后，以项目评价肯定学生成绩与付出，以成果展示使学生获得成就感，以小组讨论让学生积累经验，以项目拓展培养学生的创新精神。
课前翻转 针对项目，布置相关学习要求，学生在家完成对平面连杆机构相关基础理论的学习，实现家校翻转。学习的方式是多样的，例如：调用资料库，查阅资料；深入生活，走进企业，多渠道搜集连杆机构相关信息，以图片、视频、简图等形式汇报，同时小组汇总归纳。学习难度不大，实践活动也切实可行，在活动中对连杆机构的应用有了深刻的认识，把知识获取的渠道进一步拓展到生活、生产实际中，对后面项目实施颇有指导意义。
资料库形式如图2所示。学生手机资料通过网络上传到QQ群共享，如图3所示。
值得注意的是，教学资料库是课前翻转的支撑，教师备课已不是一纸教案能涵盖。翻转课堂的实现需要教师根据不同情况，在教学过程中不断地收集、整理、更新、完善资料库，生活实例、教师经验等都可以转变为学习的资源。教师应该将专业基础课程融合成一个知识体系：完善的理论基础，重难点微视频教程，大量的图片、视频资料、在合作企业的实践……资料源自生活实际，大平台、大视野。以铰链丝杆机构为例，在鹤式起重机、汽车雨刮、缝纫机等众多机器机构中都有应用，这些素材的积累能便于学生直接链接，能让学生在自学的过程中按需调用。
学生课前采用多样化咨询方式，可以用电话、网络或面对面交流等。学生课前学习成效如何，通过小组答疑活动的形式开展，教师解答学生学习中的疑惑，指导学生进一步分类整理咨询的材料，从中分析归纳出有用信息。同时在学习方法、资料收集方式等方面进行适当指导，抛砖引玉，为课中学习奠定基础。
课中翻转 课中的项目以“电风扇摇头装置设计”
为工作任务，由任课教师与企业导师一起指导。设置项目任务的难度不大，学生有完成项目的信心和动力，同时也给部分学生进一步深入的空间。学生在完成任务过程中，运用课前翻转中获取的理论和信息为支撑，借助资料库，做中学、学中做，逐步实现教学目标。在任务实施过程中适当增加一些量化的要求，在任务书中详细说明，保证人人动手、人人思考，也便于过程评价、综合评价。主要课堂流程如图4所示。
打开电风扇，启动摇头装置，感受阵阵凉风，使学生直接感观；观看视频《电风扇的前世今生》，了解电风扇发展史，拓宽学生视野，让学生了解产品设计、创新需要考虑的因素，如外形、使用场合、使用者、操纵控制、节能环保等，提高学生的创新能力。
此阶段安排全体学生讨论：作为一个电风扇的使用者，针对电风扇摇头这一动作，希望能达到怎样的要求？教师在黑板上简单列出：小巧，以免机头太笨重；摇头的时候要平稳；噪音要低；自动摇摆；送风角度根据需要调节……引导学生换位思考，大胆设想，勇敢表达，寻找创新点。
学生分组活动，自行制订计划、拟定方案、完成分析及设计计算，最后完成模型搭建。因为有课前翻转的基础，基础知识不用反复强调。在解决问题过程中遇到的问题，学生在资料库的引导下，充分利用模型，有针对性地展开探究活动，教师分组给予指导。在此过程中，每位学生建立工作备忘，同时也是工作成果的展现，有效地避免了分组活动时部分学生的袖手旁观。
期间安排的组间讨论可以解决一些共性的问题，实现不同设计方案的比较和工作方法的交流。组间交流，成功经验的分享，引导学生反思自己方案中的不足，取长补短，共同进步。教师从过程中及时发现问题，对有困难学生适时给予帮助。
教师或小组长组织过程性评价、个人自评等；组长完成计划表兼记录表，记录突出贡献学生名单，组内互评；教师对各组工作状态做出评价，构成教学过程中全面的评价体系。
模型制作时学生根据自己的设计，选择适当材料，完成模型，并模拟摇头动作。企业导师巡视并引导学生解决搭建模型中遇到的问题。最后接通电机试运行，企业导师点评，指出大家操作中存在的问题，强调实际生产中的安全问题。有能力、有条件的采用虚拟软件数字建模，进行更深入的设计。
课后反馈 企业导师指导学生拆开电风扇机头部分，引导学生观察摇头装置中的平面连杆机构，并与学生的设计方案进行比较分析。教师肯定学生在项目完成过程中的积极状态，以及组长在组内活动中发挥的作用；表扬大胆设想、敢于表达自我的学生，表扬在计算机绘图、模型制作中表现突出的学生。
