機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)設(shè)計(jì)

宋以國 武桂香

【摘 要】本文基于工程認(rèn)識(shí)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，提出了機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)際工程產(chǎn)品為核心進(jìn)行學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)資源、教學(xué)管理的設(shè)計(jì)，共同服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對(duì)象和學(xué)習(xí)任務(wù)。情境創(chuàng)設(shè)是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一。通過學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)，把學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元采用了提供實(shí)例、創(chuàng)設(shè)情境、合作學(xué)習(xí)等靈活多樣的形式幫助學(xué)生探索不同的學(xué)法，在實(shí)踐中構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系。

【關(guān)鍵詞】工程認(rèn)識(shí) 機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì) 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）33-0073-02

工程認(rèn)識(shí)課程作為我校開展高等工程教育的第一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是面向全校一年級(jí)學(xué)生的通識(shí)性工程教育課程，肩負(fù)著將大學(xué)新生從科學(xué)理論學(xué)習(xí)引向工程實(shí)踐的重任。對(duì)全校來自不同專業(yè)、對(duì)實(shí)際工程缺乏了解的一年級(jí)學(xué)生開展工程教育，如何更好地完成教學(xué)任務(wù)、提高學(xué)生的動(dòng)手能力、激發(fā)起學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)和自主探索工程領(lǐng)域奧秘的興趣和好奇心是目前亟待解決的問題。

以教師為中心的、灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)模式不能保證教學(xué)質(zhì)量和效率，不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性、批判性和創(chuàng)造性思維，也不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才。隨著心理學(xué)家對(duì)人類的學(xué)習(xí)過程和認(rèn)知規(guī)律研究的不斷發(fā)展，對(duì)人類學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知規(guī)律，即學(xué)習(xí)如何發(fā)生、意義如何建構(gòu)、概念如何形成，以及理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)包含哪些主要因素等問題有了比較深入的了解。

機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元是工程認(rèn)識(shí)課中的重要內(nèi)容。本文針對(duì)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的知識(shí)背景，以增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力和工程素質(zhì)為根本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行工程認(rèn)識(shí)課機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的實(shí)踐教學(xué)研究，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)方案，力圖在實(shí)踐中構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系，使工程認(rèn)識(shí)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和手段等更加符合大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和認(rèn)知規(guī)律，從而提高工程認(rèn)識(shí)課程的教學(xué)效果，激發(fā)大一學(xué)生工程學(xué)習(xí)的興趣和熱情。

一 機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)分析

1.教學(xué)目標(biāo)分析

教學(xué)是促進(jìn)學(xué)習(xí)者朝著目標(biāo)所規(guī)定的方向發(fā)展的過程，它貫穿于教學(xué)活動(dòng)的始終。工程認(rèn)識(shí)課程作為我校開展高等工程教育的第一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是面向全校一年級(jí)學(xué)生的通識(shí)性工程教育課程，肩負(fù)著將大學(xué)新生從科學(xué)理論學(xué)習(xí)引向工程實(shí)踐的重任。其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生概括了解現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的總體構(gòu)成以及機(jī)械系統(tǒng)在其中的作用；初步了解常用機(jī)械和常用零件的基本知識(shí)與應(yīng)用。

2.教學(xué)對(duì)象特征分析

要想取得較好的教學(xué)效果，就必須充分了解學(xué)習(xí)者的特征，并進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。分析學(xué)習(xí)者的主要目的是設(shè)計(jì)符合學(xué)生能力與知識(shí)水平的學(xué)習(xí)問題，提供適合的幫助和指導(dǎo)，設(shè)計(jì)適合學(xué)生個(gè)性的情境問題與學(xué)習(xí)資源。工程認(rèn)識(shí)課的教學(xué)對(duì)象是來自全校不同專業(yè)、對(duì)實(shí)際工程缺乏了解的一年級(jí)學(xué)生。

二 機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)情境設(shè)計(jì)

