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工程材料與熱成形技術(shù)課程實踐論文
高等工程教育越來越關(guān)注學生工程實踐能力的培養(yǎng)，而課堂是培養(yǎng)學生的主陣地，是影響學生學習效果的關(guān)鍵因素。提高高等工程教育課堂的教學質(zhì)量，是決定高校學生工程實踐能力培養(yǎng)的主要因素。高等工程教育的課堂更偏重于理論和實踐的結(jié)合，而我國大學工程教育普遍存在“強調(diào)工程科學、軟化工程實踐、脫離產(chǎn)業(yè)需求”狀況，課程目標脫離工業(yè)需求、課程結(jié)構(gòu)分離工程能力、課程內(nèi)容偏離工程實踐；課堂教學只強調(diào)知識的傳授，而忽略了實踐能力的培養(yǎng)；以教師為中心的課堂教學模式被廣泛使用，學生始終處于被動接受的位置。按照工程教育專業(yè)認證專家委員會的標準，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，學生除了掌握傳統(tǒng)的技術(shù)能力外，還應具備較好的人文社會科學素養(yǎng)、較強的社會責任感和良好的工程職業(yè)道德，較強的溝通交流、團隊合作、靈活應變、信息處理等非技術(shù)能力。在這些能力方面，我國高等工程教育的教學現(xiàn)狀與社會需求之間存在較大差距。要想完全改變現(xiàn)狀、縮小差距，需要社會、學校等方方面面的持續(xù)改革。在近期，部分的改進可以通過課堂教學改革來實現(xiàn)，采取的措施就是引進翻轉(zhuǎn)課堂教學。在翻轉(zhuǎn)課堂中，典型的課堂講解時間由實驗和課內(nèi)討論等活動代替，而課堂講解則以視頻等其他媒介形式由學生在課外活動時間完成。翻轉(zhuǎn)課堂將普通課堂中的講授移到課外進行，課堂內(nèi)通過實驗、項目訓練、研討、團隊合作完成任務等方式讓學生成為學習活動的主動實踐者，學生的工程實踐能力和交流、協(xié)作能力在課堂上得到很好的鍛煉。教師則由講臺上傳道授業(yè)解惑的“演員”轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W活動的“導演”和學生身邊的“教練”，學生則由講臺下被動接受的“觀眾”轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W活動的主動參與者。“工程材料與熱成形技術(shù)”課程涉及材料的組織、性能及其應用、熱成形技術(shù)、熱加工工藝設(shè)計等內(nèi)容，是機械類學生重要的綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，是引導學生進入專業(yè)領(lǐng)域，培養(yǎng)學生具有應用創(chuàng)新能力的綜合訓練課程，在機械類人才的培養(yǎng)中起到非常重要的作用。以往學生在學習時遇到許多困惑和問題，如學生們習慣了理科類課程主要用分析方法進行的學習，對主要是用歸納與綜合方法研究問題的工藝類課程感覺知識零亂、知識點之間缺乏邏輯性、不系統(tǒng)。進而形成剛上課還能跟得上，課程進行中就有一部分學生掉隊，期末部分學生考核不及格的不良教學效果。分析原因除課程性質(zhì)外，還有部分學生缺乏自我約束力、沒有自學能力、實踐教學效果不良等。因此，在工程材料與熱成形技術(shù)課程中進行翻轉(zhuǎn)課堂教學具有以下優(yōu)點：課程中絕大部分理論都來源于實習、實踐，適合學生自學；在多媒體、計算機、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的支持下，信息的傳遞變得越來越便捷和容易，可以實現(xiàn)學生課前利用一定的教學手段了解需要學習的內(nèi)容，課堂上的時間用于學生對知識的吸收內(nèi)化；通過課下學生之間交流與課堂上師生的互動交流，既鍛煉了學生的表達能力，又對其學習起到督促作用，有助于大多數(shù)學生學習成績的提高；鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，有利于培養(yǎng)學生的自主學習能力。
一、工程材料與熱成形技術(shù)課程翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計
