課題型教學模式在《機械分析應用基礎》教學中的應用

摘要：以課題型教學模式在《機械分析應用基礎》課程教學中的應用為例，圍繞課題型教學模式的選題、組織安排、考核、拓展及效果展開分析和討論。

關鍵詞：課題型教學模式；選題；機械分析應用基礎

課題型教學模式是以綜合課題為主線，從培養學生的工程意識入手，將學科體系的各章教學內容與行動體系課題任務的各階段同步有序地結合在一起，在教學實施過程中，將學科體系理論知識講授與行動體系學生完成課題的技能訓練步驟一一對應，培養學生職業能力的一種行動導向教學模式。

《機械分析應用基礎》是由理論力學、材料力學、機械原理、機械零件、公差配合與測量技術整合而成的一門課，它是介紹機械分析的基本知識、基本理論、基本方法及培養一定分析能力的專業基礎課。整合后的課程本著基礎理論夠用、重技能培養的原則，在課程教學中不僅傳授基礎理論知識，還注重應用型、技能型人才的綜合能力培養。

基于教學改革的大背景及技能型人才的培養目標，在教學過程中采用課題型教學模式，讓學生在針對課題的學習中用理論指導實踐，再通過實踐驗證理論知識，手腦并用，注重學習能力、工作能力、創新思維能力等職業關鍵能力的培養。運用綜合課題《典型機器主傳動系統的測繪與分析》，使學生掌握技能，掌握知識，學會學習，學會工作，學會共處，學會做人。

課題型教學模式的選題

課題的正確選擇是達到預期教學目標的關鍵，課題任務必須與課程內容息息相關，既要包含課程內容的基本理論和主要知識點，又要將課題任務貫穿在整個教學過程中。本課程的教學目標是使學生具有對常用機械傳動機構和通用零部件的工作原理、結構特點、應用場合的基本知識、基本理論的基本分析能力。課題選取應盡量選用涵蓋齒輪、凸輪、連桿機構等多種機構及常用零部件的典型機器，如內燃機、小型壓力機、牛頭刨床、顎式碎礦機、拋光機、裝訂機等為對象，把這些典型機器主傳動系統的可運動機器模型作為課題對象，首先對這些可動機器模型進行機構分析，然后進行運動分析、結構分析、工作承載能力分析及精度分析。

課題型教學模式的組織安排和考核

為了保證課題型教學模式更好地實施，必須做好實施前的準備，實施過程中的組織安排以及考核。

實施前的準備根據專業培養目標、課程教學要求和專業特點，基于現有的教學環境和條件擬定課題內容，編寫出課題指導書和任務書，注意在指導書中指出各章節要掌握、消化的主要內容和知識點，在任務書中指出要求學生結合課題機器模型進行拆卸、測繪、分析、繪圖等技能，模擬職業訓練所要完成的課題任務。在課題完成過程中，通過課題制作，積極思考消化知識點，將理論與實際相結合，改變原來完成習題、消化知識的做法。教學初始就讓學生進入角色，明確任務，為后續的課題制作做好思想準備。

實施中的組織安排將學生分成若干個小組，充分發揮學生的自我管理、自我完善能力，由班長按照學習能力、交往能力、動手能力、身體素質等綜合互補將學生分組，發揮每一個人在小組中的特長，并選出組長。課題由組長負責組織實施，小組分階段研討，明確各階段課題所要掌握的理論知識和結合課題所要完成的實際內容及要求，組員分工協作，既獨立完成各自的任務，又要共同協調相關問題，培養他們的獨立性與責任心、交流與合作能力。在進行機器模型測繪時，學生根據各自的能力，對難易不等的零件進行分工，既完成各自的零件圖繪制，又要將所有零件組合為裝配圖。這樣，學生既有分工又有合作，培養了學習能力及團隊精神，實現了自我獲取經驗，自我構建應用知識認知結構的目的。

充分利用實踐、生產教學環境教學場所不僅只是課堂，還應包括多功能專用課室或計算機房、校內有關專業實訓室、實習基地和校外的企業生產現場等。教學過程中，如果一開始就讓學生接觸這些復雜機器，學生將無從下手，達不到教學目的。應采用模擬情景，先安排學生在多功能專用課室觀看介紹機器、觀察機器工作情況的教學錄像片，讓學生具備感性認識，然后分析機器模型，進行機器模型實物的拆卸、測繪，再到專用計算機房畫CAD圖，進行機器模型的加工、組裝、調試和改進方案的實施等，最后到實習基地和校外的企業生產現場。通過理論、實踐、動手這樣一個反復循環獲取完整知識體系的過程，將職業情境和生活情境結合起來，使行動導向教學成為可能。

考核形式在實施過程中，教師分階段指導、檢查課題完成質量和進行綜合講評，最后學生對所完成的課題進行總結答辯。成績評定采取課題進行的各階段知識與技能的實時評價，學生自評和互評相結合的方式。學生的學習態度、互評結論、課題完成質量的書面結論和答辯成績等都作為評定學習成績的依據，改變了期末一張試卷決定成績的做法，更確切地評定學生的學習能力。

課題型教學模式的實施

課題型教學模式的實施過程直接影響到學習效果和課題完成的質量。在課程講授的開始，下達課題任務書，結合緒論的內容讓學生對各種典型機器的主傳動系統中不同類型的連桿機構、齒輪機構、凸輪機構等多種機構有初步了解，在教學的各個章節，學生針對自己的課題，帶著問題學習，變被動接受知識為主動探索知識，使課題任務的內容與授課、技能訓練同步。

