韓正銅，顧蘇軍，胡元

摘要：本文為提高本科學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，以機械制造工程學(xué)課程教學(xué)為例，提出并研究了“專題驅(qū)動式”教學(xué)方法，介紹了該教學(xué)方法的實施過程和實施效果。

關(guān)鍵詞：課程教學(xué)；教學(xué)方法；專題驅(qū)動

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0069-02

機械制造工程學(xué)是研究機械加工機理與規(guī)律、工藝系統(tǒng)的組成與功能的一門科學(xué)，是機械工程專業(yè)的主干必修課程。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機械制造工程的基本概念、基本原理與方法，了解現(xiàn)代機械制造技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展，學(xué)會用工程技術(shù)手段分析、解決生產(chǎn)過程中的質(zhì)量、效率等問題，成為機械制造工程領(lǐng)域的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才。機械制造工程學(xué)課程內(nèi)容是由原機械制造專業(yè)三門課程（切削原理及刀具、機床及夾具、制造工藝學(xué)）整合而成。從培養(yǎng)學(xué)生在機械制造方面的綜合素質(zhì)出發(fā)，以機械制造工藝為主線，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本為目標(biāo)，將加工原理、加工質(zhì)量控制、加工工藝與裝備等有機結(jié)合，形成寬結(jié)構(gòu)、重素質(zhì)、強實踐的課程結(jié)構(gòu)體系。由于本課程涉及知識面寬、內(nèi)容多、學(xué)時又不斷壓縮，造成教學(xué)過程的教與學(xué)“兩方為難”的現(xiàn)實。一方面，教師面對諸多內(nèi)容存在講授知識取舍的難題。另一方面，由于培養(yǎng)方案中課程教學(xué)進(jìn)程的安排問題使學(xué)生知識鏈不夠完整，對所學(xué)內(nèi)容理解存在一定難度。教師如果采取“滿堂灌”的教學(xué)方法講授課程內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會感到枯燥，學(xué)習(xí)積極性不高。而且，如果教學(xué)過程仍然停留在書本的知識上，不利于拓寬學(xué)生的視野、提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。如何完成教學(xué)目標(biāo)并取得較好的教學(xué)效果，一直是教學(xué)一線老師和教學(xué)參與者不斷探索的課題。就本課程的教學(xué)改革，相關(guān)教師在優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段（如多媒體課件、教具等）兩個方面做了許多有益的嘗試[1-5]。在國家實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，建設(shè)“研究型大學(xué)”的背景下，研究新的教學(xué)方法對提高課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

一、基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論[6]的“專題驅(qū)動式”教學(xué)法

建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為：（1）學(xué)生是教學(xué)情境中的主角，教學(xué)情境中要尊重學(xué)生的主體性，學(xué)生只有在成為教學(xué)情境中的主角以后，才會積極主動地參與教學(xué)過程。（2）教學(xué)是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識的過程，獲取知識是學(xué)習(xí)者自我建構(gòu)的結(jié)果，教學(xué)不只是傳授、灌輸知識的活動，更重要的是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識的過程。（3）教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和輔助者。過去人們一直期待教師“傳道、授業(yè)、解惑”，所以在傳統(tǒng)教學(xué)實踐中，教師多是知識的傳授者、班級的管理者。但在建構(gòu)主義看來，教師的價值則體現(xiàn)在能否激發(fā)學(xué)生以主動思考、探究、合作的方式學(xué)習(xí)，教師應(yīng)是學(xué)生的引導(dǎo)者、輔助者或咨詢者。“專題驅(qū)動式”教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑治?、解決問題為主的多維互動式的教學(xué)理念。學(xué)生的學(xué)習(xí)不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更應(yīng)該是學(xué)生主動建構(gòu)自己的知識經(jīng)驗的過程。學(xué)生帶著真實的專題任務(wù)在積極探索中學(xué)習(xí)，在這個過程中，學(xué)生會不斷地獲得成就感，更大地激發(fā)他們的求知欲望，從而培養(yǎng)其獨立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力。在機械制造工程學(xué)課程教學(xué)中開展“專題驅(qū)動式”教學(xué)法實踐，就是在講授課程基本內(nèi)容的前提下，選擇適合深入研究（設(shè)計）的內(nèi)容（包括由于課時限制，課堂不講的課程內(nèi)容），以不同形式的專題，提供給學(xué)生個人或團(tuán)隊自主研究。通過相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索、調(diào)研、試驗、設(shè)計計算等過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用相關(guān)知識、手段和技能，分析解決生產(chǎn)實際問題的能力。以期做到：專題驅(qū)動興趣、專題驅(qū)動創(chuàng)新、專題驅(qū)動能力、專題驅(qū)動發(fā)展。

