《機械制造技術》是高等職業技術院校機電類專業非常重要的一門專業課,它涉及了機械加工所必備的多方面專業知識,對學生職業能力的培養有著非常重要的作用,具有實踐性和綜合性強的特點。但長期以來,我們在教學實踐中發現學生普遍感覺這門課學起來比較枯燥,理論難以聯系實際,學習興趣不高、思維不活躍,分析問題和動手解決問題的能力得不到培養,在具體的項目實施時束手無策等等問題。因此,進行教學改革勢在必行。我們在《機械制造工技術》課程的教學改革中嘗試采用項目教學法,取得了良好效果。
一、項目教學法及其特點
在職業技術培訓中,項目是指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的任務。項目教學法是以學生的自主性、探索性學習為基礎,采用類似科學研究及實踐的方法,促進學生主動積極發展的一種新型的教學方法,它將涉及某一實際項目的相關理論知識和實踐技能組合成一個有機的教學整體,通過確定項目任務、制定項目計劃、項目實施、檢查評估、實踐檢驗五個環節的實施來達到教學目的。
基于建構主義的項目教學法與傳統的教學模式相比,由以教師為中心轉變為以學生為中心,由以教材為中心轉變為以“工程項目”為中心,由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心。學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。教師將需要解決的問題或需要完成的任務以項目的形式交給學生,以小組工作方式,由學生在教師的指導下按照實際工作的完整程序,共同制定計劃、共同或分工完成整個項目。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,培養分析解決問題的能力及團隊精神和合作能力等。實踐貫穿于教學的始終,使學生學有所用、學以致用,理解和把握課程要求的知識和技能,提高綜合職業能力。
二、項目教學法的教學設計與實施
1.教學任務轉化為具體學習項目。在項目教學法中,項目的選取是關鍵。教學的整個過程和所有的內容都以工程項目來貫徹,盡可能的確立實用優秀的項目來調動學生參與的積極性,使學生在真實的問題情境下應用舊知識探索新知識,使所學知識得到鞏固、加深和遷移,提高教學效果。
項目要包含全部教學內容并盡可能自然、有機地結合多項知識點。我們在《機械制造技術》教學中,把項目分成3種類型:工藝模塊、技能訓練模塊、裝配模塊。其中工藝模塊細分為:金屬切削基本原理模塊(考核刀具和切削用量的選擇),工藝規程模塊(考核機械加工工藝擬定),表面精度與表面質量模塊(考核加工精度的分析),夾具設計模塊;技能訓練模塊細分為常規加工(車、銑、磨、鉆等)和數控加工(數控車、數控銑/加工中心、線切割)兩個子模塊。結合學校具體的情況,我們選取的是減速箱主要零件(主軸、箱體)的加工、整體裝配作為項目。減速箱的組成零件屬于典型零件,具有一定的代表性。學生在學習本課程前已經進行了金工實習,并在零件測繪實訓時對減速箱進行了測繪,而且減速箱也是在機械設計課程中的實訓項目,大部分零件可以在學校的實訓基地制造,因此項目選擇具有可行性。在項目任務的安排上,按由簡到繁、由易到難、由小到大的順序逐步展開。
2.提供必要的參考步驟、資料。項目實施前,先要確定一個能完成任務的最低標準,并告訴學生先做什么、后做什么,以避免接受能力較差的學生面對項目時束手無策,又能避免學生走不必要的彎路,使項目能夠完成。為此,我們給學生提供了《機械加工工藝人員手冊》、《金屬切削手冊》等必要的資料,其它的資料鼓勵學生在圖書館或者上網查詢解決。同時,我們還相應地利用虛擬實驗室,使學生對項目先有初步感性的認識。
