李憲芝　顏兵兵　楊錫軍

摘 要：《機械設(shè)計》是一門具有較強的理論性和實踐性的應(yīng)用型課程，在培養(yǎng)從事機械工程專業(yè)設(shè)計工作和研究工作的應(yīng)用型人才中起著重要作用。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體的激勵式的新型教學(xué)模式，尤其適用于應(yīng)用型課程的教學(xué)實踐。在機械設(shè)計課程教學(xué)中，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容體系及工程實際需要設(shè)定總?cè)蝿?wù)，針對具體的教學(xué)目標確定分任務(wù)，任務(wù)實施貫穿于整個教學(xué)中，并對教學(xué)效果進行了評價。采用該方法進行課程教學(xué)，可以有效促進理論知識與實踐技能的有機融合，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力及解決工程實際問題的能力，更好地培養(yǎng)出滿足市場需求的工程應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法 機械設(shè)計 教學(xué)實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2017）01-203-02

在高等工科院校機械類各專業(yè)課程體系中，《機械設(shè)計》是一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了機械理論知識，具備一定的實踐技能、創(chuàng)新能力和科學(xué)研究的綜合素質(zhì)。課程在培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的機械創(chuàng)新設(shè)計能力等方面起到了重要的作用。

隨著社會和科技的快速發(fā)展，社會需要大量的應(yīng)用型本科人才，應(yīng)用型人才要具有較強的實踐動手能力及創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)教育模式忽視實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，這種人才培養(yǎng)模式與市場需求嚴重脫節(jié)，學(xué)生就業(yè)時不能快速勝任實際崗位需要。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法以構(gòu)建主義理論為基礎(chǔ)，以解決問題、完成任務(wù)、形成能力為核心，將再現(xiàn)式教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒邮綄W(xué)習(xí)，使用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，可以讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時，達到知識建構(gòu)的目的{1}。本文結(jié)合學(xué)院的實際情況及教師多年的教學(xué)經(jīng)驗，對任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在《機械設(shè)計》課程教學(xué)中的實際應(yīng)用進行探討與研究。

一、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法簡介

1.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的涵義。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的新型教學(xué)模式，以設(shè)定的任務(wù)為載體，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，既掌握了相關(guān)理論知識，又能獲得相關(guān)的專業(yè)技能。

2.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的特點。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種激勵式的教學(xué)方法，教師設(shè)定任務(wù)并引導(dǎo)驅(qū)動學(xué)生循序漸進地開展課堂教學(xué)活動，學(xué)生執(zhí)行并完成給定任務(wù)。通過任務(wù)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，拓寬學(xué)生思路，增強學(xué)生的自學(xué)能力，學(xué)生分析問題、解決問題以及處理信息的能力都能得到提升{2}。

二、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在《機械設(shè)計》課程教學(xué)中的應(yīng)用

1.任務(wù)構(gòu)建。所構(gòu)建的任務(wù)盡量要涵蓋教材各章內(nèi)容，體現(xiàn)各章的教學(xué)目標、知識的重點及難點，是學(xué)生能夠理解的工程實際需要的任務(wù)。

（1）按機械設(shè)計課程內(nèi)容體系設(shè)立總?cè)蝿?wù)。機械設(shè)計課程包括理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計三部分內(nèi)容，機械設(shè)計課程內(nèi)容體系見圖1所示。按照教學(xué)大綱及培養(yǎng)目標，將三部分內(nèi)容進行整合，將課程設(shè)計環(huán)節(jié)融于機械設(shè)計課程教學(xué)的整個過程中，強調(diào)基本知識、基本原理，注重實際應(yīng)用。設(shè)計一個涉及全書重點教學(xué)內(nèi)容同時具有實際應(yīng)用的綜合任務(wù)作為總?cè)蝿?wù)——帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計（圖2所示），以帶式運輸機的設(shè)計作為教學(xué)總?cè)蝿?wù)，應(yīng)用驅(qū)動教學(xué)法進行機械設(shè)計課程教學(xué)。

圖2為帶式運輸機傳動裝置簡圖，電動機1作為動力源，將動力經(jīng)帶傳動2、齒輪減速器3和聯(lián)軸器4等傳動環(huán)節(jié)傳遞給滾筒5和輸送帶6，完成輸送任務(wù)，滿足工作需求。

