拋錨式教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用探索

拋錨式教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用探索拋錨式教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)根底教學(xué)中的應(yīng)用探索

中圖分類號(hào)：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X〔2022〕18-0101-02

1引言

機(jī)械設(shè)計(jì)根底是近機(jī)類專業(yè)一門必修的主干課，是從項(xiàng)目制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)等理論根底課向礦山機(jī)械等實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程過渡的重要課程。正因?yàn)榇耍洳暗闹R(shí)內(nèi)容寬泛、綜合性強(qiáng)，學(xué)生普遍反映概念繁多，原理難懂，學(xué)習(xí)難度大[1]。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且讓學(xué)生更容易掌握這門課程，一直是該門課程改革的重點(diǎn)。高廣娣等[2]基于ADAMS多體動(dòng)力學(xué)軟件，將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，將課程中的各種機(jī)構(gòu)以動(dòng)態(tài)的形式引入課堂教學(xué)，方便學(xué)生對(duì)課程的理解，增強(qiáng)了教學(xué)效果。張慶玲等[3]基于工作過程，將企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程選為教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生更容易掌握所學(xué)知識(shí)。以上研究改良了知識(shí)的表現(xiàn)形式，很好地輔助了學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，但沿用的仍是傳統(tǒng)的教學(xué)觀點(diǎn)――以傳授知識(shí)為主，一切由教師決定，學(xué)生未能主動(dòng)地參與[4]。如何提高學(xué)生課堂上的主動(dòng)性、發(fā)明性，使其真正成為主動(dòng)獲取信息、積極構(gòu)建知識(shí)的主體是該課程教學(xué)亟待解決的問題。

拋錨式教學(xué)是一種以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為根底的新興教學(xué)模式，在教學(xué)過程中結(jié)合相關(guān)問題，引導(dǎo)和強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從問題中思考，帶領(lǐng)問題探究，使學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)掌握在學(xué)生手中[5]。如何將拋錨式教學(xué)法引入到機(jī)械設(shè)計(jì)根底課堂教學(xué)中，解決學(xué)生在課堂中的被動(dòng)學(xué)習(xí)問題，是近期探索的新教學(xué)思路，并收到良好的效果。

2機(jī)械設(shè)計(jì)根底教學(xué)中采用拋錨式教學(xué)法的必要性

機(jī)械設(shè)計(jì)根底是一門針對(duì)非機(jī)械專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)根底課程，是融合機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械項(xiàng)目材料等多門課程知識(shí)于一體的課程。開設(shè)這門課程的專業(yè)較多，如材料項(xiàng)目、采礦項(xiàng)目、熱能項(xiàng)目等。這些專業(yè)背景不同，造成學(xué)生所具有的理論根底相差較大，整體水平往往不高。如采礦項(xiàng)目專業(yè)學(xué)生沒有學(xué)過機(jī)械項(xiàng)目材料這門課程，又加上該門課程波及眾多概念、原理，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)普遍具有畏懼感。針對(duì)這個(gè)問題，教師授課時(shí)首先需要幫忙學(xué)生樹立好課程學(xué)習(xí)的信心。

拋錨式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)選擇生活中易接觸到的事件為問題，即“錨〞。將這種教學(xué)辦法引入機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程教學(xué)，就可以以“錨〞為導(dǎo)引，將抽象的機(jī)構(gòu)、零件概念具體化、生活化，使學(xué)生了解到機(jī)械設(shè)計(jì)根底波及的知識(shí)都是從生活中實(shí)際得來(lái)，同時(shí)又能幫忙解釋、解決生活和生產(chǎn)中的問題，進(jìn)而打消學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)根底的畏懼心理。

課時(shí)的限制也使得拋錨式教學(xué)適合該門課程的教學(xué)。機(jī)械設(shè)計(jì)根底是針對(duì)近機(jī)類專業(yè)，將機(jī)械原理〔64課時(shí)〕與機(jī)械設(shè)計(jì)〔48課時(shí)〕兩門課程整合，壓縮成一門只有48課時(shí)的課程。然而課時(shí)的壓縮并沒有減少其波及的知識(shí)面，這使得教師很難在較少的課時(shí)內(nèi)做到將需要細(xì)致講解的地方講透，讓學(xué)生對(duì)機(jī)械課程有著深刻的理解。教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)一些章節(jié)或某些根底知識(shí)尚存在問題，而這些問題在課本上沒有詳細(xì)介紹；又由于課時(shí)的原因，無(wú)法在課堂上占用大量時(shí)間給學(xué)生做詳細(xì)講解。采用拋錨式教學(xué)，可以讓學(xué)生以研究小組的方式，課下提前整理相關(guān)資料、自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而節(jié)省教師課堂中的教學(xué)時(shí)間。

機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)對(duì)課程的要求，也使得拋錨式教學(xué)法更適宜于該門課程的教學(xué)。機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程配套的課程設(shè)計(jì)，往往以減速器設(shè)計(jì)為題，涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)根底中齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、軸承、軸、螺栓等通用零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，具有很強(qiáng)的綜合性。這要求學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中就能夠關(guān)注全局。但其中所波及的內(nèi)容與?機(jī)械設(shè)計(jì)根底》教材[6]的編排順序并不一致，且每一章都是看似相互孤立的知識(shí)體。如何科學(xué)地將這些看似零散的知識(shí)點(diǎn)化為一個(gè)吸引學(xué)生注意力的整體是教學(xué)的難點(diǎn)。而拋錨式教學(xué)法能夠很好地解決這個(gè)難點(diǎn)。摒棄繁瑣的概念堆砌，以實(shí)習(xí)過程中參觀到的井下帶式輸送機(jī)的減速器設(shè)計(jì)需求為“錨〞引出學(xué)生的好奇心，并通過鑲嵌式教學(xué)將課程設(shè)計(jì)所需的各章知識(shí)無(wú)形地串聯(lián)在一起，呈現(xiàn)給學(xué)生。