用問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)是為了解決問題。學(xué)習(xí)是基于真實(shí)問題情境下的探索、研究的過程，就是解決實(shí)際問題的過程。好的學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)，有助于將問題置于一個(gè)真實(shí)的任務(wù)環(huán)境中，減少知識(shí)與解決問題之間的差距，有助于學(xué)生知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)。教科書上的知識(shí)是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的抽象提煉，而設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境則是要還原知識(shí)的背景，恢復(fù)其原來的生動(dòng)性、豐富性，這需要將設(shè)計(jì)的問題具體化。在機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)設(shè)計(jì)中，筆者從實(shí)際產(chǎn)品出發(fā)，提出了搭建機(jī)械系統(tǒng)來完成實(shí)際產(chǎn)品的工作運(yùn)動(dòng)這一具體問題。

在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境時(shí)，我們應(yīng)注意：（1）設(shè)計(jì)理想的學(xué)習(xí)情境是為促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)，最終為完成意義建構(gòu)服務(wù)的。（2）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)要符合學(xué)習(xí)者的特征，不能超出學(xué)習(xí)者的知識(shí)能力范圍。（3）要設(shè)計(jì)開放性的問題。解決問題的目的不是期望學(xué)生給出完美的答案，而是鼓勵(lì)學(xué)生參與，使其了解這個(gè)領(lǐng)域。

2.教學(xué)資源設(shè)計(jì)

教學(xué)資源是指與教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)組織活動(dòng)有關(guān)的各種信息資源。遵循人類學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行工程認(rèn)識(shí)課機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)資源建設(shè)，通過文字、圖片、教具、實(shí)物、模型等形式展現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程、技術(shù)進(jìn)步、未來發(fā)展等，充分展現(xiàn)工程特色，創(chuàng)造良好的工程文化氛圍。同時(shí)，全面激發(fā)學(xué)生對(duì)工程的熱愛，普及工程文化知識(shí)，并在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的工程文化素養(yǎng)。

第一，教學(xué)資源設(shè)計(jì)的內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)，將問題置于一個(gè)真實(shí)的任務(wù)環(huán)境中，有助于學(xué)習(xí)者知識(shí)與能力的遷移；而信息資源則為學(xué)習(xí)者提供在知識(shí)建構(gòu)時(shí)需要知道的有關(guān)內(nèi)容的詳細(xì)背景和在完成學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)需要掌握的背景知識(shí)，有助于學(xué)習(xí)者對(duì)問題的理解和可行性方案的提出。通過對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析，根據(jù)教學(xué)情境設(shè)計(jì)，向?qū)W生提供與問題解決有關(guān)的信息資源，詳細(xì)考慮學(xué)生要解決這個(gè)問題需要查閱哪些信息、需要了解哪方面的知識(shí)，幫助學(xué)生了解問題的背景與含義、提出解決問題的方案。另外，與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的陳述性知識(shí)和拓展性知識(shí)也可以通過學(xué)習(xí)資源的方式提供。

設(shè)計(jì)符合學(xué)生個(gè)性的學(xué)習(xí)資源，需要分析教學(xué)對(duì)象的基本特征。工程認(rèn)識(shí)課程的教學(xué)對(duì)象是來自全校不同專業(yè)、對(duì)實(shí)際工程缺乏了解的一年級(jí)學(xué)生。設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)問題和信息資源必須符合學(xué)生能力與知識(shí)水平，使學(xué)生能夠理解和接受解決問題需要具備的相關(guān)知識(shí)和信息。

第二，機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)教學(xué)資源建設(shè)。（1）對(duì)學(xué)生操作規(guī)程和訓(xùn)練內(nèi)容的說明。通過宣傳板使學(xué)生明確實(shí)訓(xùn)行為規(guī)范和操作規(guī)程，以及機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的裝配任務(wù)和裝配結(jié)構(gòu)。督促學(xué)生按照要求進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作。（2）完成學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)需要具備的必要背景知識(shí)。利用機(jī)械工程認(rèn)識(shí)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的機(jī)械零件展示柜和機(jī)構(gòu)陳列柜，展示常用零件和常用機(jī)構(gòu)的基本類型和用途，幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)常用零件和機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和理解。另外還可以利用自制的機(jī)械零件展示柜、齒輪減速箱實(shí)物、牛頭刨床傳動(dòng)圖、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件組成宣傳板等信息資源，從而幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)情境中的問題，提出可行性方案，為問題的解決提供必要的學(xué)習(xí)材料。（3）教學(xué)設(shè)備建設(shè)。通過實(shí)物、模型的展示，結(jié)合學(xué)生的觀察和教師的講解進(jìn)行直觀教學(xué)，使知識(shí)具體化、形象化，幫助學(xué)生產(chǎn)生一種具體的形象思維，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)要點(diǎn)。例如，通過齒輪減速機(jī)與蝸輪蝸桿減速機(jī)的實(shí)物對(duì)比，可以了解齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)；通過千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程，了解圓錐齒輪傳動(dòng)的工作原理。

