傅曉錦 / 上海電機學(xué)院機械學(xué)院

科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)探索

傅曉錦 / 上海電機學(xué)院機械學(xué)院

為了改變目前機械課程教學(xué)中一言堂教學(xué)模式，對其分析，探索科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)理論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)造性、自主性、協(xié)作性，適應(yīng)社會時代需要的人才。

科創(chuàng)引領(lǐng)；教學(xué)探索；課程群

引言

教師在教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)好多這樣的情況：一些理論考試成績倒數(shù)的同學(xué)在操作考試中表現(xiàn)出非凡的能力和水平。了解后，同學(xué)說出了心聲，學(xué)生對單調(diào)乏味的書本知識不感興趣；相互之間缺乏連貫性，無法構(gòu)成一個體系，傳統(tǒng)的單向溝通的“填鴨式”的“傳授知識”課堂教學(xué)模式依然占統(tǒng)治地位。教師教學(xué)隨意性較大，主觀的安排教學(xué)內(nèi)容普遍存在，加重了學(xué)生的認知負擔，容易使學(xué)生迷失方向，最終導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完本課程，只會背誦幾個課程的基本概念，沒有真正掌握技能。理論教學(xué)與工程訓(xùn)練相互獨立和分離，學(xué)生缺少實際經(jīng)驗。學(xué)生缺少感性認識，理論教學(xué)變得十分枯燥難懂，教學(xué)效果不理想。針對目前眾多高校機械課程教學(xué)中存在的問題，倡導(dǎo)教學(xué)改革、教學(xué)創(chuàng)新，培養(yǎng)具有創(chuàng)造性、自主性、協(xié)作性，適應(yīng)社會時代需要的人才，科創(chuàng)項目實例教學(xué)是興趣驅(qū)動的精髓，嘗試科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)探索。

1.科創(chuàng)引領(lǐng)

科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)探索是師生通過共同實施一個完整的科創(chuàng)項目實例工作而進行的教學(xué)活動。資料的收集、方案的設(shè)計、科創(chuàng)項目的實施及最終的評價，都由學(xué)生自己負責。學(xué)生通過科創(chuàng)項目實例的進行，了解并把握整個過程及每一環(huán)節(jié)中的基本要求，原則上科創(chuàng)項目結(jié)束后選優(yōu)秀的作品制作成可以看得到的實際產(chǎn)品?？苿?chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)探索要求教師不僅要有淵博的理論知識，還要具有豐富的教學(xué)與實踐經(jīng)驗，能夠?qū)⒔滩闹械睦碚撝R與科創(chuàng)項目實例實踐結(jié)合起來進行講授指導(dǎo)。以科創(chuàng)項目實例為中心，以興趣與成果為驅(qū)動力，以交叉的知識為內(nèi)容，以真實情景為學(xué)習(xí)環(huán)境，以探究活動為主要學(xué)習(xí)方式，以小組合作為主要組織形式。具有教學(xué)內(nèi)容的特定性、科創(chuàng)項目內(nèi)容的綜合性、工作過程的完整性、學(xué)生學(xué)習(xí)的自由與自主性、工作成果的多樣性與展示性、學(xué)習(xí)評價的多元性、工作成果實際應(yīng)用性與價值性等優(yōu)點，實現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。以“崗位導(dǎo)向、能力遞進”為主線，將課程群內(nèi)容整合為一級科創(chuàng)項目、二級科創(chuàng)項目和三級科創(chuàng)項目，每個科創(chuàng)項目下設(shè)置合理的科創(chuàng)項目工作任務(wù)，從而完成學(xué)生的知識、能力與綜合素質(zhì)三方面的技能遞進的專業(yè)人才培養(yǎng)目標。真正實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與崗位技術(shù)資格標準有機對接。科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)研究明確做什么；怎么做；跟我學(xué)；自己做；做得好否。科創(chuàng)項目任務(wù)有系統(tǒng)性，能幫助學(xué)生循序漸進地學(xué)習(xí)，可以將總目標劃分為若干具體的任務(wù)，并且按照任務(wù)由易到難，由淺入深的順序盡量良好地組織和規(guī)劃，從而使學(xué)生獲得清晰的思路，把握知識的脈絡(luò)?？苿?chuàng)項目任務(wù)的難度要適中?？苿?chuàng)項目任務(wù)具有實用性，任務(wù)的確立應(yīng)以增強學(xué)生技能的實用性為目的，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。加強科創(chuàng)項目任務(wù)和市場、行業(yè)的需要的銜接，并根據(jù)市場和行業(yè)的需要及時調(diào)整。科創(chuàng)項目任務(wù)的評價標準，對于完成任務(wù)的體系化評價，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。評價不僅僅是完成任務(wù)的結(jié)果評價，而是對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方法等多方面進行的綜合性評價。教師應(yīng)挖掘各類學(xué)生的優(yōu)點，及時給予鼓勵，挖掘每一個學(xué)生的潛能。建立培養(yǎng)綜合能力的機制，培養(yǎng)具有良好的口頭表達能力、分析問題、解決問題的能力；綜合運用知識的能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)和綜合能力較強的人才。