（2）明確具體的教學(xué)目標，設(shè)定分任務(wù)。將設(shè)定的總?cè)蝿?wù)按照設(shè)計的先后順序分解成多個子任務(wù)，子任務(wù)與各部分教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)，共同為整個項目服務(wù)，當(dāng)子任務(wù)逐一完成時，總?cè)蝿?wù)也得以完成{3}。將總?cè)蝿?wù)按照課程設(shè)計內(nèi)容進行分解，如表1所示。

2.任務(wù)導(dǎo)入。在教學(xué)開始前，教師先下發(fā)任務(wù)書，并明確各子任務(wù)的要求，運用多媒體課件和視頻資料，介紹總?cè)蝿?wù)及各子任務(wù)，使學(xué)生對任務(wù)本身及通過任務(wù)的實踐可以達到的相應(yīng)能力有整體的認識和把握，讓學(xué)生做好工作計劃及相關(guān)準備。

按教學(xué)任務(wù)，考慮學(xué)生的綜合素質(zhì)，將學(xué)生分成若干小組，每組5～6人，每個小組的任務(wù)參數(shù)各不相同，每個小組自己選定小組長。

提出任務(wù)要求，任務(wù)包括課內(nèi)任務(wù)和與課堂進度并行的課外任務(wù)，課內(nèi)任務(wù)主要由教師在課堂上講授理論知識來引導(dǎo)學(xué)生完成，課外任務(wù)是在課后由各小組成員共同完成，引導(dǎo)學(xué)生分工合作，共同研討，獨立完成工作任務(wù)。課內(nèi)任務(wù)與課外任務(wù)相結(jié)合，進一步加強能力的訓(xùn)練。

教學(xué)過程中，以章為教學(xué)單元，涉及到每個子任務(wù)的章節(jié)內(nèi)容的引入從介紹工程實際應(yīng)用開始，教師根據(jù)課程知識，進行導(dǎo)學(xué)，提出每章知識點、重點及難點、教學(xué)目標等，課下學(xué)生討論，查閱資料。例如在學(xué)習(xí)齒輪傳動時，首先通過多媒體觀看齒輪傳動的工程實際應(yīng)用情況，并了解其工作原理、傳動特點和應(yīng)用場合等。然后引入任務(wù)及設(shè)計時需要考慮和解決的主要問題。如齒輪的結(jié)構(gòu)型式的選擇，設(shè)計準則，進行哪些強度計算，需要確定哪些參數(shù)及尺寸計算等問題，根據(jù)任務(wù)的要求采用任務(wù)情境導(dǎo)入任務(wù)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生會積極地完成給定的工作任務(wù)。

3.任務(wù)實施。任務(wù)及要求下達后，小組成員要對任務(wù)進行分析，制定出詳細的步驟、方法等，然后開始實施。學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)后，為了完成設(shè)計任務(wù)，會尋求解決問題的各種方法及途徑，完成項目任務(wù)。此時，教師只需要適時引導(dǎo)學(xué)生進行自學(xué)，激勵學(xué)生對任務(wù)進行探究，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，促進學(xué)生全面素質(zhì)的提升。

為保證教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)計進度相配合，將課程教學(xué)順序作以下調(diào)整：先講授傳動零件（如帶傳動、齒輪傳動等）設(shè)計計算，再講授軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與軸承的計算，最后講授連接件（螺紋連接、鍵連接等）的設(shè)計。整個過程中要同時進行設(shè)計說明書的編寫及草圖繪制。教學(xué)與設(shè)計同步進行。

大多數(shù)學(xué)生對機械結(jié)構(gòu)缺乏感性認識，在教學(xué)過程中，安排學(xué)生進行減速器的拆裝、軸系零部件測繪等實驗，并組織學(xué)生觀看各種機械結(jié)構(gòu)視頻，使學(xué)生對各種機械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更加深入的感性認識，在整個教學(xué)過程中，定期開放實驗室，讓學(xué)生有更多機會參與實驗，提高實踐動手能力，為所設(shè)定任務(wù)的完成打下堅實的基礎(chǔ)。