3.項目實施過程。項目實施時教師主要工作是創造學習的環境,讓學生有各種機會在不同的具有一定的工業實際背景下來應用所學習的知識。這樣,學生更容易理解接受,為能獨立完成項目打下了良好的基礎。如在裝配項目中,課堂教學只對機器的裝配工藝性、裝配尺寸鏈的建立等進行了必要的講解,項目實施時只給出具體的減速箱最終裝配要求,但如何裝配、采用何種方法和工藝、裝配系統圖繪制等內容由學生通過自習解決,促使學生帶著問題學習。
4.項目合作,科學分組。項目是由學生采用協作分組合作來完成,信息可為全組成員共享,共同評判觀點和假設,協商解決問題,能全面地提高學生能力。一般一組成員5到6人,采取互補方式進行搭配。
5.把握合適的項目指導程度。學生在完成項目的過程中不免遇到困難,教師應及時給予指導。針對不同的學生,指導的深度應有所不同。項目教學法的根本宗旨是讓學生自己發現知識、提高技能。我們一般對學生的問題不直接給出具體答案,而給出啟發性、非正面、非全面的提示性指導。這樣不但使學生記憶深刻,還能鍛煉學生的發散思維,培養其創新能力。
6.評價學生學習成果。項目完成過程是學生自己探索鉆研的過程,項目完成后必須進行總結,它包括思路和技巧總結。先由學生進行自我評價,之后是小組成員根據組員對小組貢獻情況互評,最后由教師小組對項目進行檢查評分。通過評價項目完成情況、聯系企業生產實際等對學生的不同方案在質量、效率、經濟性、可行性、先進性等方面進行分析對比,可使學生充分認識到工程實際問題的復雜性和靈活性,進一步加深對理論知識的理解,能夠比較全面地考慮問題。師生還共同討論、評判在項目工作中出現的問題,找出造成評價結果差異的原因,以便對工作總結和改進。
實踐檢驗能提高學生實際操作能力,給學生以直觀感受。我們因此建立了實踐檢驗評價體系,對工藝規程模塊和裝配模塊還建立了加工和裝配虛擬實驗室,學生可以進行虛擬加工和裝配。此外,還與相應的加工企業建立了校企聯系,學生通過參觀和企業技術人員的講解,甚至直接動手,對項目得到直觀的感受。
三、實施項目教學法應注意的問題
1.不能忽視傳統教學。在重視項目實施的同時,不能忽略傳統基礎知識的掌握。基本素質的提高,才會使學生創新能力、分析問題能力等得到有效的運用和進一步的提高。
2.項目要恰當實用。項目要能被大部分學生喜愛,并能用某一標準公平地給予評價。當然,每個項目不一定都要面面俱到,教師要根據具體的培養方向,如掌握新知識點、新技能還是培養分析能力或是鞏固已學知識等,來確立最適宜的項目。
3.項目實施過程要完整有序。雖然強調學生的主體性,但教師的任務并未減輕。要求教師不僅能組織和管理好教學,具有扎實的學科基礎知識及分析解決問題的能力,還應具備項目規劃、管理和評價等方面的能力。應對本專業融會貫通,能隨時回答學生的提問,并為學生創設學習情景,培養協作學習的氣氛。在設計教學方案時,緊抓大綱的要求,對教材內容進行必要的整合,重點選好實施項目。
4.項目總結必不可少,并進行拓展和延伸。項目完成后的總結也相當重要,它應包括思路總結和技巧總結:幫助學生明晰項目完成的最佳思考方法,找到自己理論上的不足;鼓勵“一題多解”,每一種方法不管實際經濟上是否合理,都展示給學生,再共同通過工藝評價來分析各種工藝方法的優缺點。這樣,學生可以學到更多的操作技巧,全面吸收整個項目活動的精髓。應該指導學生對項目進行拓展和延伸,針對以后學習或實踐中可能遇到的類似問題,能夠想到用相應的知識進行解決。
5.必要的監督檢查。項目教學法在實施過程中,監督管理必須加強。由于采取分組協作學習的方式,其分組的原則、組員搭配、內容分工等方面直接影響到實施的效果。有些學生往往存在依賴思想,無所事事。因此必須分工明確,推行“一幫一”的措施,對部分學生及時幫助糾正和鼓勵,共同提高教學質量。
注:論文為江西理工大學校級課題研究成果,獲成果獎。
(作者單位:1、2、3.江西理工大學南昌校區;1.南昌大學)