各组展示成果，学生归纳整理工作备忘及图纸，回顾项目完成过程中涉及的几个重要问题。小组讨论总结工作中的经验和教训，组间交流。
教师通过回顾分析，理清思路，更好地呈现整个设计过程，理清重难点。这个过程是学习内容的梳理，更是学习方法的交流总结。
组织全班留意各组的设计方案在实际生活中的其他应用并交流汇总，集思广益，举一反三，培养学生的创新精神。
3 翻转课堂教学后的感受
实施翻转课堂，运用大课堂理念，实现教学资源整合，处处可以学，时时可以学，学多少、学多深，可以按需自由选择。教学中把理论和实践操作结合在一起，通过优化教学设计，实现做中学、做中教，教学做合一。在完成必要的理论教学的同时，提高学生的动手能力，使学生学会如何分析和处理常用平面四杆机构工作中存在的问题。教学过程中充分调动学生的学习热情和主动性，注重训练学生自主学习能力、分析解决实际问题的能力，培养学生严谨的工作态度和良好的合作意识。
摘 要 对机械类专业基础课机械基础中的“铰链四杆机构”尝试翻转课堂教学，设置课前家校翻转、课中堂内翻转、课后反馈等环节，把自主权交给学生，克服传统教学内容抽象枯燥、学生学习被动等因素，让学生自主学习和协作学习，收到很好的效果。
关键词 铰链四杆机构；翻转课堂；机械基础
中图分类号：G718.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）15-0103-03
1 翻转课堂教学实施动因
对机械类专业基础课机械基础中的“铰链四杆机构”实施翻转课堂教学，基本动因包含教学内容与学生学情两方面因素。
教学内容方面的因素 该内容安排于带传动、螺旋传动、链传动等传动形式教学之后，在实际生活中应用广泛。几个刚性构件，用转动副或移动副相互连接，却能实现平面或空间某些较为复杂的运动，相对其他传动形式较为抽象。具体内容由很多生活实例展开，相关知识罗列较多，缺少学生实践活动，特别在铰链四杆机构性质分析部分，尤显得枯燥，在知识的运用上也缺少相应实例，学生难以消化应用。
学生学情方面的因素 本教学内容教学对象为中职二年级学生，他们的特点是理论分析、设计、计算的能力相对较弱，但思维活跃、动手能力强，枯燥的理论与生活、生产实际的脱节，使他们在学习兴趣和主动性方面也有所不足，但他们迫切地期待成功，希望得到肯定。
2 翻转课堂教学过程设计
根据职业学校教改“以学生的能力为本位，教学内容模块化、项目化”新理念的要求，结合专业人才培养目标、学校教学资源、教材特点及地方企业用工需求，本着“够用的理论基础知识与相应理论操作有机结合”的思想，重构教学体系，调整教学内容，分设教学项目，改变教学策略，创设教学情境，促其在实践中学习，在实践中进步，在热情高涨中学有所成。
为充分发挥学生的自主能动性，达到预期的教学效果，从课前、课中、课后三个环节进行整体设计，课程设计结构如图1所示：
1）课前，通过自学铰链四杆机构基础知识，调研四杆机构在生产、生活中的应用，激起学生的好奇心，帮助学生架起理论和实践联系的桥梁，同时为后续课堂教学做好铺垫；
2）课中，通过完成与生活密切相关的具体的项目任务——电风扇摇头装置中摇头机构的设计，实现知识、能力、情感三维教学目标；
3）课后，以项目评价肯定学生成绩与付出，以成果展示使学生获得成就感，以小组讨论让学生积累经验，以项目拓展培养学生的创新精神。
课前翻转 针对项目，布置相关学习要求，学生在家完成对平面连杆机构相关基础理论的学习，实现家校翻转。学习的方式是多样的，例如：调用资料库，查阅资料；深入生活，走进企业，多渠道搜集连杆机构相关信息，以图片、视频、简图等形式汇报，同时小组汇总归纳。学习难度不大，实践活动也切实可行，在活动中对连杆机构的应用有了深刻的认识，把知识获取的渠道进一步拓展到生活、生产实际中，对后面项目实施颇有指导意义。
资料库形式如图2所示。学生手机资料通过网络上传到QQ群共享，如图3所示。
