王偉華

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械和近機(jī)械專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程裝置問題的能力，但是由于機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和抽象性，導(dǎo)致教學(xué)活動(dòng)的開展有一定難度。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法作為一種新興的教學(xué)模式，能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐進(jìn)行有效融合，從根本上明確教學(xué)目標(biāo)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式僵局的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)預(yù)期。基于此，文章圍繞項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法；機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)；機(jī)械類專業(yè)

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門基礎(chǔ)專業(yè)課程，它具有較強(qiáng)的理論性、連貫性、系統(tǒng)性，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間推理能力和邏輯思維能力，是工科學(xué)生由基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的重要路徑，也是由理論課程向?qū)嵺`性較高的專業(yè)課程過渡的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

基于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和就業(yè)趨勢(shì)，結(jié)合高校工程論證的相關(guān)要求以及專業(yè)具體培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，能夠使學(xué)生具備良好的機(jī)械設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，具備足夠的分析和提煉機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力，從而在學(xué)習(xí)過程和日常生活中能夠有效解決問題，提出相應(yīng)的解決方案。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師要選用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的壁壘，全面促進(jìn)學(xué)生完成機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)脈絡(luò)。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革的必要性

受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育影響，在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師通常只是單向傳授知識(shí)內(nèi)容，對(duì)機(jī)器傳動(dòng)類型、傳動(dòng)系統(tǒng)組成及工作原理和特點(diǎn)、整體機(jī)械的設(shè)計(jì)和選用等教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，采用板書“灌輸式”教學(xué)。由于教學(xué)內(nèi)容過于書面化，理解難度高，學(xué)生普遍感到教學(xué)內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不高。為了有效規(guī)避這個(gè)問題，全面提升學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)熱情，改革當(dāng)前階段的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)理念和方法，是教育部門亟待解決的問題。

在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師要以課堂特點(diǎn)為基準(zhǔn)，選用并創(chuàng)新教學(xué)方法，使其貼合教學(xué)章節(jié)內(nèi)容。機(jī)械設(shè)計(jì)是使工科基礎(chǔ)課與專業(yè)課融會(huì)貫通的重要橋梁，其內(nèi)容廣泛，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和多變性。教師應(yīng)運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將理論基礎(chǔ)知識(shí)與生活實(shí)際內(nèi)容有效結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)積極性。

二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的概念詳解

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的應(yīng)用能夠從根本上打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的壁壘，使教學(xué)內(nèi)容得以有效拓展與延伸。它可以通過具體的實(shí)踐項(xiàng)目促使學(xué)生完成課堂理論與技術(shù)學(xué)習(xí)，從而構(gòu)建完善的專業(yè)知識(shí)體系，使學(xué)生具備良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)技巧。值得注意的是，在選擇項(xiàng)目時(shí)，教師要謹(jǐn)記以實(shí)際教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)。

此外，教師要起到良好引導(dǎo)作用，使整體教學(xué)脈絡(luò)清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)并自主探索項(xiàng)目問題，由此全面掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠從根本上做到以項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果為實(shí)際目的，督促學(xué)生在一定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)目標(biāo)，由此全面實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式轉(zhuǎn)變，驅(qū)動(dòng)學(xué)生從學(xué)習(xí)目的出發(fā)，完成課程任務(wù)，全面提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的發(fā)展方式

（一）建立項(xiàng)目課程體系

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠從根本上降低機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的難度，學(xué)生在項(xiàng)目結(jié)束后可以及時(shí)看到學(xué)習(xí)成效，從而對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的樂趣。但是，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中仍然有一定的不足之處。高校和教師應(yīng)該積極建立項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程體系，在實(shí)際教學(xué)過程中選用合適的項(xiàng)目課題，且要做到靈活多變，能夠按照具體情況適當(dāng)加入或減少相應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目。因此，在開展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法時(shí)，高校應(yīng)該積極建立完善的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程體系，制訂靈活的機(jī)制和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，全面促進(jìn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施。

（二）轉(zhuǎn)變教學(xué)思想觀念

傳統(tǒng)模式下的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)往往注重理論知識(shí)傳授，忽略理論與實(shí)際相結(jié)合，致使機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)效果不容樂觀。而項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法形式多變，并不拘泥于固定的一種，使得對(duì)學(xué)生整體學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了相應(yīng)變化。在教學(xué)過程中，教師運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，能使檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)更具前瞻性和指向性，從而更加清晰明了地認(rèn)識(shí)到教學(xué)漏洞與學(xué)生的不足之處，然后優(yōu)化與整改教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)有的價(jià)值。

四、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)施

（一）明確項(xiàng)目任務(wù)，制訂任務(wù)書

在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際教學(xué)過程中，想要有效開展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，教師就要確定項(xiàng)目主題的類型，通過確定下來的項(xiàng)目主題確定項(xiàng)目課題，然后圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)大綱和內(nèi)容主旨，展開相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，促使學(xué)生掌握機(jī)械與機(jī)械傳動(dòng)設(shè)置的一般設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)思想，從而引導(dǎo)并幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的機(jī)械設(shè)計(jì)能力及解決實(shí)際工程問題的能力。

例如，在講授“凸輪結(jié)構(gòu)基本尺寸的確定”時(shí)，首先，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生充分了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本流程，明確確定凸輪尺寸的主要方法和具體步驟；其次，教師帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)本節(jié)設(shè)計(jì)課題的特點(diǎn)，確定設(shè)計(jì)的基本環(huán)境和核心內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)裝置的功能分析，設(shè)計(jì)性能參數(shù)；最后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，確定凸輪結(jié)構(gòu)最優(yōu)性能參數(shù)。通過這種形式，學(xué)生清晰了解到不同的功能對(duì)應(yīng)完全不同的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，從而得到完全不同的設(shè)計(jì)方案。

