龐興華　解芳

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)械類本科專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)主干課程之一。為了達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，還安排有2～3周的課程設(shè)計(jì)。在以往的教學(xué)中，機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)分屬兩門課程，前者屬理論教學(xué)，后者則為實(shí)踐教學(xué)，前者強(qiáng)調(diào)知識(shí)學(xué)習(xí)，后者強(qiáng)調(diào)知識(shí)運(yùn)用，前者以“學(xué)”為主，后者則以“做”為主，本文把這種教學(xué)模式稱為“分立教學(xué)模式”。在“分立教學(xué)模式”下，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)不起興趣，學(xué)了前者不會(huì)后者，花費(fèi)了大量時(shí)間，達(dá)不到預(yù)期的效果。因此，從培養(yǎng)合格的工程設(shè)計(jì)人員出發(fā)，貫徹CDIO教學(xué)理念，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及其課程設(shè)計(jì)進(jìn)行一體化改革，已成為當(dāng)前教學(xué)改革的迫切需要。

一 分立教學(xué)模式問題分析

機(jī)械設(shè)計(jì)及其課程設(shè)計(jì)的“分立式”教學(xué)模式存在如下弊端。

1 重學(xué)輕用

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，既有機(jī)械設(shè)計(jì)的方法理論，也有零部件設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容。但在傳統(tǒng)的觀念上，理論是重頭戲，實(shí)踐則是微不足道的，實(shí)踐從屬于理論，服務(wù)于理論，似乎實(shí)踐的目的僅僅是為了驗(yàn)證理論的正確性。教學(xué)上，偏重于機(jī)械設(shè)計(jì)理論以及強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容的講授，而對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則一帶而過，不能將知識(shí)點(diǎn)及時(shí)地在實(shí)踐應(yīng)用中強(qiáng)化，即便有實(shí)踐，也僅限于課后作業(yè)練習(xí)，結(jié)果造成學(xué)生在隨后的課程設(shè)計(jì)中對(duì)所學(xué)知識(shí)模糊不清，動(dòng)起手來不知所措。

2 學(xué)用脫節(jié)

機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)各自為政、相對(duì)獨(dú)立，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，感受不到它對(duì)課程設(shè)計(jì)的作用，這樣，一方面使得學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程中某些知識(shí)點(diǎn)的理解、記憶產(chǎn)生了斷續(xù);另一方面，學(xué)生看不到它的實(shí)際用處，提不起興趣，對(duì)與實(shí)際設(shè)計(jì)相關(guān)的重要知識(shí)點(diǎn)理解得不夠透徹，不得不在課程設(shè)計(jì)中，花費(fèi)更多的時(shí)間和精力進(jìn)行復(fù)習(xí)。

3學(xué)后不會(huì)用

通過機(jī)械設(shè)計(jì)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)知識(shí)，也完成了一定的作業(yè)量，但沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)的綜合演練，理不清零件與零件的協(xié)調(diào)關(guān)系，感到知識(shí)“零零散散”，串不起來。使得課程設(shè)計(jì)開始的2～3天里，還不知從何下手。設(shè)計(jì)中臨時(shí)抱佛腳，問題來不及深入思考，最后囫圇吞棗、倉促結(jié)束。

二 一體化教學(xué)改革的思考

改變機(jī)械設(shè)計(jì)與其課程設(shè)計(jì)分立教學(xué)弊端的有效途徑是貫徹CDIO教學(xué)理念和教學(xué)模式。所謂CDIO，它是“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)，它以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，使學(xué)生養(yǎng)成現(xiàn)代工程技術(shù)的職業(yè)素養(yǎng)。CDIO工程教學(xué)改革是當(dāng)今國際工程教育改革的最新成果，已經(jīng)在世界上多所學(xué)校進(jìn)行實(shí)施，并取得了很好的效果，為工程界培養(yǎng)了大量符合需求的技術(shù)人員[1]。