4.任務(wù)評價。學(xué)生在完成任務(wù)后，需要對其成果進行評價與總結(jié)，各小組要將完成任務(wù)后的成果進行展示，將在任務(wù)實施過程中的收獲和存在的疑難問題等匯報給全班同學(xué)及教師。同時教師組織學(xué)生共同評價成果及學(xué)生在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)及不足之處。對存在的疑難問題，由學(xué)生或教師給予解答。

通過任務(wù)的完成，學(xué)生掌握了更多理論知識，提高了實踐動手能力，完成過程輕松愉快，有利于減輕學(xué)習(xí)壓力，增強學(xué)習(xí)積極性及團隊協(xié)作意識。

5.任務(wù)延伸與拓展。完成課程設(shè)定的任務(wù)并不是學(xué)生學(xué)習(xí)的終點，也不是我們教育的最終目標，在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生具備了初步機械創(chuàng)新設(shè)計能力，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，我們還要重視并促進各種能力的培養(yǎng)和提升，讓學(xué)生參與到一些科研創(chuàng)新項目中，帶領(lǐng)學(xué)生申請國家級、省級及校級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，指導(dǎo)學(xué)生申請實用新型專利及發(fā)表論文，指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽等各種大賽，參賽學(xué)生在各種大賽中多次獲獎。

三、任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)法實施效果評價

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置任務(wù)，把任務(wù)實施貫穿于整個教學(xué)過程中，理論與實踐相結(jié)合。教學(xué)實踐證明，采用該方法進行教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.在《機械設(shè)計》課程教學(xué)中，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生能主動參與到理論教學(xué)與實驗教學(xué)中，平時出勤率提高，期末考試成績也顯著提高。

2.課程設(shè)計質(zhì)量改善、圖紙繪制質(zhì)量、說明書撰寫水平、答辯情況良好，在此基礎(chǔ)上，能力比較強的學(xué)生將任務(wù)進行了拓展，應(yīng)用設(shè)計軟件進行三維建模及運動仿真。

3.以任務(wù)為主線，真正做到了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)生參與各實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實際動手能力得到提高，工程意識和創(chuàng)新意識得到增強。

4.通過任務(wù)延伸及拓展，學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)知識解決工程實際問題時，能夠做到舉一反三，觸類旁通，團隊協(xié)作意識增強，積極參加各種大賽并取得非常好的成績。創(chuàng)新能力、解決實際問題能力、科學(xué)研究能力都得到了提升。

四、結(jié)束語

在機械設(shè)計課程教學(xué)中，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，以完成典型工作項目“帶式運輸機傳動裝置設(shè)計”為全過程，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中，積極性得以調(diào)動，增強團隊協(xié)作意識，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，既能培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實際問題的能力，又能拓展課程內(nèi)容的廣度和深度，提高教學(xué)質(zhì)量，對工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)有重要的作用。

[基金項目：佳木斯大學(xué)教育教學(xué)研究項目（2016JL2009）， 黑龍江省高等學(xué)校教改工程項目（JG2014011044），佳木斯大學(xué)教育教學(xué)研究項目（2016JL1006），（2016JL2008），黑龍江省高教學(xué)會規(guī)劃課題（16G212）]

注釋：

{1}陳國輝，等.基于任務(wù)驅(qū)動的機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革[J].商業(yè)經(jīng)濟，2011（10）：45-46

{2}葉鐵麗.基于任務(wù)驅(qū)動的機械設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐[J].時代教育，2016（7）：2-3

{3}李有智，等.基于項目驅(qū)動的高職《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)實踐[J].內(nèi)江科技，2010（12）：177+184

（作者單位：佳木斯大學(xué) 黑龍江佳木斯 154007）

[第一作者簡介：李憲芝（1970—），女，黑龍江佳木斯人，副教授，工學(xué)碩士，研究方向：機構(gòu)學(xué)及傳動機械學(xué)；通訊作者簡介：顏兵兵（1976—），男，黑龍江佳木斯人，教授，工學(xué)博士，研究方向：智能機器人技術(shù)]

（責(zé)編：若佳）