“機(jī)械基礎(chǔ)”課程雙主線教學(xué)模式探析

韓校粉 程兆剛 李志尊 孫立明 趙冉

摘要：針對新時代軍事教育方針提出的立德樹人、為戰(zhàn)育人目標(biāo)，鑒于機(jī)械基礎(chǔ)課程缺失軍味、戰(zhàn)味的問題，提出了基于專業(yè)裝備和課程內(nèi)容的雙主線教學(xué)模式，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略和教學(xué)過程等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，用實(shí)例展示了雙主線教學(xué)模式在課堂中的具體應(yīng)用，證明了雙主線教學(xué)模式可有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和打贏能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械基礎(chǔ)；雙主線；定軸輪系；為戰(zhàn)育人

0引言

習(xí)主席在全軍院校長集訓(xùn)開班式上提出了“立德樹人，為戰(zhàn)育人，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才”的新時代軍事教育方針。機(jī)械基礎(chǔ)課程是工科相關(guān)專業(yè)普遍開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁，在學(xué)生知識結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的過渡作用。由于長期以來一直采用國家規(guī)劃教材，課程內(nèi)容缺少裝備特色，所以學(xué)生感受不到課程對將來任職的重要性；落實(shí)新時代軍事教育方針，應(yīng)面向部隊(duì)需求，立足學(xué)生專業(yè)裝備背景，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心選擇和優(yōu)化整合，實(shí)施基于專業(yè)裝備和課程內(nèi)容的雙主線教學(xué)模式，這是當(dāng)前機(jī)械基礎(chǔ)課程改革的必然趨勢。

1基于專業(yè)裝備和教學(xué)內(nèi)容的雙主線教學(xué)模式

第一條主線是機(jī)械基礎(chǔ)經(jīng)典的理論教學(xué)內(nèi)容，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識和技能的培養(yǎng)，第二條主線是基于受訓(xùn)學(xué)生的專業(yè)裝備提煉出來的項(xiàng)目化內(nèi)容，需要學(xué)生小組合作探究完成，注重培養(yǎng)學(xué)生對裝備的整體認(rèn)識、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及將所學(xué)知識綜合運(yùn)用在實(shí)踐中的能力[ 1 ]。在具體實(shí)施中，強(qiáng)調(diào)兩條主線的有機(jī)融合，因此需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略和教學(xué)過程等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.1教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容是完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)施教學(xué)目標(biāo)的主要載體[ 2 ]。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)手段的應(yīng)用，很多陳述性、事實(shí)性知識可利用微課小視頻等方式進(jìn)行自學(xué)，課上的教學(xué)內(nèi)容要注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維及綜合素質(zhì)。對于機(jī)械基礎(chǔ)課程來說，最基本要求是要體現(xiàn)為戰(zhàn)性，因此要教戰(zhàn)研戰(zhàn)，以受訓(xùn)學(xué)生專業(yè)為目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)案例，通過分析裝備案例進(jìn)而達(dá)到學(xué)習(xí)知識、提升能力的目的。

1.2教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)是指通過教學(xué)活動，學(xué)習(xí)者在知識和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀等方面發(fā)生的預(yù)期變化。教學(xué)目標(biāo)是評價(jià)教學(xué)的科學(xué)依據(jù)，同時它還可以幫助教師評鑒和修正教學(xué)過程[ 2 ]。實(shí)施雙主線教學(xué)，需要體現(xiàn)借助裝備案例學(xué)習(xí)機(jī)械知識，使學(xué)生能夠用機(jī)械的語言解讀裝備，提升學(xué)生的裝備素養(yǎng)和機(jī)械素養(yǎng)，同時培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神和知行統(tǒng)一性。

1.3教學(xué)策略設(shè)計(jì)

教學(xué)策略是指在不同的教學(xué)條件下，為達(dá)到特定的教學(xué)結(jié)果所采用的方式、方法及媒體的綜合。教學(xué)策略具有指示性和靈活性，而不具有規(guī)定性和刻板性[ 2 ]。實(shí)施雙主線教學(xué)，教師主要的任務(wù)是從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)識出發(fā)，精心設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題 ；學(xué)生主要的任務(wù)是小組合作，通過探究研討，自主發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、尋求解決問題的線索，最終通過舊知識的延伸或新方法的應(yīng)用解決問題，從而提高認(rèn)知水平和認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

1.4教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程的設(shè)計(jì)指的是教學(xué)環(huán)節(jié)和師生雙邊活動和的設(shè)計(jì)，是課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)對象的分析、教學(xué)媒體的運(yùn)用、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)類型的選擇與組合等，都將在教學(xué)過程中得到體現(xiàn)[ 2 ]。實(shí)施雙主線教學(xué)，應(yīng)將教學(xué)目標(biāo)作為一個重要的比對和參考要素，設(shè)計(jì)一條清晰的教學(xué)主線將專業(yè)裝備和課程內(nèi)容有機(jī)融合，使學(xué)生沉浸于解決問題的過程中，進(jìn)行知識的有效遷徙。

2機(jī)械基礎(chǔ)課程雙主線教學(xué)實(shí)例

定軸輪系傳動比計(jì)算是機(jī)械基礎(chǔ)課程中的一講，在機(jī)械設(shè)計(jì)中起著非常重要的指導(dǎo)性作用，是設(shè)計(jì)輪系的基礎(chǔ)。在后續(xù)專業(yè)課中會涉及到很多輪系及其傳動比計(jì)算問題，所以，在講授過程中，引入專業(yè)裝備作為案例，采用雙主線教學(xué)，可為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.1定軸輪系傳動比計(jì)算教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

