“機械基礎”課程雙主線教學模式探析

■韓校粉 程兆剛 李志尊 孫立明 趙冉

0 引言

習主席在全軍院校長集訓開班式上提出了“立德樹人，為戰育人，培養德才兼備的高素質、專業化新型軍事人才”的新時代軍事教育方針。機械基礎課程是工科相關專業普遍開設的一門專業基礎課程，是連接基礎課和專業課的橋梁，在學生知識結構中起著承上啟下的過渡作用。由于長期以來一直采用國家規劃教材，課程內容缺少裝備特色，所以學生感受不到課程對將來任職的重要性；落實新時代軍事教育方針，應面向部隊需求，立足學生專業裝備背景，對教學內容進行精心選擇和優化整合，實施基于專業裝備和課程內容的雙主線教學模式，這是當前機械基礎課程改革的必然趨勢。

1 基于專業裝備和教學內容的雙主線教學模式

第一條主線是機械基礎經典的理論教學內容，注重學生基礎知識和技能的培養，第二條主線是基于受訓學生的專業裝備提煉出來的項目化內容，需要學生小組合作探究完成，注重培養學生對裝備的整體認識、團隊協作及將所學知識綜合運用在實踐中的能力[1]。在具體實施中，強調兩條主線的有機融合，因此需要在教學內容、教學目標、教學策略和教學過程等方面進行設計。

1.1 教學內容設計

教學內容是完成教學任務，實施教學目標的主要載體[2]。隨著現代信息技術手段的應用，很多陳述性、事實性知識可利用微課小視頻等方式進行自學，課上的教學內容要注重培養學生的高階思維及綜合素質。對于機械基礎課程來說，最基本要求是要體現為戰性，因此要教戰研戰，以受訓學生專業為目標，精心設計案例，通過分析裝備案例進而達到學習知識、提升能力的目的。

1.2 教學目標設計

教學目標是指通過教學活動，學習者在知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等方面發生的預期變化。教學目標是評價教學的科學依據，同時它還可以幫助教師評鑒和修正教學過程[2]。實施雙主線教學，需要體現借助裝備案例學習機械知識，使學生能夠用機械的語言解讀裝備，提升學生的裝備素養和機械素養，同時培養學員的創新精神和知行統一性。

1.3 教學策略設計

教學策略是指在不同的教學條件下，為達到特定的教學結果所采用的方式、方法及媒體的綜合。教學策略具有指示性和靈活性，而不具有規定性和刻板性[2]。實施雙主線教學，教師主要的任務是從學生的經驗、認識出發，精心設置問題情境，引導學生發現、分析、解決問題 ；學生主要的任務是小組合作，通過探究研討，自主發現問題、思考問題、尋求解決問題的線索，最終通過舊知識的延伸或新方法的應用解決問題，從而提高認知水平和認知結構。

1.4 教學過程設計

教學過程的設計指的是教學環節和師生雙邊活動和的設計，是課堂教學設計的核心，教學目標、教學任務、教學對象的分析、教學媒體的運用、課堂教學結構類型的選擇與組合等，都將在教學過程中得到體現[2]。實施雙主線教學，應將教學目標作為一個重要的比對和參考要素，設計一條清晰的教學主線將專業裝備和課程內容有機融合，使學生沉浸于解決問題的過程中，進行知識的有效遷徙。

2 機械基礎課程雙主線教學實例

定軸輪系傳動比計算是機械基礎課程中的一講，在機械設計中起著非常重要的指導性作用，是設計輪系的基礎。在后續專業課中會涉及到很多輪系及其傳動比計算問題，所以，在講授過程中，引入專業裝備作為案例，采用雙主線教學，可為后續專業課學習做好鋪墊。

