PDCA 模式下高職“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

田 川，董歡歡

（陜西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞 721001）

0 引言

近年來，打造職業(yè)教育“金課堂”，充分發(fā)揮課堂育人在“三全育人”中的突出作用被放到了更加重要的位置[1]?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”課程作為高職裝備制造大類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，其主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、機構(gòu)特點、基本設(shè)計理論和計算方法等，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、工程技術(shù)素質(zhì)和職業(yè)道德修養(yǎng)[2-3]。該課程是學(xué)生從理論性、系統(tǒng)性較強的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)向?qū)嵺`性較強的專業(yè)課學(xué)習(xí)的過渡課程，具有實踐性強、獨立性強、綜合性強、涉及面廣等特點。傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”的單一教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新時代背景下人才培養(yǎng)需求，且與該課程的性質(zhì)及高職學(xué)生的學(xué)情不相匹配，不能有效達成教學(xué)目標(biāo)。PDCA 簡稱“戴明循環(huán)”，是有效的全過程質(zhì)量管理模型，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程管理、教學(xué)改革、實驗研究等各方面。PDCA 分為了規(guī)劃設(shè)計（Plan）、過程實施（Do）、效果評價（Check）和總結(jié)改進（Action）等四個階段。依照事物發(fā)展的規(guī)律，通過構(gòu)建PDCA 循環(huán)，實現(xiàn)管理目標(biāo)的質(zhì)量螺旋上升。將PDCA 引入高職“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程改革中，可以充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用，為有效提升課程教學(xué)質(zhì)量提供科學(xué)路徑和有力保障。

1 規(guī)劃設(shè)計階段（Plan）

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程規(guī)劃設(shè)計階段的主要任務(wù)是借助SWOT 分析法深刻剖析與“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)相關(guān)學(xué)生、教師、教材、資源等的優(yōu)勢、劣勢、存在的風(fēng)險、機會，通過“強化優(yōu)勢、削弱劣勢、把握機會、規(guī)避風(fēng)險”的思路，提出針對課程學(xué)習(xí)“跳一跳夠得著”的目標(biāo)。同時，充分調(diào)研行業(yè)、企業(yè)最新人才培養(yǎng)需求，在課程國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上形成具有本校育人特色的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程標(biāo)準(zhǔn)，在課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中可以借鑒SMART 原則，檢驗標(biāo)準(zhǔn)是否具體、是否可衡量、是否可達到、是否相關(guān)聯(lián)、是否有時限要求等，以保證標(biāo)準(zhǔn)作為實施規(guī)范的可操作性、可檢驗性。

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程以“典型機構(gòu)”和“通用零件”兩大知識模塊為基礎(chǔ)，將機械傳動設(shè)計、方案設(shè)計、磨損與失效、創(chuàng)新設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行、分析計算等融入課程內(nèi)容，形成課程知識脈絡(luò)。在教學(xué)手段方面，充分發(fā)揮信息化技術(shù)、精品在線課程資源和三維仿真軟件等工具，進一步優(yōu)化教學(xué)過程、突出教學(xué)重點、破解教學(xué)難點，形成以“線上自主學(xué)習(xí)+線下問題導(dǎo)向+綜合實踐應(yīng)用”的特色融合教學(xué)模式。

2 過程實施階段（Do）

課程教學(xué)實施階段主要是按照課前、課中、課后三個階段進行課程任務(wù)分解落實，達成課程教學(xué)育人目標(biāo)。由于“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程知識點的相對分散、知識連貫性不強、對學(xué)生運用抽象思維要求較高等原因，傳統(tǒng)固有思維方法所確定的課程教學(xué)目標(biāo)任務(wù)難免遺漏、交叉、科學(xué)性有待提高。思維導(dǎo)圖方法由于其形象化、交互強、發(fā)散廣等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用于課程教學(xué)中[4]。因此，可以將思維導(dǎo)圖方法應(yīng)用于“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程實施全過程。以“‘機械設(shè)計基礎(chǔ)’緒論部分知識點”為例進行的思維導(dǎo)圖設(shè)計，如圖1 所示。

圖1 “‘機械設(shè)計基礎(chǔ)’緒論部分知識點”思維導(dǎo)圖

2.1 課前

課前，教師梳理課程教學(xué)重難點、挖掘課程思政元素、設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、通過在線學(xué)習(xí)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)生利用線上開放教學(xué)資源、微課視頻等開展自主預(yù)習(xí)，并按照課程學(xué)習(xí)任務(wù)的自學(xué)掌握理解情況繪制知識點思維導(dǎo)圖，進一步強化學(xué)生在教學(xué)過程的參與性和主動性。表1 為以“機械設(shè)計基礎(chǔ)”機構(gòu)的自由度知識點”為例進行的課前設(shè)計。

