劉艷紅 李穎 賈哲

摘 要：本文在分析了目前士官院校機械基礎(chǔ)課程教學現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了采用螺旋課程編制理論對機械基礎(chǔ)課程內(nèi)容進行重組，依據(jù)螺旋課程理論構(gòu)建新的機械基礎(chǔ)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，并總結(jié)了新內(nèi)容結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ) ?螺旋課程 ?內(nèi)容體系

螺旋式課程是由美國著名教育家、認知心理學家布魯納提出的，它是指課程內(nèi)容的編排采用螺旋式的反復上升，隨著學生的認知思維的發(fā)展，不斷將這些概念和原理進行深化和拓展。目前，我國許多院校都在進行新一輪的教學改革，本次教學改革的指導思想就是改進學生的學習方式和教師的教學方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。教材對學習方式和教學方式都具有引導作用，編寫教材應(yīng)當遵循學生的認知規(guī)律、努力為學生創(chuàng)造自主探究、合作交流的空間，為教師營造教學創(chuàng)新的環(huán)境。要達到這一目的，教材編寫應(yīng)堅持螺旋上升的原則。既要在教學內(nèi)容的深度、廣度上做到螺旋上升，同時也應(yīng)當在知識的呈現(xiàn)方式上做到螺旋上升。機械基礎(chǔ)課是筆者學校機械類專業(yè)必修的主干課程，在筆者學校現(xiàn)行體系中包括機械識圖和機械基礎(chǔ)兩門課程，是學員最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課程。兩門課程內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)，比如機械識圖課程中廣泛接觸的零部件是機械基礎(chǔ)課程中研究的對象;雖然內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)，但兩門課程自成體系，相互獨立，這樣就導致學員所學知識點分散，不能很好實現(xiàn)前后知識點之間的聯(lián)系，而有些內(nèi)容又因為前后重復而浪費學時。如果只在原課程的框架下進行改革，也只能是對課程的教學方法和教學手段進行改進，諸多問題無法解決，必須打破原有的框架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)課程之間的融合，才能使教學內(nèi)容前后連貫，知識結(jié)構(gòu)更加緊湊，教學效果更加明顯。因此，筆者學校開展了采用螺旋式課程理論對機械基礎(chǔ)課程內(nèi)容進行重構(gòu)的改革探索。

一、機械基礎(chǔ)課教學現(xiàn)狀

機械識圖與機械基礎(chǔ)課作為筆者學校機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，起到了非常重要的專業(yè)支撐作用。但縱觀學員的學習情況來看，效果不是很理想。究其原因，主要有以下幾個方面。

1.課程設(shè)置問題

機械識圖和機械基礎(chǔ)目前是兩門獨立的課程，兩門課程雖然安排在同一學期開課，但內(nèi)容大都是串聯(lián)關(guān)系，直線推進，少部分內(nèi)容重復排列，比如：機械識圖中講螺紋的畫法內(nèi)容時，會先講螺紋的形成、參數(shù)、種類等問題;在后續(xù)的機械基礎(chǔ)課程中，講授螺紋連接件的拆卸時，上述內(nèi)容又會出現(xiàn)，但學員已經(jīng)忘了，就需要教員重新再講，因此就有內(nèi)容的重復。這就導致多用時間，在目前，學時少內(nèi)容多的情況下，對教員的壓力就更大。

2.學員對機械零件的認知有限

機械識圖是學員入學以后學習的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過了解，很多學員對機械零部件了解接觸的甚少，更不具備對機械制造方面的任何知識，不懂什么是設(shè)計要求，工作位置等，但機械識圖課卻要求他們繪圖并閱讀記錄了全部信息的零件圖和裝配圖，因此，學員會感到有一定難度，也不符合學員的認知規(guī)律。