定軸輪系傳動比計(jì)算主要包括傳動比大小計(jì)算和轉(zhuǎn)向判斷兩個知識點(diǎn)。解決此問題時，首先將它與一對齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比計(jì)算建立起聯(lián)系，其次對一對齒輪機(jī)構(gòu)（軸線平行、軸線相交、軸線空間交錯）的傳動比進(jìn)行分析，最后歸納總結(jié)出定軸輪系傳動比的計(jì)算公式和方向判斷方法[ 3 ]。采用雙主線教學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生專業(yè)，選取某型高低機(jī)作為案例，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖1[ 4 ]。此輪系很典型，包含了常見的三類齒輪機(jī)構(gòu) ：軸線平行、軸線相交和軸線交錯，能夠滿足教學(xué)內(nèi)容的需求；選取專業(yè)裝備之后，整體設(shè)計(jì)的雙主線教學(xué)內(nèi)容見表1。

2.2定軸輪系傳動比計(jì)算教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

知識和技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這三個維度的教學(xué)目標(biāo)，具體見表2。

2.3定軸輪系傳動比計(jì)算教學(xué)策略與過程設(shè)計(jì)

2.3.1 利用高低機(jī)視頻導(dǎo)入，明確解決問題

展示高低機(jī)的運(yùn)動動畫，指出高低機(jī)中手輪的角速度與高低齒弧的角速度之比即為定軸輪系的傳動比。由此得到定軸輪系傳動比的一般定義，即定軸輪系中指定的首末兩個齒輪的角速度或轉(zhuǎn)速之比，包括大小和轉(zhuǎn)向兩個方面。從而點(diǎn)明本節(jié)課研究內(nèi)容：定軸輪系傳動比大小計(jì)算和轉(zhuǎn)向判斷。

2.3.2 結(jié)合高低機(jī)機(jī)構(gòu)組成，分析一對齒輪傳動比計(jì)算

計(jì)算輪系的傳動比是一個新的問題，解決新問題時，要設(shè)法和已知知識——一對齒輪傳動比的計(jì)算建立起聯(lián)系。因此計(jì)算輪系傳動比，前提是要判斷輪系的組成，沿著運(yùn)動傳遞路線，分析輪系中的各對齒輪嚙合傳動。分解高低機(jī)輪系，可得到它主要是由一對錐齒輪機(jī)構(gòu)、一對蝸桿傳動和一對外嚙合圓柱齒輪傳動組成，因此將輪系傳動比計(jì)算問題轉(zhuǎn)化成了三種齒輪機(jī)構(gòu)傳動比的計(jì)算問題，組成高低機(jī)的齒輪機(jī)構(gòu)傳動比計(jì)算與課程內(nèi)容之間的設(shè)計(jì)對應(yīng)關(guān)系如表3所示。

2.3.3 通過計(jì)算高低機(jī)機(jī)構(gòu)傳動比，歸納定軸輪系傳動比計(jì)算

知道了高低機(jī)中每一對齒輪的傳動比，學(xué)生很容易得到高低機(jī)輪系的傳動比。高低機(jī)是一典型案例，從高低機(jī)傳動比的計(jì)算中，引導(dǎo)學(xué)生歸納出定軸輪系傳動比的計(jì)算方法。兩者的對應(yīng)關(guān)系如表4所示。通過高低機(jī)這一案例解決了定軸輪系傳動比計(jì)算的問題，可使學(xué)生舉一反三，觸類旁通，解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的工程意識和感性意識。

2.3.4 實(shí)踐拓展

在機(jī)械基礎(chǔ)課程中了解其基本設(shè)計(jì)原理后，可利用課后進(jìn)行實(shí)踐探索，從而構(gòu)建由知識到案例，再到實(shí)踐的遞進(jìn)式的教學(xué)模式。課后實(shí)踐探究活動可以到專業(yè)教研室參觀實(shí)際的裝備，也可以依托利用一些創(chuàng)意組件搭建模型，驗(yàn)證和改進(jìn)高低機(jī)的結(jié)構(gòu)。

在整個雙主線教學(xué)模式的設(shè)計(jì)中，定軸輪系傳動比計(jì)算采用了總—分—總的方式，首先將未知問題轉(zhuǎn)化成已知問題，通過小組合作自主探究，最終求解出未知問題，在此過程中，鍛煉了學(xué)生解決問題的思維以及科學(xué)的分析問題的方法。

3結(jié)語

本研究探討基于專業(yè)裝備與課程內(nèi)容的雙主線教學(xué)模式，通過精心設(shè)計(jì)將專業(yè)裝備和課程內(nèi)容有機(jī)融合，采用小組合作探究的方式開展教學(xué)，可有效提升專業(yè)課與基礎(chǔ)課的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。在新時代軍事教育方針的指引下，要緊跟課程前沿領(lǐng)域和裝備前沿領(lǐng)域，不斷學(xué)習(xí)梳理受訓(xùn)學(xué)生的專業(yè)，提煉出與課程知識緊密結(jié)合的專業(yè)裝備，精心設(shè)計(jì)雙主線教學(xué)內(nèi)容，并在實(shí)踐中不斷優(yōu)化、完善雙主線內(nèi)容，為強(qiáng)國興軍貢獻(xiàn)力量。

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基金項(xiàng)目：陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)教學(xué)成果立項(xiàng)培育項(xiàng)目（2019CGLX-17）；陸軍工程大學(xué)教育教學(xué)研究課題（GJ20ZX033）.

（作者簡介：韓校粉，陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)講師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法等）