劉相權(quán)

摘要：“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是工科近機(jī)類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。針對(duì)目前傳統(tǒng)教學(xué)方法中存在的不足，對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從教學(xué)內(nèi)容取舍、任務(wù)設(shè)計(jì)、實(shí)施過程和成績(jī)?cè)u(píng)定等方面對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革。教學(xué)實(shí)踐證明該方法能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)得到提高。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；教學(xué)研究；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0120-02

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是近機(jī)類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完機(jī)械制圖、工程材料、材料力學(xué)等基礎(chǔ)課程后進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)前必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，包含機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分的內(nèi)容，內(nèi)容多，涉及面廣。因此，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的問題，并采取有效的措施改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是教師教學(xué)方法研究的重要課題。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.先修課程開設(shè)不足

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的主要先修課程有機(jī)械制圖、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬工藝學(xué)、互換性與技術(shù)測(cè)量、金工實(shí)習(xí)等，只有學(xué)完這些先修課程，才能為本課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。但是目前北京信息科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┙鼨C(jī)類和非機(jī)類專業(yè)上述先修課程存在開設(shè)不足問題，使本課程的授課講解困難重重。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程涉及的基礎(chǔ)理論內(nèi)容較廣，且相對(duì)獨(dú)立，其特點(diǎn)是概念多，原理多，公式多，圖表多，內(nèi)容比較枯燥和單調(diào)，所學(xué)知識(shí)在學(xué)生以前的學(xué)習(xí)中很少接觸，初學(xué)時(shí)往往會(huì)感到吃力。同時(shí)，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生缺乏工程意識(shí)和實(shí)踐能力，容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想。

3.教學(xué)方法不當(dāng)

目前盡管“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)大多已采用了多媒體，在開課初期，多媒體豐富的動(dòng)畫的確可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是隨著教學(xué)內(nèi)容的深入，由于多媒體教學(xué)提供的信息量大，速度快，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容無(wú)法及時(shí)思考和總結(jié)，易造成填鴨式教學(xué)，便會(huì)感覺課程內(nèi)容枯燥，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而影響教學(xué)質(zhì)量。

4.考核方式單一

學(xué)生成績(jī)的考核評(píng)定采用期末考試成績(jī)（70%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（10%）+平時(shí)成績(jī)（20%）作為最終的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，這種簡(jiǎn)單評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法全面反映學(xué)生的實(shí)際水平，也不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，因此對(duì)于學(xué)生成績(jī)的考核評(píng)定方法應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母铩?/p>

二、教學(xué)方法改革措施

1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”包含了機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的兩部分內(nèi)容。兩者的研究?jī)?nèi)容很不相同，主要內(nèi)容是研究機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法。[1]現(xiàn)有的教材，為了追求理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，致使該課程內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)散，且大多數(shù)偏重于理論分析，未考慮到近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的先修課程開設(shè)不足的實(shí)際情況，例如帶傳動(dòng)受力分析或齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的推導(dǎo)公式過于冗長(zhǎng)，對(duì)于近機(jī)類專業(yè)學(xué)生不易理解和掌握，因此對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)一些復(fù)雜的的理論推導(dǎo)及證明予以刪除，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)公式的實(shí)際應(yīng)用。增加工程實(shí)例的講解，同時(shí)把課程設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容分解成若干任務(wù)融入課堂教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容的同時(shí)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。

2.教學(xué)方法多樣化，激發(fā)學(xué)生興趣

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和效率，可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，靈活采用多種教學(xué)方法，發(fā)揮不同教學(xué)方法的長(zhǎng)處。

（1）多媒體與板書相結(jié)合?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的“教師口述+ 板書”的授課方式，已不能滿足現(xiàn)代教育的需要。適度使用多媒體教學(xué)方法，通過生動(dòng)的動(dòng)畫、視頻等多媒體手段，使學(xué)生更形象地理解機(jī)構(gòu)工作原理和機(jī)器零部件的具體結(jié)構(gòu)，能將抽象的、難以理解的內(nèi)容變得簡(jiǎn)單直觀，有利于學(xué)生理解其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的公式進(jìn)行講解時(shí)，則以板書為主。通過“多媒體+板書”的授課方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（2）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物教學(xué)。在教學(xué)過程中，安排學(xué)生參觀機(jī)械零部件陳列室或?qū)嵙?xí)中心，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容對(duì)照實(shí)物進(jìn)行講解，學(xué)生能夠更加直接地感受到所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，加深對(duì)教材內(nèi)容的理解。對(duì)于比較復(fù)雜的部分，例如軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可首先組織學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀察后親自裝拆，增加感性認(rèn)識(shí)，然后再進(jìn)行課堂講解，使枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)。

（3）工程案例教學(xué)方法。由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”各章節(jié)之間的內(nèi)容自成體系，獨(dú)立性強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生初學(xué)時(shí)很難把握課程的中心內(nèi)容。采用典型、實(shí)用的工程案例方法進(jìn)行教學(xué)，就能把這些獨(dú)立的章節(jié)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)，同時(shí)可使學(xué)生直接接觸到工程應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講解機(jī)械原理的內(nèi)容時(shí)，可選擇以沖床為例，逐步向各知識(shí)點(diǎn)輻射進(jìn)行講解，這樣就把機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖畫法、自由度計(jì)算、連桿設(shè)計(jì)、急回特性、運(yùn)動(dòng)分析、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和飛輪設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，課程的學(xué)習(xí)就會(huì)顯得具有系統(tǒng)性，同時(shí)提高學(xué)生分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力。