用CDIO的觀點(diǎn)來看機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)，它們同屬機(jī)械裝置設(shè)計(jì)這個(gè)“工程”，具有“構(gòu)思”“設(shè)計(jì)”“實(shí)施”“運(yùn)行”幾個(gè)不同階段，通過這個(gè)“工程”，完全可以加載機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容。拆掉機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)之間的屏障，在CDIO的模式下使其融為一體，形成一體化課程。

對(duì)“一體化課程”的學(xué)習(xí)，或“學(xué)”或“做”，也是同一事物的兩個(gè)方面，是辯證的統(tǒng)一體。教育家陶行知先生曾有過精辟的論述：“教的法根據(jù)學(xué)的法，學(xué)的法根據(jù)做的法，事怎么做就怎么學(xué)，怎么學(xué)就怎么教”，并明確指出，“教、學(xué)、做是一件事不是三件事。我們要在做上教，在做上學(xué)?！边@種融教育法于生活法中的理念更加突出了以“做”為中心，強(qiáng)調(diào)了“行是知之始”的實(shí)踐第一性和“知是行之成”的理實(shí)相融教學(xué)目標(biāo)。實(shí)際也是“教、學(xué)、做”的一體化，就是整理融合各教學(xué)環(huán)節(jié)。把培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)作為一個(gè)整體考慮。將教學(xué)內(nèi)容科學(xué)地融會(huì)在教、學(xué)、做過程中，從做開始，發(fā)現(xiàn)問題，在教與學(xué)中了解問題的答案，再通過教、學(xué)、做，理解其原理，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的相互融合、螺旋遞進(jìn)，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)[2-3]。

三一體化教學(xué)的實(shí)踐

按照CDIO教學(xué)模式。在“卓越工程師”機(jī)制專業(yè)試點(diǎn)班實(shí)行一體化教學(xué)改革，主要做法如下。

1 課程教學(xué)和課程設(shè)計(jì)一體化

打破傳統(tǒng)界限，將機(jī)械設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)按實(shí)踐教學(xué)方式進(jìn)行有機(jī)整合，課程總量與以前大體相當(dāng)，但內(nèi)容銜接均與設(shè)計(jì)流程相一致。

2 以項(xiàng)目為主線組織教學(xué)

選“輸送帶傳動(dòng)裝置”設(shè)計(jì)作為典型項(xiàng)目。該裝置幾乎涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)課程的全部零部件。以此項(xiàng)目為主線組織教學(xué)，在內(nèi)容上，按照項(xiàng)目的需求整合教學(xué)內(nèi)容，確保項(xiàng)目中的主要零部件的設(shè)計(jì)都在學(xué)習(xí)的范圍內(nèi)。在時(shí)間上，按照項(xiàng)目進(jìn)展的先后順序來安排教學(xué)進(jìn)度;項(xiàng)目開始之前，先用少量的時(shí)間，介紹機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、一般過程和設(shè)計(jì)概論，再布置設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)入項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)階段，“做”就開始了。緊接著總體設(shè)計(jì)，講授機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)和軸類零部件初步設(shè)計(jì)等內(nèi)容，然后開始裝配圖設(shè)計(jì)，“做”與“學(xué)”互相穿插、同步進(jìn)行。在教學(xué)方法上，以應(yīng)用為目標(biāo)，在學(xué)中干，在干中學(xué)，學(xué)用結(jié)合;以自學(xué)為主，問題驅(qū)動(dòng)，急用先學(xué)，學(xué)了就用。教學(xué)上以指導(dǎo)為主、講授為輔，講授內(nèi)容根據(jù)實(shí)際需要，按需來講，少講多做，講則指向明確、畫龍點(diǎn)睛。