2.項目驅(qū)動的機械課程群教學(xué)實踐探索

精心開發(fā)教學(xué)項目，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)是在課堂教學(xué)中成功運用“科創(chuàng)引領(lǐng)”法的前提和保障。教師在開發(fā)項目，設(shè)計任務(wù)時，要跳出傳統(tǒng)模式的思維，體現(xiàn)創(chuàng)新思想：（1）任務(wù)要吸引學(xué)生，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)欲望；（2）任務(wù)要分層次，要考慮到全體學(xué)生，讓所有的學(xué)生在每次學(xué)習(xí)中都有所收獲，體驗到完成任務(wù)后的喜悅和成就感；（3）任務(wù)要體現(xiàn)真實性和合理性，創(chuàng)設(shè)出貼近學(xué)生生活的真實的情境；（4）任務(wù)最好能形成一個系統(tǒng)，有利于小組的合作學(xué)習(xí)。通過科創(chuàng)項目的引領(lǐng)，串成了一個完整的設(shè)計流程。教師根據(jù)教學(xué)目標首先引入一個真實的項目應(yīng)用場景，然后介紹科創(chuàng)項目的要求、子項目和各個任務(wù)之間的內(nèi)在關(guān)系、邏輯結(jié)構(gòu)，引出科創(chuàng)項目的重點、難點，使學(xué)生對項目有整體的了解、認識和把握，并明確能力目標。

2.1 創(chuàng)意與構(gòu)思

充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識，確定方案前，讓學(xué)生天馬行空，發(fā)散思維。首先，確定初步方案，實現(xiàn)設(shè)計單一機構(gòu)向綜合機構(gòu)教學(xué)轉(zhuǎn)移，比較方案-驗證方案可行性并優(yōu)化方案；其次，準確設(shè)計機構(gòu)；最后，實施制造，實現(xiàn)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)移。針對工程實踐，讓學(xué)生掌握專業(yè)知識的基本原理，確定“科創(chuàng)項目”的未來發(fā)展方向。接到科創(chuàng)項目首先研究項目產(chǎn)品完成的任務(wù)，然后構(gòu)思整個項目的架構(gòu)和初步方案。讓學(xué)生構(gòu)思出整個產(chǎn)品的幾個分機構(gòu)的設(shè)計，結(jié)合以前所學(xué)，學(xué)生在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，就會對該項目有一定的進一步認識和構(gòu)思，從而對整個項目實現(xiàn)草案設(shè)計。

2.2 設(shè)計與建模

根據(jù)構(gòu)思的初步草案，學(xué)生通過了解現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計思路，產(chǎn)品功能-應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合自己所學(xué)提出優(yōu)化設(shè)計理念和產(chǎn)品設(shè)計改進建議，對于能力比較強的學(xué)生選為技術(shù)小組組長，帶領(lǐng)其他組員主要解決設(shè)計和創(chuàng)新過程中，發(fā)現(xiàn)的一些問題，提交指導(dǎo)教師或通過查閱資料解決。以“水平載人椅”為例，水平載人椅在爬樓過程中椅子始終維持水平。發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，設(shè)計維持水平的機構(gòu)，通過比較進行優(yōu)化設(shè)計，確定最后方案。在每一個機構(gòu)的設(shè)計中，都可以有不同種實現(xiàn)的途徑，這個時候一定要發(fā)揮學(xué)生之所能，讓學(xué)生進行發(fā)散思維，翻閱豐富的參考資料，設(shè)計各個不同的分機構(gòu)，然后小組成員在老師的帶動下，優(yōu)化取舍，確定最佳方案，這是個很艱苦的重要階段。

2.3 制作樣品

將設(shè)計產(chǎn)品引入到工程訓(xùn)練中心來，學(xué)生自己動手完成零件的加工和裝配，以設(shè)計圖紙為藍本，完全按照工件圖紙要求進行，把所有零件加工后，組裝成裝配產(chǎn)品。在制造過程中直接加工零件和裝配零件，可以增強學(xué)生的生產(chǎn)勞動觀念、產(chǎn)品質(zhì)量觀念和經(jīng)濟價值觀念，零件加工和裝配的訓(xùn)練過程為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐素質(zhì)、理論聯(lián)系實際和嚴肅認真的工作作風打下了堅實的基礎(chǔ)，過程中產(chǎn)生的問題可以磨練學(xué)生的工程意志和提升學(xué)生的工程素質(zhì)。圖1為科創(chuàng)項目雙履帶輪越障輪椅，圖2為科創(chuàng)項目多功能爬樓輪椅。

圖1 雙履帶輪越障輪椅

圖2 多功能爬樓輪椅

3.結(jié)論

科創(chuàng)引領(lǐng)的機械課程群教學(xué)法在機械教學(xué)中的應(yīng)用，激發(fā)了教師的教育智慧，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了綜合能力，達到預(yù)期的教學(xué)目的。

[1]顧佩華,陸小華.CDIO工作坊手冊[M].汕頭：汕頭大學(xué)出版社,2008.

[2]戴維斯.教學(xué)方法手冊[M].浙江：浙江大學(xué)出版社,2006.

[3]龐維國.自主學(xué)習(xí)—學(xué)和教的原理和策略[M].上海：華東師范大學(xué)出版社,2004.

傅曉錦:（1964-），男，博士，教授，上海電機學(xué)院機械學(xué)院教師，研究方向為現(xiàn)代設(shè)計方法。