二、課程專題的規(guī)劃設(shè)計與實施

機械制造工程學(xué)課程圍繞機械制造工程各主題，系統(tǒng)構(gòu)筑機械制造基礎(chǔ)知識體系結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容包括：金屬切削加工的基礎(chǔ)知識、金屬切削過程的基本規(guī)律、機床與刀具、機械加工精度、機械加工表面質(zhì)量、機械加工工藝規(guī)程的制訂、工件的安裝與夾具、機器裝配工藝等。根據(jù)以上課程內(nèi)容，建立了一定容量的專題庫?？紤]到學(xué)生的興趣和擅長，做到因材施教，將專題設(shè)計為學(xué)術(shù)研究型（A）和工程應(yīng)用型（B）兩類。前者主要側(cè)重分析、研究制造過程中機理、基本規(guī)律以及加工質(zhì)量的控制；后者主要側(cè)重工藝參數(shù)設(shè)計計算及優(yōu)化、工藝規(guī)程與工裝的設(shè)計。在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生根據(jù)個人興趣和擅長，從專題庫中選擇某一專題開展研究（設(shè)計），并利用業(yè)余時間完成。課程結(jié)束后一周內(nèi)提交研究論文、報告、圖紙、工藝文件等，論文、報告題目可根據(jù)專題內(nèi)容自擬?？梢詫⑴c兩個內(nèi)容相關(guān)的簡單專題融合為一個專題研究；有一定難度的專題可以2人一組共同完成；同一專題重復(fù)研究不超過3組（應(yīng)體現(xiàn)不同的視角、不同的方法、不同的方案）。各班學(xué)習(xí)委員要掌握專題的選擇動態(tài)，課程結(jié)束前將專題選擇結(jié)果報給任課老師。在課程結(jié)束后，教師根據(jù)專題完成情況選擇一定數(shù)量的專題，組織同學(xué)匯報并點評。專題完成的質(zhì)量將以一定的比例記入課程成績。

三、“專題驅(qū)動式”法教學(xué)效果

通過“專題驅(qū)動式”教學(xué)法在機械制造工程學(xué)課程中的實施，取得了較好的教學(xué)效果。“專題驅(qū)動式”教學(xué)方法改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動學(xué)習(xí)模式，形成了學(xué)生主動參與、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及相互協(xié)作的能力。部分學(xué)生提交的專題研究論文（設(shè)計）報告質(zhì)量較高，下面是教學(xué)中的幾個例子。例1：定位誤差的分析與計算是機械制造工程學(xué)課程教學(xué)中的重點內(nèi)容。按照定義，定位誤差等于基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重合誤差之和。當(dāng)定位方案比較復(fù)雜時，按定義求某工序的定位誤差比較麻煩、容易出錯。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生定位誤差溯源，提出用圖解法分析、計算定位誤差，即在夾具定位元件約束的情況下，根據(jù)工件各定位表面相關(guān)極限尺寸的組合，找出工序基準(zhǔn)的兩個極限位置，再根據(jù)加工工序要求得到定位誤差，教學(xué)中收到很好的效果。例2：學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索、調(diào)研參觀后撰寫的“箱體類零件孔系加工方式與加工精度分析”專題論文，總結(jié)了箱體零件的孔系結(jié)構(gòu)（平行孔系、同軸孔系、交叉孔系）以及相應(yīng)的加工方法，針對同軸孔系，系統(tǒng)分析了鏜孔時的受力變形、鏜桿與導(dǎo)套幾何形狀精度及配合間隙以及鏜削方式（懸臂鏜、支承鏜，鏜桿送進(jìn)、工件送進(jìn)等）對加工精度的影響規(guī)律，論文具有較高的學(xué)術(shù)水平。

在機械制造工程學(xué)課程教學(xué)過程中，我們總結(jié)的教學(xué)原則是：基本知識通過課堂講授完成，重要知識點通過習(xí)題鞏固，系統(tǒng)知識通過章節(jié)總結(jié)形成，綜合創(chuàng)新能力通過專題驅(qū)動。課堂講授采用啟發(fā)式互動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、思考問題、解決問題的習(xí)慣，為實施“專題驅(qū)動式”教學(xué)打下基礎(chǔ)，使各環(huán)節(jié)形成有機聯(lián)系的整體，從而取得滿意的總體教學(xué)效果。

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基金項目：中國礦業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與建設(shè)（2013G10）。

作者簡介：韓正銅（1960-），男，中國礦業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院教授，博士。