傅曉錦 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

科創(chuàng)引領(lǐng)的機(jī)械課程群教學(xué)探索

傅曉錦 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

為了改變目前機(jī)械課程教學(xué)中一言堂教學(xué)模式，對(duì)其分析，探索科創(chuàng)引領(lǐng)的機(jī)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(huì)時(shí)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(huì)發(fā)現(xiàn)好多這樣的情況：一些理論考試成績(jī)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(duì)單調(diào)乏味的書本知識(shí)不感興趣；相互之間缺乏連貫性，無法構(gòu)成一個(gè)體系，傳統(tǒng)的單向溝通的“填鴨式”的“傳授知識(shí)”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(rèn)知負(fù)擔(dān)，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(huì)背誦幾個(gè)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(dú)立和分離，學(xué)生缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生缺少感性認(rèn)識(shí)，理論教學(xué)變得十分枯燥難懂，教學(xué)效果不理想。針對(duì)目前眾多高校機(jī)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(huì)時(shí)代需要的人才，科創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)例教學(xué)是興趣驅(qū)動(dòng)的精髓，嘗試科創(chuàng)引領(lǐng)的機(jī)械課程群教學(xué)探索。

1.科創(chuàng)引領(lǐng)

科創(chuàng)引領(lǐng)的機(jī)械課程群教學(xué)探索是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的科創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)例工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。資料的收集、方案的設(shè)計(jì)、科創(chuàng)項(xiàng)目的實(shí)施及最終的評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。學(xué)生通過科創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)例的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過程及每一環(huán)節(jié)中的基本要求，原則上科創(chuàng)項(xiàng)目結(jié)束后選優(yōu)秀的作品制作成可以看得到的實(shí)際產(chǎn)品?？苿?chuàng)引領(lǐng)的機(jī)械課程群教學(xué)探索要求教師不僅要有淵博的理論知識(shí)，還要具有豐富的教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)⒔滩闹械睦碚撝R(shí)與科創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)例實(shí)踐結(jié)合起來進(jìn)行講授指導(dǎo)。以科創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)例為中心，以興趣與成果為驅(qū)動(dòng)力，以交叉的知識(shí)為內(nèi)容，以真實(shí)情景為學(xué)習(xí)環(huán)境，以探究活動(dòng)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(xiàng)目?jī)?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(píng)價(jià)的多元性、工作成果實(shí)際應(yīng)用性與價(jià)值性等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。以“崗位導(dǎo)向、能力遞進(jìn)”為主線，將課程群內(nèi)容整合為一級(jí)科創(chuàng)項(xiàng)目、二級(jí)科創(chuàng)項(xiàng)目和三級(jí)科創(chuàng)項(xiàng)目，每個(gè)科創(chuàng)項(xiàng)目下設(shè)置合理的科創(chuàng)項(xiàng)目工作任務(wù)，從而完成學(xué)生的知識(shí)、能力與綜合素質(zhì)三方面的技能遞進(jìn)的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與崗位技術(shù)資格標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)對(duì)接?？苿?chuàng)引領(lǐng)的機(jī)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?？苿?chuàng)項(xiàng)目任務(wù)有系統(tǒng)性，能幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)，可以將總目標(biāo)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(shí)的脈絡(luò)?？苿?chuàng)項(xiàng)目任務(wù)的難度要適中?？苿?chuàng)項(xiàng)目任務(wù)具有實(shí)用性，任務(wù)的確立應(yīng)以增強(qiáng)學(xué)生技能的實(shí)用性為目的，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。加強(qiáng)科創(chuàng)項(xiàng)目任務(wù)和市場(chǎng)、行業(yè)的需要的銜接，并根據(jù)市場(chǎng)和行業(yè)的需要及時(shí)調(diào)整?？苿?chuàng)項(xiàng)目任務(wù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于完成任務(wù)的體系化評(píng)價(jià)，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。評(píng)價(jià)不僅僅是完成任務(wù)的結(jié)果評(píng)價(jià)，而是對(duì)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(jìn)行的綜合性評(píng)價(jià)。教師應(yīng)挖掘各類學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，及時(shí)給予鼓勵(lì)，挖掘每一個(gè)學(xué)生的潛能。建立培養(yǎng)綜合能力的機(jī)制，培養(yǎng)具有良好的口頭表達(dá)能力、分析問題、解決問題的能力；綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)和綜合能力較強(qiáng)的人才。

