王元?jiǎng)? 呂鵬翔 李曉鵬 吳蒙華 賈衛(wèi)平

摘要：在調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、引入先進(jìn)教學(xué)理念基礎(chǔ)上，初步建立與工程應(yīng)用相適應(yīng)、以基于項(xiàng)目和問(wèn)題的分組教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的復(fù)合教學(xué)模式，討論復(fù)合教學(xué)模式對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題能力的影響規(guī)律，對(duì)同類型課程的教學(xué)改革具有啟發(fā)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：分組教學(xué)；基于問(wèn)題和項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法；翻轉(zhuǎn)課堂；計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)；復(fù)合教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）01-0260-02

一、引言

我國(guó)于2016年成為《華盛頓協(xié)議》第18個(gè)正式成員并啟動(dòng)新工科建設(shè)。其核心理念是以學(xué)生為中心，能給學(xué)生以有力的引導(dǎo)，這就需要將學(xué)生的要求及其培養(yǎng)目標(biāo)放在重要的位置。實(shí)踐表明PPBL[1]和翻轉(zhuǎn)課堂[2]教學(xué)改革對(duì)學(xué)生綜合知識(shí)應(yīng)用能力、就業(yè)適應(yīng)能力的培養(yǎng)和提升具有重要作用。經(jīng)過(guò)8年的建設(shè)，大連大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)課程實(shí)現(xiàn)了由基于概念和理論知識(shí)的教學(xué)模式到以解決實(shí)際問(wèn)題能力培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)化。該課程是為適應(yīng)工程教育、卓越工程師培養(yǎng)等社會(huì)需求，利用數(shù)控加工技術(shù)和數(shù)控加工編程軟件解決各類零件尤其是復(fù)雜模具零件加工問(wèn)題的綜合應(yīng)用類課程[3]，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、自動(dòng)化編程和基本機(jī)床操作能力。本課程在教學(xué)模式與教材內(nèi)容的組織上，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)和成果考核為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為主線，以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為目標(biāo)，研究該課程的培養(yǎng)內(nèi)涵和教學(xué)實(shí)踐，以滿足該課程的教學(xué)需要，適應(yīng)工程技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的要求。

二、課程教學(xué)設(shè)計(jì)

本課程以工程實(shí)際為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)提煉和加工，通過(guò)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由單一到綜合的方式，設(shè)計(jì)出與加工過(guò)程相對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目載體。每個(gè)項(xiàng)目在從三維模型到最后成品的整個(gè)過(guò)程中，分解成零件分析與模型簡(jiǎn)化、加工工藝方案與夾具、加工模式與切削參數(shù)、加工優(yōu)化與刀軌確認(rèn)、后置處理與加工文件生成等5個(gè)核心問(wèn)題，部分項(xiàng)目還涉及采用特種加工需要的電極設(shè)計(jì)與編程環(huán)節(jié)。課程采用基于多媒體機(jī)房的分組教學(xué)模式授課。每組六人，其中一組員承擔(dān)組長(zhǎng)職責(zé)，負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)、匯報(bào)工作，其余組員完成項(xiàng)目問(wèn)題。教學(xué)流程由布置本次課主要任務(wù)，完成對(duì)應(yīng)工作任務(wù)，每組整體賦分，匯報(bào)和互評(píng)，教師講解等環(huán)節(jié)組成。課程采用限時(shí)完成模式，每個(gè)組限時(shí)在30分鐘內(nèi)由本組各個(gè)成員按照先后次序依次完成所承擔(dān)工作內(nèi)容。

三、課程改革效果與分析

考試方法采用實(shí)戰(zhàn)模式，在規(guī)定時(shí)限內(nèi)根據(jù)指定模型完成卷面和上機(jī)操作。通過(guò)選取2013、2015和2017年考試成績(jī)數(shù)據(jù)做分析，與之對(duì)應(yīng)的是句號(hào)課堂、問(wèn)號(hào)課堂、問(wèn)號(hào)+翻轉(zhuǎn)課堂模式。結(jié)果表明復(fù)合課堂模式的學(xué)生平均成績(jī)最好（圖1），所考察的知識(shí)點(diǎn)中在模型分析與完善和加工工藝環(huán)節(jié)上得分率較低（圖2），體現(xiàn)了學(xué)生三維建模功底和根據(jù)模型分析結(jié)果選擇合適的加工模式實(shí)現(xiàn)加工意圖能力。上述結(jié)果表明了學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握能力和熟練程度得到加強(qiáng)，這正是本課程教學(xué)改革的初衷之一。教學(xué)模式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果有重要影響，以教師為主的句號(hào)教學(xué)模式明顯制約學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性[4]；PPBL模式一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，另一方面增加了同學(xué)之間、師生之間的良性互動(dòng)；與社會(huì)需求同步的項(xiàng)目教學(xué)則強(qiáng)化了學(xué)生解決問(wèn)題的能力；嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠綍r(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定方法使得小組內(nèi)部必須團(tuán)結(jié)協(xié)作、取長(zhǎng)補(bǔ)短，有助于形成良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作氛圍；翻轉(zhuǎn)課堂則為學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)提供了幫手，既能做到課前的有的放矢，又能通過(guò)課后的不斷學(xué)習(xí)提高知識(shí)技能的掌握程度。

此外，工藝問(wèn)題反映出機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程所強(qiáng)調(diào)的“嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范”和數(shù)控加工所體現(xiàn)的“相對(duì)松散”之間顯著沖突，這體現(xiàn)出包括數(shù)控加工在內(nèi)的智能制造技術(shù)在高精度、高速度、高柔性化、高自動(dòng)化等方面的優(yōu)越性[5]。與國(guó)外高等教育相比[6]，國(guó)內(nèi)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)習(xí)慣于采用“先入為主”、跟老師走的方式，因此任課教師的教學(xué)理念、教學(xué)思路、先修課程對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)影響很大。

四、結(jié)論

計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)課程強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)置于工程項(xiàng)目的實(shí)際情景，由學(xué)生合作來(lái)解決真正的問(wèn)題，從而學(xué)習(xí)隱含在問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。結(jié)論總結(jié)如下。

第一，培養(yǎng)方案要結(jié)合社會(huì)需求并通盤(pán)考慮課程間的銜接和知識(shí)點(diǎn)的適用性，有助于建立“學(xué)以致用、以用促學(xué)”的良性循環(huán)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，有助于促進(jìn)工程教育的發(fā)展和應(yīng)用型高技能人才的培養(yǎng)。

第二，基于項(xiàng)目和問(wèn)題的分組教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、團(tuán)隊(duì)精神與合作能力；翻轉(zhuǎn)教學(xué)則促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)與能力的提升。

第三，優(yōu)秀教學(xué)模式需要建立與之配套的技術(shù)手段和措施，才能充分發(fā)揮該教學(xué)模式的最大效能。

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