（4）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法是以教學(xué)任務(wù)為主線，選取一個(gè)典型的項(xiàng)目作為總?cè)蝿?wù)貫穿教學(xué)的始終，按知識(shí)點(diǎn)將總?cè)蝿?wù)分解為若干個(gè)具體子任務(wù)，把課程教學(xué)的主要內(nèi)容融入到總?cè)蝿?wù)的各個(gè)階段，使教材中各章節(jié)的零散知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系在一起，有利于幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。課程的總?cè)蝿?wù)將在課程設(shè)計(jì)中得以充分體現(xiàn)。

在進(jìn)行“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)時(shí)，將“多媒體+板書”的授課方式貫穿始終，根據(jù)現(xiàn)有條件和教學(xué)進(jìn)度，適時(shí)安排現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物教學(xué)。在講解各章知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容后，采用典型工程案例進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上把各項(xiàng)子任務(wù)分配給學(xué)生，每個(gè)子任務(wù)都是總?cè)蝿?wù)的一部分，并且相互關(guān)聯(lián)，學(xué)生分組獨(dú)立完成全部子任務(wù)后，總?cè)蝿?wù)也就得以完成。通過多種教學(xué)方法的融合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的實(shí)施

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法是通過實(shí)施一個(gè)完整的任務(wù)而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，在此過程中把理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。筆者連續(xù)兩年在2010級(jí)、2011級(jí)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行了“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)改革。

1.任務(wù)的選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)目標(biāo)，筆者分別選取牛頭刨床、帶式卷?yè)P(yáng)機(jī)作為機(jī)械原理部分和機(jī)械設(shè)計(jì)部分的總?cè)蝿?wù)，如表1所示，按機(jī)械原理部分的知識(shí)點(diǎn)把牛頭刨床分為6個(gè)具體的子任務(wù)。如表2所示，按機(jī)械設(shè)計(jì)部分的知識(shí)點(diǎn)帶式卷?yè)P(yáng)機(jī)分為8個(gè)具體的子任務(wù)，[2]在教學(xué)過程中，任務(wù)與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地融合在一起，各個(gè)子任務(wù)之間可以是遞進(jìn)的，也可以是并列的，分別承載著獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)。全部子任務(wù)完成后，經(jīng)過合并整理也就完成了總?cè)蝿?wù)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的實(shí)施過程

在任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)實(shí)施過程中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容編制好總?cè)蝿?wù)書和各子任務(wù)書，學(xué)生每4～6人為一小組，以小組為單位完成任務(wù)。教師事先講解教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，隨后講解其在典型工程案例中的應(yīng)用，最后派發(fā)相關(guān)子任務(wù)，學(xué)生接到任務(wù)后，確定在各自小組內(nèi)的分工及合作形式，對(duì)于學(xué)生遇到的問題，教師提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和幫助，引導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，探索自行解決的方法，變被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)尋求知識(shí)，充分突出學(xué)生的主體性與教師的主導(dǎo)作用。

每一子任務(wù)完成后，各小組選擇出一位同學(xué)進(jìn)行試講，展示本組任務(wù)成果，其他組同學(xué)可以對(duì)其成果提出質(zhì)疑、進(jìn)行評(píng)價(jià)。在這個(gè)過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和現(xiàn)場(chǎng)處理問題的能力。任務(wù)講解完畢后，教師對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行更正，對(duì)其成果質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，加深學(xué)生的印象，最后要求學(xué)生在進(jìn)一步修改的基礎(chǔ)上提交任務(wù)報(bào)告書和PPT。各子任務(wù)完成后，教師進(jìn)行串講，各小組在此基礎(chǔ)上整合原有成果，完成總?cè)蝿?wù)的設(shè)計(jì)。[3，4]

3.考核評(píng)價(jià)方法的確定

根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的特點(diǎn)，該課程最終的評(píng)定成績(jī)將由平時(shí)成績(jī)、綜合能力成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考試成績(jī)幾部分組成，可以更全面地反映學(xué)生的實(shí)際能力和學(xué)習(xí)情況。成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在過程之中，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主性的學(xué)習(xí)。[5]

四、結(jié)束語(yǔ)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，是在教師主導(dǎo)下，以典型任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，學(xué)生以組為單位獨(dú)立完成一系列子任務(wù)，最終完成總?cè)蝿?wù)的一種教學(xué)方法。學(xué)生通過分組討論、查找相關(guān)設(shè)計(jì)資料、理論分析，自行尋找完成任務(wù)的方法，最后在老師的指導(dǎo)下完成工作。

實(shí)驗(yàn)證明，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)使學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性得到極大激發(fā)，取得了明顯的教學(xué)效果。通過小組內(nèi)成員之間以及師生之間的討論、溝通、合作和交流，既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，又使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉了分析問題、解決問題的能力。課程結(jié)束后，學(xué)生普遍認(rèn)為收獲很大，綜合素質(zhì)得到了提高，隨之積極參加、開展學(xué)校的各種課外科技活動(dòng)。

在教學(xué)改革的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，比如目前與任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)相關(guān)的教材、講義比較少；總?cè)蝿?wù)的數(shù)量比較少，有待進(jìn)一步開發(fā)更多典型的任務(wù)；在實(shí)施過程中，組內(nèi)個(gè)別成員過度依賴其他同學(xué)。教學(xué)改革是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，針對(duì)上述問題，筆者將在今后的教學(xué)過程中不斷改進(jìn)，最終達(dá)到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]邢琳，張秀芳.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械出版社，

2008.

[3]龔厚仙.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程改革[J].職業(yè)技術(shù)教育，2011，（17）：31-33.

[4]李云松.“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式探索[J].設(shè)計(jì)與研究，

2011，（2）：28-31.

[5]周密.對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)方法的幾點(diǎn)思考[J].科技信息，

2011，（3）：163.

（責(zé)任編輯：王意琴）