3拋錨式教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)根底教學(xué)中的實(shí)施

拋錨式教學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程中的具體實(shí)施主要體現(xiàn)在下列三個(gè)方面。

創(chuàng)設(shè)情境、確定問題授課過程中，根據(jù)各章節(jié)主要內(nèi)容，有目的地從現(xiàn)實(shí)生活中抽取一些與章節(jié)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的問題。一方面，通過問題將要學(xué)習(xí)的知識(shí)有機(jī)地串聯(lián)在一起；另一方面，通過增加懸念，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。如在“齒輪機(jī)構(gòu)〞章節(jié)，波及齒廓嚙合根本定律、正確嚙合條件、規(guī)范中心距、重合度等看似零散的知識(shí)。倘假設(shè)教學(xué)上僅僅是知識(shí)的灌輸，學(xué)生往往會(huì)一頭霧水，很難將這些知識(shí)整合在一起。此處，首先引入這樣的問題：家用轎車內(nèi)變速箱的齒輪是如何傳遞運(yùn)動(dòng)的？引導(dǎo)性地讓學(xué)生試著答復(fù)，在總結(jié)學(xué)生答復(fù)的根底上給學(xué)生講解：齒輪是通過齒廓來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞的，在傳遞的過程中，為了保證傳動(dòng)比恒定，必須設(shè)計(jì)出專門的輪齒齒廓，如漸開線齒廓。以此引入這章課程前兩節(jié)內(nèi)容――“齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類型〞“齒廓實(shí)現(xiàn)定角度比傳動(dòng)條件〞。

在上課快要結(jié)束時(shí)，再針對(duì)性地給學(xué)生布置四個(gè)問題：什么樣的曲線能夠被選用制造輪齒齒廓，為什么？機(jī)械手表中的齒輪和汽車變速箱中的齒輪能否嚙合傳動(dòng)，為什么？一對(duì)齒輪安裝的時(shí)候，距離近一點(diǎn)兒好，還是遠(yuǎn)一點(diǎn)兒好，為什么？一對(duì)齒輪嚙合，如何保證其輪齒的交替嚙合？以此，以小組的形式讓學(xué)生帶領(lǐng)問題查找相關(guān)資料，將下一節(jié)課將要介紹的內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠有更多的主動(dòng)參與，并且有了明確的目標(biāo)。在下節(jié)課，講授“漸開線齒廓〞“漸開線規(guī)范齒輪嚙合〞的時(shí)候，便可以以上面的問題引領(lǐng)學(xué)生試著答復(fù)，并采用鑲嵌式教學(xué)，在解答問題的過程中引入新的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在對(duì)這些問題的層層解答過程中逐步掌握了相關(guān)重點(diǎn)。安頓學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)為了鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，每次課下問題都將以小組的形式來(lái)完成，采取協(xié)作式學(xué)習(xí)。課后，小組將根據(jù)問題一起討論，并分工完成資料的查閱、問題初步答案的整理。學(xué)生在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中，從最開始的分工，信息的收集、整理、分析，到最終結(jié)果的評(píng)價(jià)，都經(jīng)過組內(nèi)學(xué)生間相互交流得到。教師盡可能為其提供寬松的環(huán)境，通過QQ群的方式，課下協(xié)助他們[7]，使學(xué)生樂于主動(dòng)思考。學(xué)生通過這種組內(nèi)討論，公開自己的學(xué)習(xí)成果，探討學(xué)習(xí)疑惑，多角度尋求解決“錨〞中問題的可能方法，完成對(duì)相關(guān)知識(shí)的建構(gòu)，提高了分析問題、解決問題的能力。與此同時(shí)，還培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神和交流能力。

此外，看到不同小組對(duì)同一問題所給解答的不同，還讓學(xué)生意識(shí)到思路的轉(zhuǎn)變會(huì)產(chǎn)生很多創(chuàng)新性的成果，進(jìn)而拓展分析問題的視角。

歸納、總結(jié)學(xué)生問題在拋錨式教學(xué)下，知識(shí)點(diǎn)將隨著“錨〞的解決而被學(xué)生逐步掌握。但學(xué)生在此學(xué)習(xí)過程中，特別是課下小組討論階段，將會(huì)產(chǎn)生很多新的想法及問題。這些問題的及時(shí)收集及解答，對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解至關(guān)重要，也有利于教師準(zhǔn)確把握教學(xué)中的單薄環(huán)節(jié)。教師需要將相關(guān)問題收集、歸納、總結(jié)，將其中具有代表性的問題，在課堂上予以簡(jiǎn)要答復(fù)。復(fù)雜且重要的問題，可結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工具，如借助“QQ群論壇〞進(jìn)行解答[7]，以節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間。在網(wǎng)上討論過程中，因不占用課時(shí)，教師可以采用討論的形式引導(dǎo)學(xué)生一同逐步分析、解答問題。這樣，一方面鍛煉了學(xué)生的自我思維能力；另一方面，學(xué)生通過自己的努力解決了之前的問題，還會(huì)幫忙他們進(jìn)一步增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的信心。

4結(jié)語(yǔ)

拋錨式教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程教學(xué)中的應(yīng)用，將學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通過與生活、生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合的“錨〞讓學(xué)生主動(dòng)探索、主動(dòng)思考、主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的理論學(xué)習(xí)、問題解