信息化環(huán)境下“翻轉(zhuǎn)課堂”式教學(xué)的設(shè)計與實踐獲獎科研報告

摘要：為滿足學(xué)生對某些知識點的個性化學(xué)習(xí)，在專業(yè)基礎(chǔ)課程《機械基礎(chǔ)》中“鉸鏈四桿機構(gòu)”教學(xué)中應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，結(jié)果表明翻轉(zhuǎn)課堂可促使學(xué)生在短時間內(nèi)獲得更多的知識，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)以及知識水平。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)模式;鉸鏈四桿機構(gòu)

引言

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及和應(yīng)用使人們可通過多種智能終端自如地獲得無時空、無地域限制的海量信息與服務(wù)。今年我校全面使用的“希沃授課助手”更使依托信息技術(shù)的“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式”在教學(xué)中煥發(fā)異彩，實現(xiàn)課前、課中、課后的高度契合，從而達(dá)到了更好的教學(xué)效果。下面筆者就“翻轉(zhuǎn)課堂”在《機械基礎(chǔ)》中的“鉸鏈四桿機構(gòu)”所作實踐匯報：

1“翻轉(zhuǎn)課堂”的含義

所謂“翻轉(zhuǎn)課堂”是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行重構(gòu)。即依托現(xiàn)代教育技術(shù)，由教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計和制作多個5—10分鐘的微視頻供學(xué)生課前學(xué)習(xí)，然后帶著疑問來到課堂，師生共同探究解決，完成作業(yè)。

2“翻轉(zhuǎn)課堂”在“鉸鏈四桿機構(gòu)”中的應(yīng)用實例

翻轉(zhuǎn)課堂將教學(xué)由“教-學(xué)”模式變成了“學(xué)-教”模式，教師把講的內(nèi)容、知識點編制成微視頻讓學(xué)生在課外觀看學(xué)習(xí)。筆者認(rèn)為：對于簡單的陳述性、事實性的知識，可以通過微視頻讓學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)，不必在課堂上重復(fù)學(xué)習(xí)，以便增加師生之間之間的互動和個性化的接觸時間，快捷而容易掌握所學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效率。

2.1實例：鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件

課前：教師錄制微視頻：（1）鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和分類;（2）曲柄存在的條件;（3）鉸鏈四桿機構(gòu)的應(yīng)用實例。

課中：教師巡回指導(dǎo)學(xué)生完成如下作業(yè)：

習(xí)題1：如圖鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知LBC=50cm，LCD=35cm，LAD=30cm，AD為機架，

（1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求LAB的最大值;

（2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求LAB的最小值。

課后：教師布置作業(yè)：要求學(xué)生自行選擇材料，確定四桿長度，設(shè)計任一鉸鏈四桿機構(gòu)。

教學(xué)視頻具有動態(tài)性、可視性、綜合性和人機交互性的特點，聲情并茂的視頻講解和形象生動的三維演示可突出重點、化解難點。筆者以為：對于某些核心的知識和思想、尤其是難以描述的動態(tài)等，可通過微視頻供學(xué)生課前自主掌握節(jié)奏和進(jìn)度。教師設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生在課前自主思考，留待翻轉(zhuǎn)課堂上深入討論。因此翻轉(zhuǎn)課堂可以將傳統(tǒng)課堂中的集體教學(xué)變?yōu)橐越虒W(xué)視頻為依托的一對一教學(xué)，取得比面對面講授更好的教學(xué)效果。

2.2實例：急回特性和死點位置

課前：教師制作微視頻：（1）急回特性;（2）死點位置;（3）急回特性和死點位置的應(yīng)用實例。

課中：分組討論：（1）機構(gòu)有無急回，取決于哪個因素？（2）極位夾角θ如何影響急回特性？（3）死點位置的成因？（4）哪些措施可使機構(gòu)順利通過死點位置？

課后：布置作業(yè)：（1）明確急回特性的意義，例舉1—2個縮短空回行程時間，提高生產(chǎn)率的實例;（2）例舉1—2個利用死點位置來實現(xiàn)工作要求的實例。

在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動由傳統(tǒng)的“課堂學(xué)習(xí)課后練習(xí)”，轉(zhuǎn)變成了“課余學(xué)習(xí)課堂練習(xí)”，從而增加了師生之間和學(xué)生之間的互動和個性化的接觸時間。筆者以為：某些知識的條理性和概括性很強，或是原有知識的拓展和延伸，或是已學(xué)知識的整合提升，學(xué)生無法靈活運用和創(chuàng)造性運用。此時，教師可通過“翻轉(zhuǎn)課堂”助教、助導(dǎo)，答疑解惑，將更多的時間和精力留給學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生課堂上的主體地位。

2.3實例：鉸鏈四桿機構(gòu)的演化

課前：教師制作微視頻：（1）曲柄滑塊機構(gòu);（2）導(dǎo)桿機構(gòu);（3）曲柄搖塊機構(gòu);（4）移動導(dǎo)桿機構(gòu)。

課中：課堂教學(xué)分階段完成：

（1）什么是曲柄滑塊機構(gòu)？如何演化而成？死點位置的成因？

（2）什么是導(dǎo)桿機構(gòu)？轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的演化條件是什么？

（3）以曲柄滑塊機構(gòu)的各構(gòu)件為固定件時，可以演化成哪些機構(gòu)？畫出它們的機構(gòu)簡圖。

完成自測題：

習(xí)題2：如圖二所示機構(gòu)中，已知AB=20mm，BC=60mm，e=10mm，則：

（1）e≠0時，該機構(gòu)的名稱是偏置曲柄滑塊機構(gòu);AB為曲柄的

條件是AB+e≤BC。當(dāng)AB為主動件時，它具有急回特性，它不具有“死點位置”。

（2）構(gòu)件C的行程H=40.64mm。若e=0時，此機構(gòu)是對心曲柄滑塊機構(gòu);

（3）當(dāng)AB為主動件時，它不具有急回特性，理由是θ=0?;此時滑塊C的行程H=40mm。

（4）圖示機構(gòu)中滑塊的急回方向為向右。

課后：布置作業(yè)，完成知識的拓展和延伸：

習(xí)題3：如圖三所示為一篩料主體機構(gòu)的運動簡圖，件1為主動件，件5為滑塊，各構(gòu)件的長度尺寸分別為：AB=70mm，BC=125mm，CD=110mm，AD=50mm，CE=225mm，試回答：

（1）該機構(gòu)由雙曲柄機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)組成;

若件AB作勻速轉(zhuǎn)動，則件CD有急回特性，滑塊E的移動為變速。

（2）若滑塊E向右工進(jìn)，則件AB的轉(zhuǎn)動方向為順時針，滑塊E的運動范圍為220mm。

（3）該機構(gòu)由7個運動副組成