翻轉(zhuǎn)課堂實施分為三個步驟：課前準備、課上翻轉(zhuǎn)、課程評價。鐵碳合金相圖是“工程材料與熱成形技術(shù)”課程教學中的重點和難點，我們通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式來解決這一難題。
�。ㄒ唬┱n前準備
課前準備包括以下幾項內(nèi)容：首先要制定教學目標與評價方式，其次根據(jù)教學目標設(shè)計課前任務單，最后根據(jù)課前任務單準備學習資源。1.課前任務單設(shè)計。課前任務單的內(nèi)容包括三大部分：
（1）學習指南：①課題名稱：鐵碳合金相圖。②達成目標：通過觀看教學視頻、閱讀教材，分析給定的學習材料，完成“自主學習任務單”規(guī)定的任務，掌握鐵碳合金相圖。③學習方法建議：在掌握三種基本相圖的基礎(chǔ)上學習鐵碳合金相圖；建議聯(lián)系同素異晶轉(zhuǎn)變過程理解鐵碳合金的基本相和相圖。④課堂學習形式預告：a、小組內(nèi)分析典型鐵碳合金的結(jié)晶過程；小組間交流鐵碳合金相圖的畫法技巧。b、課內(nèi)晉級作業(yè)。c、每個小組歸納出一種鐵碳合金的應用在課上交流。
�。�2）學習任務：回答以下問題①鐵碳合金有哪些基本相？②鐵碳合金的基本組織有哪些？與基本相是什么關(guān)系？③鐵碳合金相圖是怎樣建立的？分幾個步驟？④純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變與鐵碳合金的基本相是什么關(guān)系？
�。�3）困惑與建議：這項內(nèi)容由學生在自主學習以后填寫。2.準備學習資源。包括教材、參考書、論文、視頻資源等，其中教學視頻是學習資源中的重點。一般教學視頻的制作可分為以下5個步驟。
�。�1）分析：教學對象、學習者的能力、學習環(huán)境；教師的時間、精力、媒體素養(yǎng)等。
（2）整理：首先準備素材，素材包括課件、圖片、音頻、視頻文件；第二步做腳本，需要標注每一段教學內(nèi)容的展現(xiàn)形式、用到的配套資源、大概耗費時間等內(nèi)容。
�。�3）制作：視頻制作的主角是教師。教師用熱情、專業(yè)精神去感染學生。
（4）發(fā)布：發(fā)布在學校的教學網(wǎng)或?qū)W習管理系統(tǒng)中，也可以存到網(wǎng)盤供學生下載，當然還可以發(fā)布到各類視頻網(wǎng)站。發(fā)布時間選擇在課程開始前兩到三天。視頻的發(fā)布要配合前面制作的自主學習任務單，使學生在學習時有章可循。
�。�5）反饋：根據(jù)學生觀看教學視頻的情況來調(diào)整教師的課上活動，并對觀看視頻好的學生給予獎勵。根據(jù)學生對視頻的意見和建議修改教學視頻。
�。ǘ┱n上互動與交流
翻轉(zhuǎn)課堂的課上教學大致分為以下四步。
1.檢測。檢測學生的自主學習成效，難度不超過自主學習任務單的要求。我們用題目“鐵碳合金的基本組織”，這一階段大約需要10分鐘。
2.作業(yè)。需要學生在20分鐘內(nèi)完成以下題目：畫出簡化的Fe-Fe3C相圖，說明圖中特性點、線的含義，填寫各區(qū)域的相和組織組成物；分析含碳量分別為0.20%、0.45%、0.77%和1.2%的鐵碳合金從液態(tài)緩慢冷卻至室溫的組織轉(zhuǎn)變過程，繪出室溫組織示意圖，說明其力學性能有何不同。
3.協(xié)作、探究。通過協(xié)作和探究來解決在檢驗和作業(yè)過程中學生的困惑。我們采用的方式是學生以小組為單位協(xié)作學習、討論。這一階段大約需要5~7分鐘。
4.展示、質(zhì)疑、闡釋。首先給學生5分鐘，每個小組提出一個在前一階段討論中遇到的共性問題，由學生小組互相解答，教師指導。最后由學生或教師提出一個鐵碳合金應用問題，小組討論2分鐘后回答。
�。ㄈ⿲W習評價
良好的課程評價體系對學生的學習積極性有激勵作用。顯然，形成性評價更適合翻轉(zhuǎn)課堂。配合學�？荚嚪绞椒椒ǜ母镏贫ǹ己朔桨�，平時成績占60%，期末占40%。平時成績重在考查學生課前學習和課中的參與質(zhì)量。
1.課前學習情況的評分標準。1分，不知道如何回答老師問題的學生，說明沒有預習，給最低分。2分，學生嘗試回答問題，但回答錯誤，并且沒有顯示出任何先前知識、課程學習資源知識或課本知識。3分，學生基于先前知識回答了問題，但答案不完整，也沒有用到教材中或課前學習資料中的適量信息。4分，學生準確地回答了問題，并給出了完整的解釋，充分用到預習資料中的內(nèi)容，甚至通過其他途徑獲得了更豐富的答案，比如網(wǎng)絡。
