科创引领的机械课程群教学探索

傅晓锦 / 上海电机学院机械学院

科创引领的机械课程群教学探索

傅晓锦 / 上海电机学院机械学院

为了改变目前机械课程教学中一言堂教学模式，对其分析，探索科创引领的机械课程群教学理论，培养学生的创新能力，培养具有创造性、自主性、协作性，适应社会时代需要的人才。

科创引领；教学探索；课程群

引言

教师在教学中会发现好多这样的情况：一些理论考试成绩倒数的同学在操作考试中表现出非凡的能力和水平。了解后，同学说出了心声，学生对单调乏味的书本知识不感兴趣；相互之间缺乏连贯性，无法构成一个体系，传统的单向沟通的“填鸭式”的“传授知识”课堂教学模式依然占统治地位。教师教学随意性较大，主观的安排教学内容普遍存在，加重了学生的认知负担，容易使学生迷失方向，最终导致学生学完本课程，只会背诵几个课程的基本概念，没有真正掌握技能。理论教学与工程训练相互独立和分离，学生缺少实际经验。学生缺少感性认识，理论教学变得十分枯燥难懂，教学效果不理想。针对目前众多高校机械课程教学中存在的问题，倡导教学改革、教学创新，培养具有创造性、自主性、协作性，适应社会时代需要的人才，科创项目实例教学是兴趣驱动的精髓，尝试科创引领的机械课程群教学探索。

1.科创引领

科创引领的机械课程群教学探索是师生通过共同实施一个完整的科创项目实例工作而进行的教学活动。资料的收集、方案的设计、科创项目的实施及最终的评价，都由学生自己负责。学生通过科创项目实例的进行，了解并把握整个过程及每一环节中的基本要求，原则上科创项目结束后选优秀的作品制作成可以看得到的实际产品。科创引领的机械课程群教学探索要求教师不仅要有渊博的理论知识，还要具有丰富的教学与实践经验，能够将教材中的理论知识与科创项目实例实践结合起来进行讲授指导。以科创项目实例为中心，以兴趣与成果为驱动力，以交叉的知识为内容，以真实情景为学习环境，以探究活动为主要学习方式，以小组合作为主要组织形式。具有教学内容的特定性、科创项目内容的综合性、工作过程的完整性、学生学习的自由与自主性、工作成果的多样性与展示性、学习评价的多元性、工作成果实际应用性与价值性等优点，实现教、学、做一体化。以“岗位导向、能力递进”为主线，将课程群内容整合为一级科创项目、二级科创项目和三级科创项目，每个科创项目下设置合理的科创项目工作任务，从而完成学生的知识、能力与综合素质三方面的技能递进的专业人才培养目标。真正实现教学内容与岗位技术资格标准有机对接。科创引领的机械课程群教学研究明确做什么；怎么做；跟我学；自己做；做得好否。科创项目任务有系统性，能帮助学生循序渐进地学习，可以将总目标划分为若干具体的任务，并且按照任务由易到难，由浅入深的顺序尽量良好地组织和规划，从而使学生获得清晰的思路，把握知识的脉络。科创项目任务的难度要适中。科创项目任务具有实用性，任务的确立应以增强学生技能的实用性为目的，以提高学生学习兴趣。加强科创项目任务和市场、行业的需要的衔接，并根据市场和行业的需要及时调整。科创项目任务的评价标准，对于完成任务的体系化评价，可以激发学生学习的动力。评价不仅仅是完成任务的结果评价，而是对学生学习态度、学习能力、学习方法等多方面进行的综合性评价。教师应挖掘各类学生的优点，及时给予鼓励，挖掘每一个学生的潜能。建立培养综合能力的机制，培养具有良好的口头表达能力、分析问题、解决问题的能力；综合运用知识的能力、创新能力等综合素质和综合能力较强的人才。

2.项目驱动的机械课程群教学实践探索

精心开发教学项目，设计学习任务是在课堂教学中成功运用“科创引领”法的前提和保障。教师在开发项目，设计任务时，要跳出传统模式的思维，体现创新思想：（1）任务要吸引学生，能激发学生的学习兴趣与学习欲望；（2）任务要分层次，要考虑到全体学生，让所有的学生在每次学习中都有所收获，体验到完成任务后的喜悦和成就感；（3）任务要体现真实性和合理性，创设出贴近学生生活的真实的情境；（4）任务最好能形成一个系统，有利于小组的合作学习。通过科创项目的引领，串成了一个完整的设计流程。教师根据教学目标首先引入一个真实的项目应用场景，然后介绍科创项目的要求、子项目和各个任务之间的内在关系、逻辑结构，引出科创项目的重点、难点，使学生对项目有整体的了解、认识和把握，并明确能力目标。

2.1 创意与构思

充分发挥学生的创新意识，确定方案前，让学生天马行空，发散思维。首先，确定初步方案，实现设计单一机构向综合机构教学转移，比较方案-验证方案可行性并优化方案；其次，准确设计机构；最后，实施制造，实现理论向实践转移。针对工程实践，让学生掌握专业知识的基本原理，确定“科创项目”的未来发展方向。接到科创项目首先研究项目产品完成的任务，然后构思整个项目的架构和初步方案。让学生构思出整个产品的几个分机构的设计，结合以前所学，学生在指导老师的指导下，就会对该项目有一定的进一步认识和构思，从而对整个项目实现草案设计。

2.2 设计与建模

根据构思的初步草案，学生通过了解现有的产品设计思路，产品功能-应用领域，结合自己所学提出优化设计理念和产品设计改进建议，对于能力比较强的学生选为技术小组组长，带领其他组员主要解决设计和创新过程中，发现的一些问题，提交指导教师或通过查阅资料解决。以“水平载人椅”为例，水平载人椅在爬楼过程中椅子始终维持水平。发挥学生的创新思维，设计维持水平的机构，通过比较进行优化设计，确定最后方案。在每一个机构的设计中，都可以有不同种实现的途径，这个时候一定要发挥学生之所能，让学生进行发散思维，翻阅丰富的参考资料，设计各个不同的分机构，然后小组成员在老师的带动下，优化取舍，确定最佳方案，这是个很艰苦的重要阶段。

2.3 制作样品

将设计产品引入到工程训练中心来，学生自己动手完成零件的加工和装配，以设计图纸为蓝本，完全按照工件图纸要求进行，把所有零件加工后，组装成装配产品。在制造过程中直接加工零件和装配零件，可以增强学生的生产劳动观念、产品质量观念和经济价值观念，零件加工和装配的训练过程为培养学生的工程实践素质、理论联系实际和严肃认真的工作作风打下了坚实的基础，过程中产生的问题可以磨练学生的工程意志和提升学生的工程素质。图1为科创项目双履带轮越障轮椅，图2为科创项目多功能爬楼轮椅。

图1 双履带轮越障轮椅

图2 多功能爬楼轮椅

3.结论

科创引领的机械课程群教学法在机械教学中的应用，激发了教师的教育智慧，调动了学习积极性，培养了综合能力，达到预期的教学目的。

[1]顾佩华,陆小华.CDIO工作坊手册[M].汕头：汕头大学出版社,2008.

[2]戴维斯.教学方法手册[M].浙江：浙江大学出版社,2006.

[3]庞维国.自主学习—学和教的原理和策略[M].上海：华东师范大学出版社,2004.

傅晓锦:（1964-），男，博士，教授，上海电机学院机械学院教师，研究方向为现代设计方法。