（二）制訂相應(yīng)計(jì)劃，明確落實(shí)時(shí)間

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的有效運(yùn)用，離不開計(jì)劃的制訂。在制訂計(jì)劃的過程中，教師需要對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行分解，使設(shè)計(jì)內(nèi)容全面符合教學(xué)內(nèi)容，緊扣教學(xué)重點(diǎn)。

以機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的“輪表機(jī)構(gòu)中輪設(shè)計(jì)”教學(xué)為例，首先，教師向?qū)W生簡(jiǎn)述鐘表時(shí)針、分針及秒針之間的工作原理，詳細(xì)闡述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)指針運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)原理；其次，教師為各小組發(fā)放不同規(guī)格的齒輪設(shè)計(jì)工具，引導(dǎo)學(xué)生了解并透徹認(rèn)知鐘表運(yùn)作原理及設(shè)計(jì)原理，促使學(xué)生自行組建鐘表整體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比例計(jì)算能力及齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制設(shè)計(jì)能力；最后，教師檢查組裝完畢的鐘表機(jī)械設(shè)計(jì)，依據(jù)鐘表的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)比例、齒輪數(shù)量與整體機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指正總結(jié)，促使學(xué)生主動(dòng)思考，提高專業(yè)能力。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法也同樣適用于與輪表轉(zhuǎn)動(dòng)相同的“蝸桿傳動(dòng)”“帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)”等機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)。

（三）任務(wù)具體實(shí)施，解決相應(yīng)問題

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法科學(xué)合理地運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，除了理論指導(dǎo)之外，課堂實(shí)踐也是不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)。

例如，在講授“機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型”時(shí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室和工程訓(xùn)練中心，讓學(xué)生充分觀察并分析一個(gè)具體的機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng)裝置由哪些結(jié)構(gòu)和部件組成，選用了哪種設(shè)計(jì)方案，拓展學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野。

在教學(xué)過程中，帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選用方案相對(duì)較多，涉及帶、齒輪和鏈等組合。針對(duì)這一教學(xué)實(shí)際，教師可以讓學(xué)生從自己的邏輯思維角度出發(fā)，羅列相應(yīng)方案，對(duì)這些組合進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，讓學(xué)生清晰了解各個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工作原理。除此之外，教師要讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)減速器的相關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，明確認(rèn)知減速器在機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置中的具體作用，由此更好地設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置。

以“陶瓷放電管全自動(dòng)打印機(jī)”教學(xué)為例，首先，教師講解凸輪、上料、下料、打印、供墨機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容及工作原理，為學(xué)生項(xiàng)目實(shí)施夯實(shí)基礎(chǔ)；其次，教師向?qū)W生發(fā)放陶瓷放電管全自動(dòng)打印機(jī)的實(shí)際原料，引導(dǎo)學(xué)生自行組建打印機(jī)；最后，教師對(duì)學(xué)生自建打印機(jī)的供料率、打印質(zhì)量、供墨質(zhì)量等具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行指正，總結(jié)陶瓷放電管全自動(dòng)打印機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及主要機(jī)械理論，以提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)動(dòng)手操作能力和專業(yè)素養(yǎng)。

教師通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，能讓學(xué)生在接觸機(jī)械設(shè)計(jì)課程時(shí)，在腦海中建立部分與全局的區(qū)別，明確整體教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)目的，端正自身的學(xué)習(xí)態(tài)度，不斷突破自我、完善自我，豐富自身理論基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，有效增強(qiáng)專業(yè)技能，從而全面提高機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)成果，鞭策自身成為國(guó)家所需、社會(huì)所需的高質(zhì)量人才。

（四）正確引導(dǎo)學(xué)生，完善技巧總結(jié)

在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際教學(xué)過程中，為了能最大限度地確保機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目順利完成，教師可以要求學(xué)生按照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目步驟實(shí)施任務(wù)過程，促使學(xué)生自行分析、設(shè)計(jì)，并結(jié)合實(shí)際訓(xùn)練完成機(jī)械傳動(dòng)裝置的整體組合過程。在實(shí)訓(xùn)中，教師要督促學(xué)生對(duì)任務(wù)過程和結(jié)果進(jìn)行觀察、分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄整體傳動(dòng)裝置機(jī)器在工作過程中出現(xiàn)的問題，并運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)，對(duì)問題制訂出相應(yīng)的解決辦法。

例如，在對(duì)“聯(lián)軸器”“制動(dòng)器”單元內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)時(shí)，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和動(dòng)手操作能力，滿足學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)過程中的各種需要，避免學(xué)生“為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)”，最大限度地使學(xué)生能夠身臨其境地感受到機(jī)械設(shè)計(jì)的奧妙。這種通過無數(shù)次更改最終得到的成功，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到歷經(jīng)困難最終得以勝利的美妙感受，切實(shí)認(rèn)識(shí)到自身的進(jìn)步，體會(huì)成功的喜悅，從而樹立足夠的自信心，為未來發(fā)展和個(gè)人走向奠定良好的基礎(chǔ)。

綜上所述，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法科學(xué)合理地運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，能夠使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐操作環(huán)節(jié)有效融合，加深學(xué)生對(duì)工程認(rèn)證、機(jī)械工作原理的了解和掌握。在實(shí)際教學(xué)過程中，高校要合理制訂課程目標(biāo)，以此為根本出發(fā)點(diǎn)，對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目的。

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基金項(xiàng)目：2020年度廣東石油化工學(xué)院人才引進(jìn)項(xiàng)目“結(jié)晶型熱塑性聚合物快速熱循環(huán)注塑成型機(jī)理與性能研究”，項(xiàng)目編號(hào)：2020rc037。

（作者單位：廣東石油化工學(xué)院）