簡議基于項目化教學的《機械設計基礎》與《課程設計》整合實踐研究論文
簡議基于項目化教學的《機械設計基礎》與《課程設計》整合實踐研究論文
高職教育作為高等教育的一種類型，主要培養面向生產、建設、管理、服務第一線的技能型人才，是一種職業需求驅動的教育，強調以能力為本位，突出的是從事某一崗位或某些崗位的關鍵技能與職業知識。《機械設計基礎》與《課程設計》是高等職業院校機械類專業的兩門專業基礎課程，常見的傳統教學模式是兩門課單獨開設，獨立授課。
《機械設計基礎》課程主要進行理論教學，介紹各種常用機構、常用機械傳動及通用零部件的設計方法，教學內容自成體系，具有一定的獨立性;其教學內容以陳述性知識和程序性知識為主，是一種從理論到理論的知識體系，與具體實際相結合的切入點不是特別明確。該課程內容嚴謹、系統而又有條理，規范著教師和學生的教與學，學生難以在具體體驗中生成新的知識和技能，因而在理論教學過程中常會出現學生學習興趣不濃、參與性不高、死記硬背、生搬硬套及只為應試而學習等現象。
《機械設計基礎》理論教學后進行的專周《課程設計》通常為一級齒輪減速器的設計。該課程要求學生在規定的時間內完成設計及計算，編寫設計說明書，并繪制單級齒輪減速器裝配圖和主要傳動零件的零件圖。但由于查閱資料與手工繪圖工作量較大，這勢必會占據學生的大部分時間和精力，使學生對設計理念、零件設計方法與過程的體會與思考的時間相對較少;再加上專周設計時間緊張，學生學習能力有限，這勢必又會使學生疲于應付，部分學生甚至出現抄襲現象，最終使《課程設計》不但效率低下，而且容易走過場，很難達到實踐教學的預期目的。
從上面的分析可以看出，傳統《機械設計基礎》的課程設置與教學方式已經不能適應現代高等職業教育的需要。為了適應高職教育對課程的要求，我們可以對《機械設計基礎》理論課程與《課程設計》進行整合，即基于崗位分析和具體工作過程來建設課程，突出職業能力培養，以工作任務組織教學內容，以典型產品組織教學活動，在真實工作情境中用新的教學方法和教學手段實施教學。整合后的課程既建立了任務驅動下的《機械設計基礎》項目化教學體系，又開展了學期項目，提升了《課程設計》的品質。
一、項目導向———創設工程實例，重構《機械設計基礎》課程內容
基于建構主義的項目教學法，是當前高職教改的趨勢之一，要求師生在共同完成一個完整工作項目的過程中進行教學活動。課程中有恰當的項目和任務，是課程教學設計成功的關鍵之一。傳統課程設計《帶式輸送機傳動裝置的設計》的設計過程遵循機械設計的一般規律，需要運用《機械制圖》、《公差配合與技術測量》、《工程力學》、《機械設計基礎》等課程的相關理論知識;不但其實際的設計過程與企業完成相關設計任務的過程類似，完成任務后的工作成果為一級齒輪減速器，而且該設計比較成熟，有較多參考資料可以幫助學生學習。綜合考慮《帶式輸送機傳動裝置的設計》具有綜合性、完整性和可實踐操作性特點，且內容多為通用零部件，與《機械設計基礎》課程涵蓋內容基本一致，因而可將帶式輸送機設計化整為零，分解成為適應《機械設計基礎》理論教學內容的多個項目，而后再根據項目組織實施理論教學與考核。
根據項目設置，即可整合理論課程的教學內容。理論教學與實際工作過程相聯系，不再以單純的學科知識體系講解為目標，而是強調知識與知識、知識與項目、項目與項目之間的整體聯系。因而理論教學內容以工作任務為中心來選擇，以必需、夠用為度，貫徹理論聯系實際的原則，突出理論知識的應用性。
在項目導向下，按照工程實際的要求組織教學。理論課程傳授在項目實施過程中所需要的知識、技術和能力，突出知識的應用性和實踐性;理論知識的學習與實際設計結合起來，讓學生在完成具體任務的過程中掌握教學內容，培養分析和解決實際問題的職業能力。這既切合高職學生的特點，符合高職院校培養應用型人才的要求，能切實提高教學質量和教學效果，達到教學目標;又體現了工學結合，以職業活動為導向，激發學生關注未來的職業需求;并能為加強高職教育與社會需求的緊密結合、探索工學結合的模式打下基礎。