值得注意的是，教学资料库是课前翻转的支撑，教师备课已不是一纸教案能涵盖。翻转课堂的实现需要教师根据不同情况，在教学过程中不断地收集、整理、更新、完善资料库，生活实例、教师经验等都可以转变为学习的资源。教师应该将专业基础课程融合成一个知识体系：完善的理论基础，重难点微视频教程，大量的图片、视频资料、在合作企业的实践……资料源自生活实际，大平台、大视野。以铰链丝杆机构为例，在鹤式起重机、汽车雨刮、缝纫机等众多机器机构中都有应用，这些素材的积累能便于学生直接链接，能让学生在自学的过程中按需调用。
学生课前采用多样化咨询方式，可以用电话、网络或面对面交流等。学生课前学习成效如何，通过小组答疑活动的形式开展，教师解答学生学习中的疑惑，指导学生进一步分类整理咨询的材料，从中分析归纳出有用信息。同时在学习方法、资料收集方式等方面进行适当指导，抛砖引玉，为课中学习奠定基础。
课中翻转 课中的项目以“电风扇摇头装置设计”
为工作任务，由任课教师与企业导师一起指导。设置项目任务的难度不大，学生有完成项目的信心和动力，同时也给部分学生进一步深入的空间。学生在完成任务过程中，运用课前翻转中获取的理论和信息为支撑，借助资料库，做中学、学中做，逐步实现教学目标。在任务实施过程中适当增加一些量化的要求，在任务书中详细说明，保证人人动手、人人思考，也便于过程评价、综合评价。主要课堂流程如图4所示。
打开电风扇，启动摇头装置，感受阵阵凉风，使学生直接感观；观看视频《电风扇的前世今生》，了解电风扇发展史，拓宽学生视野，让学生了解产品设计、创新需要考虑的因素，如外形、使用场合、使用者、操纵控制、节能环保等，提高学生的创新能力。
此阶段安排全体学生讨论：作为一个电风扇的使用者，针对电风扇摇头这一动作，希望能达到怎样的要求？教师在黑板上简单列出：小巧，以免机头太笨重；摇头的时候要平稳；噪音要低；自动摇摆；送风角度根据需要调节……引导学生换位思考，大胆设想，勇敢表达，寻找创新点。
学生分组活动，自行制订计划、拟定方案、完成分析及设计计算，最后完成模型搭建。因为有课前翻转的基础，基础知识不用反复强调。在解决问题过程中遇到的问题，学生在资料库的引导下，充分利用模型，有针对性地展开探究活动，教师分组给予指导。在此过程中，每位学生建立工作备忘，同时也是工作成果的展现，有效地避免了分组活动时部分学生的袖手旁观。
期间安排的组间讨论可以解决一些共性的问题，实现不同设计方案的比较和工作方法的交流。组间交流，成功经验的分享，引导学生反思自己方案中的不足，取长补短，共同进步。教师从过程中及时发现问题，对有困难学生适时给予帮助。
教师或小组长组织过程性评价、个人自评等；组长完成计划表兼记录表，记录突出贡献学生名单，组内互评；教师对各组工作状态做出评价，构成教学过程中全面的评价体系。
模型制作时学生根据自己的设计，选择适当材料，完成模型，并模拟摇头动作。企业导师巡视并引导学生解决搭建模型中遇到的问题。最后接通电机试运行，企业导师点评，指出大家操作中存在的问题，强调实际生产中的安全问题。有能力、有条件的采用虚拟软件数字建模，进行更深入的设计。
课后反馈 企业导师指导学生拆开电风扇机头部分，引导学生观察摇头装置中的平面连杆机构，并与学生的设计方案进行比较分析。教师肯定学生在项目完成过程中的积极状态，以及组长在组内活动中发挥的作用；表扬大胆设想、敢于表达自我的学生，表扬在计算机绘图、模型制作中表现突出的学生。
各组展示成果，学生归纳整理工作备忘及图纸，回顾项目完成过程中涉及的几个重要问题。小组讨论总结工作中的经验和教训，组间交流。
教师通过回顾分析，理清思路，更好地呈现整个设计过程，理清重难点。这个过程是学习内容的梳理，更是学习方法的交流总结。
组织全班留意各组的设计方案在实际生活中的其他应用并交流汇总，集思广益，举一反三，培养学生的创新精神。
3 翻转课堂教学后的感受
实施翻转课堂，运用大课堂理念，实现教学资源整合，处处可以学，时时可以学，学多少、学多深，可以按需自由选择。教学中把理论和实践操作结合在一起，通过优化教学设计，实现做中学、做中教，教学做合一。在完成必要的理论教学的同时，提高学生的动手能力，使学生学会如何分析和处理常用平面四杆机构工作中存在的问题。教学过程中充分调动学生的学习热情和主动性，注重训练学生自主学习能力、分析解决实际问题的能力，培养学生严谨的工作态度和良好的合作意识。