3 以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

將全班分成四個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)方案分成四類：有帶傳動(dòng)——直齒圓柱齒輪減速器、鏈傳動(dòng)——直齒圓柱齒輪減速器、帶傳動(dòng)——斜齒圓柱齒輪減速器、帶傳動(dòng)——直齒圓錐齒輪減速器等;每個(gè)方案又有不同的參數(shù)，達(dá)到一人一題。保證了學(xué)生在設(shè)計(jì)中既能實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作，又能獨(dú)立思考。在第一次課上，就下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，使學(xué)生一開始就明確自己的角色、承擔(dān)的設(shè)計(jì)任務(wù);在而后某些章節(jié)的學(xué)習(xí)中，作業(yè)就在各自的任務(wù)中分解，是各自設(shè)計(jì)任務(wù)的組成部分;“作業(yè)”完成了，設(shè)計(jì)任務(wù)就完成了，課程學(xué)習(xí)也就結(jié)束了。另外，還安排了答辯環(huán)節(jié)，要求每個(gè)學(xué)生走上講臺(tái)，闡述自己的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)成果，這也無形中增加了學(xué)生任務(wù)。使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，時(shí)時(shí)感到任務(wù)在肩，壓力在心，“不用揚(yáng)鞭自奮蹄”，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和責(zé)任感。

四 一體化教學(xué)的效果

機(jī)械設(shè)計(jì)一體化課程經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，取得了積極的效果，在以下幾個(gè)主要方面有了大的改進(jìn)。

1 變被動(dòng)為主動(dòng)，學(xué)習(xí)興趣提高

機(jī)械設(shè)計(jì)課程知識(shí)零散、內(nèi)容枯燥，令教師和學(xué)生都比較頭痛，但在本次教學(xué)中，學(xué)與用的關(guān)系一開始就得到顯現(xiàn)，學(xué)生帶著任務(wù)，自加壓學(xué)習(xí)，無需督促。課堂中所做的和說的主題都是和學(xué)習(xí)相關(guān)，自始至終都在一種緊張而有秩序的氣氛中進(jìn)行。以往開小差、小動(dòng)作、打瞌睡等種種不良現(xiàn)象一掃而光。

2 師生互動(dòng)加強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果明顯

一體化教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生在學(xué)與做的過程中，越深入，發(fā)現(xiàn)的問題就越多，有了問題，促使學(xué)生主動(dòng)向老師請(qǐng)教。指導(dǎo)教師的注意力和側(cè)重點(diǎn)也從課堂講授放在平時(shí)指導(dǎo)上，與學(xué)生交流的機(jī)會(huì)多了，在現(xiàn)場(chǎng)因材施教，有針對(duì)性的指導(dǎo)，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)更加深入。

3 做的時(shí)間充裕，設(shè)計(jì)的質(zhì)量提高

一方面，教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過優(yōu)化整合，知識(shí)的冗余度減少，也就等于擠出了一定的學(xué)習(xí)時(shí)間;另一方面，學(xué)生從接受設(shè)計(jì)任務(wù)到經(jīng)過答辯任務(wù)結(jié)束，總時(shí)間不變，但做的時(shí)間拉長，甚至還延伸到課外，學(xué)生有足夠的時(shí)間和精力來處理設(shè)計(jì)中的問題。設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度、圖面質(zhì)量都得到提高，表達(dá)能力也明顯改進(jìn)。

總之，作為我校首批卓越工程師試點(diǎn)班，課程群改革方興未艾，機(jī)械設(shè)計(jì)一體化課程只是該專業(yè)眾多一體化課程之一，目前的做法只是初步嘗試，還存在不少問題。但盡管如此，這些嘗試可作為本試點(diǎn)專業(yè)的其它一體化課程的先例，也可為其它專業(yè)其它課程改革提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]江帆， 王一軍，蕭仲敏，等.基于知識(shí)點(diǎn)優(yōu)化的CDIO教學(xué)改革實(shí)踐[J]. 教學(xué)研究， 2013，36（1）：81-84.

[2]都秀紅， 邱雪松， 王瓊，等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革初探[J].教學(xué)研究，2011（5）： 51-54.

[3]劉曉川.基于CDIO高職課程“教學(xué)做一體化”的構(gòu)建與實(shí)施[J].職教論壇， 2013（14）：64-67.