3.士官學員個人文化水平有限

士官學員普遍文化水平較低、學習能力和接受能力偏差，直接影響了教學進度，使教員處于一種趕進度的狀態(tài)中。機械基礎(chǔ)和機械識圖是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學效果直接影響后續(xù)專業(yè)課的學習，同時也為后續(xù)的任職崗位打下堅實的基礎(chǔ)，因此，結(jié)合學員的認知規(guī)律，對機械基礎(chǔ)和機械識圖內(nèi)容結(jié)構(gòu)進行重組是十分重要的。

二、機械基礎(chǔ)課教學內(nèi)容重構(gòu)

螺旋形課程就是“針對學習者的接受能力，按照繁簡、深淺、難易的程度使教材內(nèi)容的某些基本概念和基本原理重復出現(xiàn)，逐漸擴展，螺旋上升”。螺旋式是階段性、連續(xù)性和發(fā)展性的體現(xiàn)，符合學生的認知特點。依據(jù)螺旋形課程編制理論，結(jié)合士官特點，立足崗位任職及專業(yè)需求，對機械基礎(chǔ)課程的內(nèi)容體系進行重新整合，以認知零件為主線，形成了三個相互關(guān)聯(lián)融合的教學模塊，構(gòu)成一個完整的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，同時新課程名稱定為機械基礎(chǔ)及識圖，課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖所示。

新體系以認知零件為主線，分為三個模塊，分別為機械認知、識圖基礎(chǔ)和機械基礎(chǔ)及識圖。針對學員對機械零部件了解和接觸很少這種實際情況，筆者學校在課程的一開始增加了機械認知實踐課，即第一模塊機械認知，通過參觀工廠或車間，結(jié)合現(xiàn)場、實物講解和觀看錄像片等，概括介紹機械的組成、機械制造的基本過程以及對常用零部件及機器的認知，并對機械識圖和機械基礎(chǔ)建立起一定的實感，具有一些初步認識，同時受到工程意識的教育。這種方法具體、直觀，符合學員的認知規(guī)律，在螺旋式課程中屬于螺旋上升的第一階段，稱之為動作式認知的維度;第二模塊以機械零件為載體，通過繪制零件的三視圖，進而使學員掌握機械制圖國家標準、投影原理等繪圖的基本知識，這就是螺旋課程的第二個螺旋圖像式認知的維度;機械基礎(chǔ)與識圖模塊主要是從零件的結(jié)構(gòu)、特點、種類、應(yīng)用等方面去了解和掌握零件，進入了比較抽象和復雜的第三螺旋符號認知的維度。采用螺旋式課程編制理論對機械識圖和機械基礎(chǔ)課程的內(nèi)容進行重新整合和編排，內(nèi)容雖有一定的重復，但這種重復不是簡單重復，而是在更高層次上的重復，并且內(nèi)容逐漸擴大范圍并加深程度，即螺旋式發(fā)展。

識圖基礎(chǔ)模塊相對原來內(nèi)容增加了形體的構(gòu)型設(shè)計內(nèi)容，這是學員創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要形式之一，也是激發(fā)學員學習興趣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。構(gòu)型設(shè)計是指根據(jù)已知條件，以基本形體為主，利用各種創(chuàng)造性思維方式構(gòu)型設(shè)計組合體的形狀、大小以及表面連接關(guān)系等，并表達成圖樣的過程。基于構(gòu)型設(shè)計的教育理念是以“拉伸、切割、并、交、差等計算機三維實體造型設(shè)計的方法為基礎(chǔ)”，在學習基本立體時，練習拉伸、旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型方法，以形狀特征視圖和拉伸線作為構(gòu)型要素，或根據(jù)給定的構(gòu)型要素畫出三視圖。在閱讀組合體視圖和零件圖時，讓學員分析構(gòu)成組合體的基本體的構(gòu)型要素和“并、交、差”布爾運算方式，從視圖中找出拉伸體的基圖即形狀特征視圖，根據(jù)另一視圖中拉伸線確定厚度，得到拉伸體，再運用不同的布爾運算，構(gòu)思出最終的三維實體或零件的結(jié)構(gòu)形狀。 在構(gòu)型設(shè)計及組合體的識讀教學過程中融入CAD三維建模的學習，教員借助CAD三維建模軟件對形體進行建模、剖切、改變觀察視口及動態(tài)演示，讓學員從不同位置、不同角度進行觀察，既可以加深學員對各種復雜形體的空間結(jié)構(gòu)及組成的理解，同時又可以提高學員的空間想象能力。