3.教學(xué)管理設(shè)計(jì)

在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)的主體，但不能忽略教師的指導(dǎo)作用。任何情況下，教師都有控制、管理、幫助和指導(dǎo)的職責(zé)。教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者，意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者。教師應(yīng)在可能的條件下組織協(xié)作學(xué)習(xí)，并對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程進(jìn)行引導(dǎo)，使之朝有利于意義建構(gòu)的方向發(fā)展。引導(dǎo)的方法包括：提出適當(dāng)?shù)膯栴}以引發(fā)學(xué)生的思考和討論；在討論中設(shè)法把問題一步步引向深入，以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解；啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、自己去糾正和補(bǔ)充錯(cuò)誤或片面的認(rèn)識(shí)。

4.學(xué)生成績?cè)u(píng)價(jià)

采用與教學(xué)情境融為一體的評(píng)估方式。可以由教師根據(jù)觀察到的學(xué)生的表現(xiàn)給出評(píng)定。也可以由學(xué)生根據(jù)對(duì)問題或任務(wù)的研究、解決和完成情況以及具體的思維訓(xùn)練過程給出評(píng)價(jià)，或者兩者相結(jié)合做出綜合評(píng)價(jià)。

機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元中的評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配及工作情況、是否完成任務(wù)要求的運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換、工作效率情況、模型搭建的工藝水平、小組成員間的交流與合作以及資料查閱與動(dòng)手操作情況等。

5.知識(shí)總結(jié)及相關(guān)知識(shí)的拓展

適時(shí)地進(jìn)行教學(xué)總結(jié)可以有效地幫助學(xué)生將自學(xué)的、零散的知識(shí)系統(tǒng)化。但總結(jié)時(shí)不能太細(xì)，應(yīng)為知識(shí)體系串講要簡明扼要，否則會(huì)重蹈傳統(tǒng)教育的覆轍，限制學(xué)生的思維。

由于授課時(shí)間的限制，在教學(xué)活動(dòng)中并沒有對(duì)場地中的實(shí)物、模型和掛圖進(jìn)行講解和說明，如汽車模型，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器等實(shí)物，載貨汽車構(gòu)造掛圖、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)掛圖等。采用圖片和文字說明的形式，拓展了汽車機(jī)械系統(tǒng)中與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的部分結(jié)構(gòu)，如配氣機(jī)構(gòu)、離合器、差速器、電動(dòng)刮水器等。搜集了一些學(xué)生感興趣的問題，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)、機(jī)器人行動(dòng)的原理、機(jī)器人的組成、最古老的機(jī)器人以及未來機(jī)械發(fā)展方向等。通過相關(guān)知識(shí)的拓展，充分展現(xiàn)工程特色，創(chuàng)造良好的工程文化氛圍，全面激發(fā)學(xué)生對(duì)工程的熱愛。

三 結(jié)束語

通過對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)單元的教學(xué)分析與設(shè)計(jì)，用諸如提供實(shí)例、創(chuàng)設(shè)情境、合作學(xué)習(xí)等靈活多樣的形式幫助學(xué)生探索知識(shí)，在實(shí)踐中構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系。把學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。今后還要加強(qiáng)教學(xué)環(huán)境建設(shè)，為學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)提供信息來源，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)起學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)和自主探索工程領(lǐng)域奧秘的興趣和好奇心。

〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