2.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械課程群教學(xué)實(shí)踐探索

精心開發(fā)教學(xué)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)是在課堂教學(xué)中成功運(yùn)用“科創(chuàng)引領(lǐng)”法的前提和保障。教師在開發(fā)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，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(yàn)到完成任務(wù)后的喜悅和成就感；（3）任務(wù)要體現(xiàn)真實(shí)性和合理性，創(chuàng)設(shè)出貼近學(xué)生生活的真實(shí)的情境；（4）任務(wù)最好能形成一個(gè)系統(tǒng)，有利于小組的合作學(xué)習(xí)。通過科創(chuàng)項(xiàng)目的引領(lǐng)，串成了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)流程。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)首先引入一個(gè)真實(shí)的項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景，然后介紹科創(chuàng)項(xiàng)目的要求、子項(xiàng)目和各個(gè)任務(wù)之間的內(nèi)在關(guān)系、邏輯結(jié)構(gòu)，引出科創(chuàng)項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有整體的了解、認(rèn)識(shí)和把握，并明確能力目標(biāo)。

2.1 創(chuàng)意與構(gòu)思

充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)單一機(jī)構(gòu)向綜合機(jī)構(gòu)教學(xué)轉(zhuǎn)移，比較方案-驗(yàn)證方案可行性并優(yōu)化方案；其次，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)；最后，實(shí)施制造，實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)移。針對(duì)工程實(shí)踐，讓學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的基本原理，確定“科創(chuàng)項(xiàng)目”的未來發(fā)展方向。接到科創(chuàng)項(xiàng)目首先研究項(xiàng)目產(chǎn)品完成的任務(wù)，然后構(gòu)思整個(gè)項(xiàng)目的架構(gòu)和初步方案。讓學(xué)生構(gòu)思出整個(gè)產(chǎn)品的幾個(gè)分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)合以前所學(xué)，學(xué)生在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，就會(huì)對(duì)該項(xiàng)目有一定的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和構(gòu)思，從而對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)草案設(shè)計(jì)。

2.2 設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)理念和產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，對(duì)于能力比較強(qiáng)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(jì)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(jì)維持水平的機(jī)構(gòu)，通過比較進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定最后方案。在每一個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，都可以有不同種實(shí)現(xiàn)的途徑，這個(gè)時(shí)候一定要發(fā)揮學(xué)生之所能，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，翻閱豐富的參考資料，設(shè)計(jì)各個(gè)不同的分機(jī)構(gòu)，然后小組成員在老師的帶動(dòng)下，優(yōu)化取舍，確定最佳方案，這是個(gè)很艱苦的重要階段。

2.3 制作樣品

將設(shè)計(jì)產(chǎn)品引入到工程訓(xùn)練中心來，學(xué)生自己動(dòng)手完成零件的加工和裝配，以設(shè)計(jì)圖紙為藍(lán)本，完全按照工件圖紙要求進(jìn)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(qiáng)學(xué)生的生產(chǎn)勞動(dòng)觀念、產(chǎn)品質(zhì)量觀念和經(jīng)濟(jì)價(jià)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(shí)踐素質(zhì)、理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)打下了堅(jiān)實(shí)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(xiàng)目雙履帶輪越障輪椅，圖2為科創(chuàng)項(xiàng)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(jī)械課程群教學(xué)法在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用，激發(fā)了教師的教育智慧，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了綜合能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

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

[2]戴維斯.教學(xué)方法手冊(cè)[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(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院教師，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。