在機械基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)件的識別內(nèi)容中，融入螺紋連接件的畫法、鍵和銷的畫法等標準件的表達方法內(nèi)容。先從結(jié)構(gòu)、特點和應(yīng)用方面去認識這些零件，然后再從畫法和圖形上去識讀，邏輯性和銜接性更好。軸類、盤蓋類、箱體和撥叉類零件的識圖分別融入到機械基礎(chǔ)軸、軸承的安裝與維護、齒輪傳動認知中。具備了軸、軸承、齒輪等零件類型、材料、工藝性等方面的相關(guān)知識后，再去閱讀具備了技術(shù)要求、尺寸等全部信息的零件圖，學員就會感覺輕松，內(nèi)容也就更具備針對性。在減速器的拆裝內(nèi)容中，融入了裝配圖的識圖。同時為了提高課堂的教學效率、學員的學習興趣、降低學習的難度，在這個過程中，借助CAD三維建模，對機械零部件進行建模，也可以對常用機構(gòu)進行建模，即提高了學員的空間想象能力，也提高了學員對該課程的學習效率。

三、基于螺旋的機械基礎(chǔ)新內(nèi)容結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

基于螺旋的機械基礎(chǔ)課程內(nèi)容安排重視由簡入繁、由易到難的內(nèi)在秩序的邏輯組織。第一模塊先讓學員直觀地去認識了解機械零件，知道了零件的結(jié)構(gòu)、形狀，了解了加工過程，對機械零件有了感性認識。然后再進入到繪制零件的三視圖，采用任務(wù)式，以常用零件為載體去學習理論知識投影原理及表達方法等。之后進入到從理論上去認識這些零件，了解它的結(jié)構(gòu)特點、加工工藝、工作原理等內(nèi)容。最后再進入識讀零件圖和裝配圖，在掌握了零件的相關(guān)知識后，再去識讀它的結(jié)構(gòu)、尺寸、工作原理等內(nèi)容，這對學員來說，就不再那么難了。學員的心理邏輯是一個漸進發(fā)展、不斷成熟的過程，而這種課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)邏輯完全與學員的心理邏輯相吻合，符合學員的認知規(guī)律。因此兩者的結(jié)合更適合學員的學習的特點，有利于教學目標的實現(xiàn)。

機械識圖和機械基礎(chǔ)內(nèi)容融合是能互相補充的。機械識圖CAD形象生動的建?？梢源龠M機械基礎(chǔ)的學習。例如，機械基礎(chǔ)上凸輪、棘輪及槽輪機構(gòu)的學習，只看教師播放視頻，雖然形象生動，但學員并不能深刻理解;如果讓學員用三維CAD軟件構(gòu)建出模型并進行模擬運動，學員的學習興趣肯定能被激發(fā)出來，對知識的理解也更透徹，成就感也是滿滿的。機械識圖的學習中融入了機械基礎(chǔ)的內(nèi)容，學員可以更好地理解零件圖和裝配圖的內(nèi)容。同時，讓學員感受到繪圖及識圖的目的更多是為了專業(yè)課的學習打好基礎(chǔ)。學員明確了課程的重要性，學習的興趣及學習效果也會得到一定提高。

參考文獻：

[1]布魯納.教育過程[M].北京：文化教育出版社，1982.

[2]夸美紐斯.大教學論[M].北京：人民教育出版社，1979.

[3]丁寧，劉曉杰.工程制圖課程改革初探[J].長春大學學報，2000（3）.

（作者單位：火箭軍士官學校）