表1 “機械設(shè)計基礎(chǔ)”機構(gòu)的自由度知識點課前設(shè)計

2.2 課中

課中，以教師梳理的課程教學(xué)重難點和前期學(xué)生自學(xué)發(fā)現(xiàn)的問題為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮“學(xué)生主體”作用，引導(dǎo)學(xué)生有針對性的進行學(xué)習(xí)，結(jié)合對思維導(dǎo)圖的優(yōu)化和補充進一步完善知識體系。同時，積極利用在線學(xué)習(xí)平臺，創(chuàng)設(shè)頭腦風(fēng)暴、小組討論、課堂演練等豐富課堂活動，進一步調(diào)動學(xué)生積極性、活躍課堂氛圍。針對“機械設(shè)計基礎(chǔ)”中機構(gòu)自由度、機構(gòu)傳動、機構(gòu)設(shè)計等教學(xué)重難點，借助三維仿真技術(shù)有針對性的開發(fā)相關(guān)動畫、視頻、微課等資源，系統(tǒng)化的破解教學(xué)重難點。在有關(guān)機械系統(tǒng)性設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計等教學(xué)過程中，將歷屆全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽經(jīng)典案例引入課程教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)與大賽的銜接，培養(yǎng)學(xué)生增強創(chuàng)新思維。

2.3 課后

課后，為了進一步做好知識點的查漏補缺，一是通過在線學(xué)習(xí)平臺發(fā)布課后線上作業(yè)，線上作業(yè)以多選、單選、判斷、填空等題型為主，通過練習(xí)，讓學(xué)生快速夯實課程基礎(chǔ)知識；二是以學(xué)習(xí)小組為單元布置線下實踐作業(yè)，線下作業(yè)以項目調(diào)研、綜合設(shè)計、問題探究等形式為主，進一步增強學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和團隊協(xié)作能力；三是引導(dǎo)學(xué)生完善形成課程最終思維導(dǎo)圖并在學(xué)生之間進行分享學(xué)習(xí)，進一步增強知識的“舉一反三”和學(xué)生的發(fā)散思維能力。例如，“機械設(shè)計基礎(chǔ)”中四桿機構(gòu)部分知識點的課后作業(yè)設(shè)計，可包括三種形式：一是以“四桿機構(gòu)的類型有哪些？四桿機構(gòu)中各桿件的名稱是什么？”等題型的線上強基作業(yè)；二是以“小組為單元，利用木棍、圖釘?shù)仁诌叢牧显O(shè)計出曲柄搖桿機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)和雙曲柄機構(gòu)，探索它們的特點”等類似的線下實踐作業(yè)；三是以“完成四桿機構(gòu)部分的思維導(dǎo)圖并與同學(xué)分享，互相學(xué)習(xí)、查漏補缺”的分享學(xué)習(xí)作業(yè)。

3 效果評價階段（Check）

課程教學(xué)質(zhì)量的落腳點就是通過課程實施后發(fā)現(xiàn)問題、改進問題，以保證課程教學(xué)育人質(zhì)量的螺旋上升?！皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”課程結(jié)合課程特點可以采用“師評+互評”“過程性評價+結(jié)果性評價”等方式相結(jié)合的評價模式。同時，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)的評價指標(biāo)體系，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題。通過實施發(fā)現(xiàn)問題后，如何診斷問題的原因是改進解決問題的前提。為了減少分析問題解決問題的盲目性，可以引入魚骨圖根原因分析法對問題進行剖析。魚骨圖根原因分析方法是一種把與某個問題有關(guān)的所有知識組織起來并用圖形加以描述的工具[5]。魚骨圖的基本構(gòu)成包含了魚頭（表示需要解決的問題）、主骨（連接作用）、大骨（表示出現(xiàn)問題的原因類別）、中骨（表示某個原因類別中的第二層原因）、小骨（表示第三層原因）。以“‘機械設(shè)計基礎(chǔ)’課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量低”問題為例分析建構(gòu)魚骨圖模型，如圖2 所示。

圖2 “‘機械設(shè)計基礎(chǔ)’課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量低”的魚骨模型

4 總結(jié)改進階段（Action）

分析得到課程教學(xué)問題的原因后，如何獲得解決問題的理想解是課程總結(jié)改進階段的核心。傳統(tǒng)依靠教師個人經(jīng)驗的改進策略缺乏一定的創(chuàng)新性和系統(tǒng)性，改進效果不明顯。TRIZ 理論被譯為“發(fā)明問題解決理論”，其包含的問題解決工具有：沖突解決原理、物場分析、科學(xué)效應(yīng)庫、系統(tǒng)進化法則、ARIZ 方法等，這些工具已被廣泛應(yīng)用于技術(shù)領(lǐng)域、管理領(lǐng)域和教學(xué)領(lǐng)域[6-7]。通過對問題的分析，可以利用TRIZ 理論提供的工具開展問題的程式化解決過程?；玖鞒淌牵菏紫葘⒄n程診斷得到的初始問題描述為TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問題；其次再按照標(biāo)準(zhǔn)問題的類型使用具體工具得到TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問題的解；最后，按照TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問題的解決思路及案例演繹推理出初始問題的解。利用TRIZ理論工具開展課程問題改進的具體實施流程可參考文獻[8]。

5 結(jié)語

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程作為高職裝備制造類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)質(zhì)量的提升和教學(xué)手段的改革作用重大。將PDCA 循環(huán)引入“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)，提出了應(yīng)用SWOT 分析、SMART 原則確定課程目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用思維導(dǎo)圖方法實施教學(xué)任務(wù)落實，應(yīng)用魚骨圖根原因分析模型診斷教學(xué)問題，應(yīng)用發(fā)明問題解決理論TRIZ 等進行教學(xué)問題的創(chuàng)新改進的方法，形成了“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程全過程的改革思路，加強了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力，建立了課程教學(xué)的內(nèi)部質(zhì)量保證體系，這對于推動相關(guān)課程的改革提供了有益參考。