2.1 定軸輪系傳動比計算教學內容設計

定軸輪系傳動比計算主要包括傳動比大小計算和轉向判斷兩個知識點。解決此問題時，首先將它與一對齒輪機構的傳動比計算建立起聯系，其次對一對齒輪機構（軸線平行、軸線相交、軸線空間交錯）的傳動比進行分析，最后歸納總結出定軸輪系傳動比的計算公式和方向判斷方法[3]。采用雙主線教學模式，根據學生專業，選取某型高低機作為案例，其結構簡圖見圖1[4]。此輪系很典型，包含了常見的三類齒輪機構：軸線平行、軸線相交和軸線交錯，能夠滿足教學內容的需求；選取專業裝備之后，整體設計的雙主線教學內容見表1。

表1 定軸輪系傳動比計算雙主線內容設計

表1 定軸輪系傳動比計算雙主線內容設計

圖1 某型高低機機構運動簡圖

2.2 定軸輪系傳動比計算教學目標設計

知識和技能、過程與方法、情感態度與價值觀這三個維度的教學目標，具體見表2。

表2 定軸輪系傳動比計算教學目標設計

表2 定軸輪系傳動比計算教學目標設計

2.3 定軸輪系傳動比計算教學策略與過程設計

2.3.1 利用高低機視頻導入，明確解決問題

展示高低機的運動動畫，指出高低機中手輪的角速度與高低齒弧的角速度之比即為定軸輪系的傳動比。由此得到定軸輪系傳動比的一般定義，即定軸輪系中指定的首末兩個齒輪的角速度或轉速之比，包括大小和轉向兩個方面。從而點明本節課研究內容：定軸輪系傳動比大小計算和轉向判斷。

2.3.2 結合高低機機構組成，分析一對齒輪傳動比計算

計算輪系的傳動比是一個新的問題，解決新問題時，要設法和已知知識——一對齒輪傳動比的計算建立起聯系。因此計算輪系傳動比，前提是要判斷輪系的組成，沿著運動傳遞路線，分析輪系中的各對齒輪嚙合傳動。分解高低機輪系，可得到它主要是由一對錐齒輪機構、一對蝸桿傳動和一對外嚙合圓柱齒輪傳動組成，因此將輪系傳動比計算問題轉化成了三種齒輪機構傳動比的計算問題，組成高低機的齒輪機構傳動比計算與課程內容之間的設計對應關系如表3 所示。

表3 一對齒輪機構傳動比計算雙主線設計

表3 一對齒輪機構傳動比計算雙主線設計

2.3.3 通過計算高低機機構傳動比，歸納定軸輪系傳動比計算

知道了高低機中每一對齒輪的傳動比，學生很容易得到高低機輪系的傳動比。高低機是一典型案例，從高低機傳動比的計算中，引導學生歸納出定軸輪系傳動比的計算方法。兩者的對應關系如表4 所示。通過高低機這一案例解決了定軸輪系傳動比計算的問題，可使學生舉一反三，觸類旁通，解決實際問題，提高學生的工程意識和感性意識。

表4 定軸輪系傳動比計算結果雙主線設計

表4 定軸輪系傳動比計算結果雙主線設計

2.3.4 實踐拓展

在機械基礎課程中了解其基本設計原理后，可利用課后進行實踐探索，從而構建由知識到案例，再到實踐的遞進式的教學模式。課后實踐探究活動可以到專業教研室參觀實際的裝備，也可以依托利用一些創意組件搭建模型，驗證和改進高低機的結構。

在整個雙主線教學模式的設計中，定軸輪系傳動比計算采用了總—分—總的方式，首先將未知問題轉化成已知問題，通過小組合作自主探究，最終求解出未知問題，在此過程中，鍛煉了學生解決問題的思維以及科學的分析問題的方法。

3 結語

本研究探討基于專業裝備與課程內容的雙主線教學模式，通過精心設計將專業裝備和課程內容有機融合，采用小組合作探究的方式開展教學，可有效提升專業課與基礎課的聯系，提高學生學習興趣，提升教學效果。在新時代軍事教育方針的指引下，要緊跟課程前沿領域和裝備前沿領域，不斷學習梳理受訓學生的專業，提煉出與課程知識緊密結合的專業裝備，精心設計雙主線教學內容，并在實踐中不斷優化、完善雙主線內容，為強國興軍貢獻力量。