動手能力的訓練學生動手能力的培養是高職教育與普通教育的重要區別。在機械傳動系統的運動分析教學后，針對課題除消化繪制機構運動簡圖知識點外，教師補充機械拆卸的一般規則，讓學生觀察自己的機器模型，了解、制定拆卸步驟，然后親自動手拆卸模型并測繪模型零件，畫出測繪零件的工作圖，強化測繪技能訓練。課題后期，要把拆卸的零件組裝回去，為使機器模型運動靈活，要對機器模型進行調試。通過這樣的基本技能的訓練過程，讓學生體驗職業崗位群的工作性質，在訓練中增強動手、動腦能力。

分析計算能力的訓練中等職業教育把動手能力的訓練作為重點，高職教育在注重動手能力訓練的同時，還要加強必要的理論分析、計算能力的訓練。如對課題機器中的各種機構進行幾何參數的確定和具體尺寸驗算，分析其合理性；在機械零件的承載能力分析教學后，對典型機械模型整體和各個構件分別進行承載能力的分析，畫出整體和構件的受力分析圖，對主要零件進行拉、壓、彎曲、扭轉的工作能力分析，畫出拉、壓軸力圖和彎矩、扭矩圖，對主要零件的危險截面進行承載能力分析計算。延伸到一般工程機械中，將實際構件簡化為力學模型，為現場機器裝配、裝配過程中的部件吊裝及整機吊裝的受力分析打下基礎，強化理論計算能力和實際應用能力的訓練。

創新思維的培養訓練從原來依附于完成課本習題來消化理論知識的做法，改為在課題任務的完成進程中感悟知識，提出多種解決問題的思路，創新思維的方案和途徑，提高分析和解決實際問題的能力。例如，教師在完成軸、軸承等的結構和工作能力分析的教學后，帶領學生到校內外觀察實際機器，對所測繪的機器模型進行結構分析，感悟實際機械零部件結構的真實情況。在這個過程中，學生會發現機器模型的靈活運動性較差，主要原因是滑動摩擦和裝配因素，于是積極思考，提出將機器模型高速軸的滑動支撐結構改為滾動支撐結構的方案，從中感悟到滾動摩擦比滑動摩擦的摩擦力小，提出提高工作效率的有效措施，繪制改進方案的結構圖和零件圖，并根據改進方案的結構尺寸進行承載能力的分析計算。針對影響靈活運動性的裝配因素，在裝配過程中，學生反復調試，從中找出最佳狀態。通過這些有序的觀察、運動分析、拆卸、測繪、繪圖、承載能力計算分析、結構安裝、改進分析及精度分析，并經過收集素材、搜索信息、查閱手冊、撰寫課題報告等環節的訓練，達到提高學生綜合素質的目的。

課題型教學模式的拓展

職業教育教學改革要以行動為導向，由靜態變為動態，由純理論知識的講授向綜合能力培養轉化，加強對學生三個職業能力（即方法能力、專業能力、社會能力）的培養，提高職業技能和職業素質。為了使這種教學模式更完善，我們計劃把課題型教學模式拓展到后續課程《機械制造技術基礎》中，在該課程教學中把所繪制的零件工作圖進行加工與工藝分析，完成夾具、刀具的選擇與設計，結合機加工實訓，讓學生根據自己編制的加工工藝把零件加工出來，最后結合鉗工實訓，進行實物裝配、調試、檢驗。在完成測繪、出圖、加工、裝配、調試的全過程中發現問題、解決問題，將圖紙變成機械傳動機構的實物。通過這種小型機器模型的制作過程，由簡到繁，為專業課學習以及畢業實踐打下良好的基礎，體現了從結構導向教學向行動導向教學的轉變，使學生的理論基礎更扎實，綜合技能更強，從而適應更廣的職業崗位群。

課題型教學模式的效果

在課題型教學模式的場景模擬中，學生已具有一定的技術理論知識，并扮演車間技術員的角色，實現了學校教育與職業崗位的“零距離”，為高技能人才培養打下了良好的專業基礎。同時，學生也增強了動手能力和工程意識，提高了綜合素質。

學生學習主動性得以提高場景模擬較好地調動了學生的學習積極性，增強了學生的學習興趣，使他們變被動學習為主動探索，加深對基礎知識、基本理論的理解，在從理論到實踐、從實踐到理論的過程中實現融會貫通，提高了自身的實踐能力，進一步熟悉了CAD軟件，為后續學習和求職打下良好的基礎。

工程意識得以提高通過以機器模型為媒介的一系列實踐活動，學生得到基本工程表達能力及工程技術應用能力的訓練。通過場景模擬實際工程課題，模擬完成職業崗位的實際工作任務，學生體驗到生產一線分工協作的重要性，給予學生自主學習、自由探究、自主發展的空間，提高了工程意識，培養了學生綜合知識應用能力、職業能力和創新意識。

社會能力得以提高課題任務的制作完成過程也是培養學生吃苦耐勞、克服困難、誠實做事、誠信做人等精神的過程，既體現了個人特長的重要性，又體現了團隊精神的重要性。

課題型教學模式要求教師本身必須具有較高的職業能力和淵博的學識。另外，在這種教學模式中，師生接觸多，需要教師付出更多的時間，因此，教師的職業道德和工作作風等都將直接影響到學生的做事態度。

參考文獻：

[1]姜大源.關于職業教育教學改革的理性思考[J].職業技術教育，2006，（15）.

作者簡介：

周華（1965—），河南方城人，回族，番禺職業技術學院高級工程師，研究方向為機電產品設計制造、實踐教學。

朱敏（1953—），遼寧鞍山人，順德職業技術學院教師，研究方向為機電產品設計制造。