2.課中學習情況。課中主要考察學生的態(tài)度、呈現(xiàn)、合作互助精神、討論發(fā)言的質(zhì)量及創(chuàng)造性，可以與課中教學的5個環(huán)節(jié)（合作探究、釋疑拓展、練習鞏固、自主糾錯、反思總結(jié)）結(jié)合，每項設(shè)定合適的分數(shù)。其中包括教師的評價和小組內(nèi)學生的互評。翻轉(zhuǎn)課堂后學生的總評成績均有一定幅度的提高，翻轉(zhuǎn)課堂取得了較好的教學效果。
二、思考與總結(jié)
�。ㄒ唬┓D(zhuǎn)課堂應具備整體化的教學設(shè)計思想
實施翻轉(zhuǎn)課堂教學，教師的教學設(shè)計就變得尤為重要，教師備課的工作量因此加大了很多。教師在備課中不但要準備教學內(nèi)容，還要準備學生的學習過程，即學生作為一個自主學習者在學習新知識時的思維過程。因此，翻轉(zhuǎn)課堂的教學設(shè)計對教師能力的要求比傳統(tǒng)教學要高很多。
�。ǘ┱n堂上講授內(nèi)容要少而精
課上教學環(huán)節(jié)組織的好壞是翻轉(zhuǎn)課堂成敗的關(guān)鍵。首先遇到的問題就是多講與少講的問題，翻轉(zhuǎn)課堂不是不講課，而是要少講、精講。教師要根據(jù)了解到的學生課前學習情況，講學生需要的、存在問題的內(nèi)容。課前任務單布置的任務不能講，否則學生可能不會進行課前學習。如果學生完不成課前學習任務，教師要查找原因，做出及時調(diào)整。如果確實是由于課前任務設(shè)計不合理，需要完善課前學習任務單。教師在翻轉(zhuǎn)課堂上的講課時間越少，翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果越好。
（三）教學中應以學生為主
我國的高等教育是以教師為中心的教學文化，也就是圍繞“教師為中心、教材為中心和課堂為中心”而組織的，雖然發(fā)揮了教師在教學過程中的權(quán)威和主導作用，卻忽視了學生的主體性和能動性。這種教學理念及相應的教學方法，有不利于發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性的一面，更有不利于培養(yǎng)學生主動實踐能力的另一面。學習畢竟是學生自己的事情，只有學生自覺地參與到學習中來，才能實現(xiàn)教育之根本目的。建立以學生的學習為中心的課堂，轉(zhuǎn)變具有工業(yè)化時代特征的以教師為主的教學方式，讓學生對學習充滿期待，是信息化時代課堂教學轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。因此，在教學中強調(diào)學生的主體地位就顯得十分重要，讓每一位學生都能發(fā)揮自身的潛能，激發(fā)學習的積極性、主動性，實現(xiàn)全面發(fā)展。
�。ㄋ模┨岣邔W生的工程實踐能力
工程材料與熱成形技術(shù)課程是大多數(shù)機械類或近機類專業(yè)學生較早接觸到的技術(shù)基礎(chǔ)課，因而其教學成效對學生今后學習專業(yè)課及對專業(yè)興趣的培養(yǎng)，乃至今后對實踐在工程中重要性的認識上都有極其重要的影響。而課程的教學質(zhì)量與工程訓練中學生的實踐技能訓練質(zhì)量密切相關(guān)，學生理論學習的效果一定程度上取決于實習中實踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量。而工程教育實踐教學應以學生為中心、以活動為中心，為學生營造自我體驗、自主學習、自由創(chuàng)造的環(huán)境，讓學生開展基于項目的學習，在“做中學”�！白鲋袑W”的核心在于以學生為中心，讓學生從構(gòu)思階段的概念設(shè)計開始，經(jīng)歷產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品實現(xiàn)，自主鉆研，主動實踐；在“做中學”模式中，通過不同層次的項目實踐活動，讓學生獲得應用工程科學技術(shù)知識設(shè)計產(chǎn)品的能力和制作產(chǎn)品的能力。
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