章培培　屈光

【摘 要】JiTT是一種新型教與學策略，注重改善課堂教學效果，讓學生的學習變被動為主動，從而提高課堂的教學效率，同時注重培養(yǎng)學生的團隊精神和實踐創(chuàng)新能力，符合機械設計制造及其自動化專業(yè)以培養(yǎng)“一專多能”全面發(fā)展，具備扎實的理論基礎、良好的開拓創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型工程技術人才的目標，為JiTT教學模式在《機械設計》教學方法改革的推廣應用提供了可行性。

【關鍵詞】JiTT;機械設計;教學方法改革

中圖分類號： G642.4;TH-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）05-0228-003

根據(jù)機械設計課程的特點，結(jié)合機械設計制造及其自動化專業(yè)背景，充分挖掘機械設計知識點的興趣素材和知識本身的魅力，做到“課未開，趣已生;課進行，趣正濃;課結(jié)束，趣猶存?！笔紫纫O計基于JiTT模式的機械設計教學方法并在教學過程中加以實施，收集數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)性分析，最后再根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對教學方案實施過程進行反思，找出不足加以改進，從而不斷提高教學效果。

1 JiTT教學模式

Just-in-Time Teaching（ JiTT，又稱“適時教學”或“及時教學”），是20世紀末美國航空學院和普渡大學的物理學教授在長期本科教學過程中總結(jié)出來的一種具有實效性的教學模式[1]。國外學者對JiTT教學模式進行了深入研究并取得了一定的成果，其應用實踐遍布許多國家，涉及多個學科[2]。國內(nèi)針對此進行的理論研究和應用研究都還處于起步階段[3-4]。JiTT教學模式是一種新型教與學策略，它將“基于網(wǎng)絡的學習任務”（Web-based Study Assignment）和“以學生的自主性學習為主的課堂教學”（Active Learner Classroom）二者相結(jié)合[5-6]。

JiTT教學模式的核心是一個反饋鏈，“課前預習的反饋”和“課后難題探究的反饋”[7]，其本質(zhì)是 “以課外整合為主的課內(nèi)外結(jié)合模式”，通過這兩種反復進行的反饋，使教師“及時的”了解學生的學習需求和學習情況，從而“及時的”調(diào)整教學進程和教學內(nèi)容，適應學生學習的進度。此教學模式目標是創(chuàng)設以學生的自主性學習為主的課堂教學，利用學生的反饋引導教學，從而激發(fā)學生的學習主動性[8]。

2 機械設計的課程特點

機械設計是機械類專業(yè)主干課程之一，也是最后一門技術基礎課，在制定專業(yè)培養(yǎng)方案時，先安排了多門次的先修課程，因此在本課程的學習過程中，對學生提出更高的要求，不僅要熟練掌握基礎理論知識，還要能夠?qū)碚摵图夹g知識進行綜合運用，聯(lián)系生產(chǎn)實踐和機器使用時的具體工作條件，會設計合理的零部件和一些簡單的機械，為后續(xù)更多的專業(yè)課程的學習打下扎實的理論基礎，也為能夠進行專業(yè)產(chǎn)品和設備的設計打下實踐基礎[9-10]。因此，本課程在學習進程上具有從理論性課程過渡到專業(yè)課程的承先啟后的橋梁作用[11]。

機械設計的教學內(nèi)容一般包括兩個部分，一綜合論述本課程的主要內(nèi)容、性質(zhì)、任務及一般機械設計的共性問題，二通用機械零部件的設計。由于本課程研究對象的多樣性及具有“關系多”、“門類多”、“要求多”、“公式多”、“圖形多”、“表格多”的特點[12]，很多學生望而卻步，較難為后續(xù)課程夯實基礎。

機械設計知識點繁多，理論課時較少，如何合理設計教學進度，巧妙設計課前預習內(nèi)容和課后專題是亟待解決的問題;學生在預習之后和完成難題探究反饋給教師的信息如何被快速有效的統(tǒng)計和分析，需要教師和學生進行有效溝通。

3 教學方法改革

3.1 巧妙的教學設計

（1）課前準備：為學生設計合理的課前預習內(nèi)容。結(jié)合相關的機械設計及原理知識、與生活和專業(yè)背景有關的問題以及機械設計教學內(nèi)容和專業(yè)發(fā)展的特點，精心為學生設計預習內(nèi)容。學習到機械傳動中的鏈傳動時，預習思考題可設計為：自行車的鏈條拆開了由哪幾個零件組成？觀察它們之間的配合方式？數(shù)一數(shù)鏈節(jié)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)？觀察騎行過程中鏈有沒有上下跳動的現(xiàn)象出現(xiàn)？這些與生活中常見的機械密切相關的問題，能夠提高學生課前探究的積極性，鼓勵學生積極加入到課前預習活動中來，這樣不僅可以拓寬學生視野，還提高學生的自主學習能力，在生活中養(yǎng)成愛觀察愛思考的好習慣。為理論和實踐的有效結(jié)合打下扎實基礎。課前預習內(nèi)容在課堂教學的前一周發(fā)布到網(wǎng)絡平臺上（以Blog、Eamil、QQ、微信等作為網(wǎng)絡交流平臺）。

（2）預習與反饋：學生根據(jù)教師提出的預習要求，利用網(wǎng)絡和工具隨時隨地查看預習內(nèi)容，閱讀相關資料，自主完成思考題等，利用網(wǎng)絡資源認真完成預習報告，在課堂教學開始前教師規(guī)定的時間內(nèi)通過網(wǎng)絡平臺將預習情況反饋給教師。

（3）調(diào)整教學內(nèi)容：教師首先根據(jù)學生預習后提交上來的反饋信息進行統(tǒng)計和分析，從而了解學生對先修知識的掌握情況和對即將學習的新內(nèi)容的預習情況，這樣才能明確不同層次學生對知識掌握的差異性。根據(jù)課前反饋和對學生差異性的分析結(jié)果，教師可以及時調(diào)整上課內(nèi)容和上課方法，盡量同時滿足不同學習層次學生的學習需求。

（4）“主導-主體”相結(jié)合的課堂形式：在課堂教學上利用多媒體技術，與多種教學方法互相配合。根據(jù)學生反饋的預習信息，針對性的進行新知識點講解和分析。在課堂教學上，努力創(chuàng)設教師為主導，學生為主體的課堂氛圍，調(diào)動學生的學習積極性和學習興趣。教師可以組織課堂探索小組，展開同組學生之間，不同討論小組之間，學生和老師之間，師生與教學內(nèi)容和多媒體之間的多維互動，延續(xù)學生課前預習的學習熱情。例如，在講到渦輪蝸桿時，讓學生先行觀察為什么家用搖頭扇的扇葉轉(zhuǎn)動和頭部擺動可以分開控制？還用了之前哪門課程中學習到的哪種機構(gòu)？由于學生已經(jīng)根據(jù)教師提出的預習要求進行認真預習，基本都是有備而來，對教師組織的課堂教學實踐活動都是積極的，主動的和有效的。

（5）課后難題探究專題及課后評價：教師還要根據(jù)主要的課堂學習內(nèi)容，結(jié)合學生的學習情況來巧妙的設計課后習題，以便開展難題探究。教師所設計的難題必須是需要學生利用課堂上學到的知識點來解答，這樣才能讓學生對所學的新知識，新技能進行進一步的認知、理解和應用。教師還應該盡量設計一些開放性的問題，這對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維有一定的幫助。比如在課程教學中講到軸的設計時，教師可設計課后思考題自行車的前輪，后輪和腳踏處的軸是否是同一類型的軸？分析各軸的承載情況，調(diào)動學生的學習興趣，從而提高學生對難題探究的主動性和積極性。教師可以通過學生“難題探究”的結(jié)果來了解學生對課堂教學內(nèi)容掌握狀況，為下一次課的內(nèi)容和進程做好安排。

教師可以根據(jù)學生提交上來的預習報告、課堂表現(xiàn)、課后的反饋以及難題探究的參與度來綜合衡量學生的學習效果和努力程度，從而給出相應的分數(shù)，而不是單純的根據(jù)卷面分數(shù)來評價，這樣才能更好的保護學生的學習熱情和學習積極主動性。

3.2 教學反饋

JiTT教學模式的核心是feedback loop即反饋鏈，如圖1所示。反饋鏈主要由兩個部分組成：一是網(wǎng)絡組成部分;二是學生主動學習的課堂教學部分。針對以上兩部分需要解決的問題有：

（1）教師根據(jù)機械設計制造及其自動化專業(yè)背景，結(jié)合機械設計課程的特點、教學大綱，教學目標，教學重難點，教學學時和進度安排，設計合理的有效的課前預習內(nèi)容，以供學生預習之用。

（2）網(wǎng)絡互動平臺的選取，適宜選擇比較普及的、簡潔的網(wǎng)絡互動平臺，以方便學生進行課前預習、提交預習反饋報告和參與難題探究，教師也可以方便的收集學生反饋報告，而不是讓同學們花大量時間學習平臺使用方法。

（3）教師根據(jù)學生的預習反饋結(jié)果，及時進行課堂教學內(nèi)容調(diào)整，以保證不同學習層次學生的不同學習需求，從而確保學生通過課堂學習都有所收獲。

（4）教師根據(jù)堂教學情況和具體教學內(nèi)容，精心設計課后專題，涵蓋課堂所學知識和下次課程知識，發(fā)布在網(wǎng)上，供學生進行探究[13]。

3.3 具體方法探討

為了獲得JiTT教學方法在機械設計教學應用中對教學效果、教學效率和師生交流的影響，因此需對實踐過程及結(jié)果進行整體性探討，采用多種研究方法并用，具體如下：

（1）文獻研究：通過電子檢索收集有關JiTT教學模式有關理論和實踐方面的專著和論文，歸納和總結(jié)國內(nèi)外學者在教學中應用JiTT教學模式的研究成果、研究現(xiàn)狀和研究方向，作為研究的參考和借鑒。經(jīng)過文獻分析，根據(jù)機械設計制造及其自動化專業(yè)背景和培養(yǎng)方案，課程體系中機械設計的特點，設計JiTT教學模式實施過程的方案。

（2）實踐研究：選取機械設計制造及其自動化專業(yè)為實踐研究對象，機械設計課程為具體實踐課程，采用和傳統(tǒng)教學方法為主的其他平行班級形成對比，檢驗JiTT教學模式在機械設計課程教學中的應用效果。

（3）問卷調(diào)查：在新的教學模式開始之前，對所實踐JiTT教學模式的班級學生的基本狀況通過問卷進行了解和分析，為JiTT教學模式在機械設計教學方法改革效果提供依據(jù)。教學實踐研究活動結(jié)束后，再次發(fā)放問卷調(diào)查，對應用JiTT教學方法的效果加以分析和總結(jié)。

（4）訪談：為了分析JiTT教學模式在機械設計課程教學中的應用效果，在教學實踐活動結(jié)束后，選擇部分學生進行訪談，了解JiTT教學方法是否促進學生的學習，了解學生是否喜歡JiTT教學方法以及從學生的角度看JiTT教學方法在實際應用中還存在哪些不足或需要改進的地方等。

很多機械設計問題都不是只有一個固定答案的，任何新的理論和技術或者是新材料和新工藝甚至新的市場信息都會使設計方案發(fā)生變化[14]。要培養(yǎng)同學們善于全面分析的習慣，綜合協(xié)調(diào)和靈活處理的能力，并培養(yǎng)同學們的想象力、洞察力和創(chuàng)新能力，這樣才能對工程設計問題做出機敏的判斷。

4 結(jié)束語

為了提高機械設計教學效果從而改變當前現(xiàn)狀，結(jié)合機制專業(yè)的培養(yǎng)目標和課程體系特點，本文將“基于網(wǎng)絡的學習任務”和“以學生的自主性學習為主的課堂教學”二者交互的一種教學模式[13]--JiTT教學模式應用到機械設計的實際教學中。通過這一新型教學模式的探索和實踐，實現(xiàn)了課堂教學與課外活動的銜接，利用網(wǎng)絡平臺可以增進師生之間的實時溝通也可以擴展學生的學習時間，同時可以加強老師和學生之間的互動，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作的能力，激發(fā)學生的學習興趣，使課堂教學效率達到最優(yōu)化。

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