二、“任務驅動”———項目化課程實施
學生是認知的主體，是知識意義的主動構建者。項目化課程具體實施過程中，用“任務驅動”改變以課堂和教師為中心的傳統教學組織形式，通過學習過程(即設計過程)將學生角色轉換為設計者，將教師角色轉換為設計過程的指導者。在運用項目化教學法進行教學設計的時候，每個項目將分解成若干個任務和場景，師生互動開展學習。如此一來，由于理論教學具有了輪廓清晰的工作任務，因而以任務作為學習的橋梁，不僅讓學生在完成任務的過程中獲得新知識、掌握新技能，達到學習目的;也讓學生在集中的教學時間內完成減速器設計，使學生的基本設計能力得到循序漸進的培養，既提高了《機械設計基礎》課程的教學質量，又避免了理論與實際的脫離。
此外，創設的任務情境還會激發學生的學習興趣，讓他們從“要我學”變為“我要學”，在任務完成的過程中誘發、加強和維持自己的成就動機;同時，完成任務后的成就感會成為維持學生學習的持續動力，讓學生樂學、愿學，進而養成自主學習的良好習慣。
三、學期項目———《課程設計》的品質提升
《課程設計》是工科學生從學習書本知識向模擬工程設計過渡的重要訓練環節，對訓練學生初步熟悉工程設計的基本方法和步驟、正確使用工具書以及培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力等，都具有顯著的效果。
分別獨立開設的《機械設計基礎》理論課程和《課程設計》實踐環節，經整合后變成為一門統一的課程。在《機械設計基礎》理論課開始之初，將設計任務布置給學生，由于設計內容貫穿于理論的項目化教學中，所以學生根據項目化課程的安排，分階段完成相應任務。理論課程教學與設計實踐同步進行，在理論課結束后，學生集中一定的時間完成裝配圖的繪制，并進行設計說明書、零件圖等的修訂，最終完成整個設計。
上述先分散后集中的實踐教學方式，與傳統課程安排相比，實際的設計時間變長，《課程設計》已演變成了學期項目。學期項目也是項目教學的一種模式，與《課程設計》相比，它以學期為單位完成項目任務，是《課程設計》的拓展和提升。
(一)學期項目延伸了課程設計的時間和空間。與課程設計集中在一周或兩周時間完成的時間緊、任務重不同，學期項目分散在整個學期完成。教師講授理論課時始終關注設計內容，督促和指導學生完成所講相關內容的設計任務，學生要充分利用業余時間完成設計的計算和圖樣的繪制。靈活而足夠的學期項目時間，使學生有時間思考，教師有時間輔導，不至于讓設計過程走過場。學期項目的實施，也克服了傳統課堂學習空間的限制，學生既可進圖書館或上網查閱資料，又可進實驗室、進工廠參觀，甚至可以與同學相互討論。時間和空間的延伸可使學生接觸豐富的課外資源，反饋并服務課堂教學，深化知識的理解與運用，提高學生的學習能力。
(二)學期項目拓展了設計的內容和范圍。作為學期項目，設計的內容僅僅局限于原有《課程設計》那部分的內容顯然是不夠的。一是學期項目拓展了零件圖的范圍和表達，從僅要求完成主要傳動零件的零件圖拓展為畫出所有零件的細節圖，并要求尺寸標注正確，表面粗糙度、幾何公差正確選擇與標注等。二是在完成學期項目的過程中，還要求充分運用計算機輔助設計。學生不僅要進行手工繪圖，還需用Autocad繪制二維圖形，并希望最終能繪制三維圖形;學生在實際設計環境中鞏固計算機繪圖，可減輕繪圖壓力，進而花更多的時間和精力在設計創新上，利于培養學生的學習能力。最后，學生應該用Word編寫設計說明書等。
學期項目選題堅持一人一題原則，根據學生學習能力的不同，設計選題在工程實際運用背景下，可以是一級齒輪減速器，也可以是二級齒輪減速器;可以設計圓柱齒輪傳動，也可以設計蝸桿蝸輪傳動等;甚至對于一些學習能力較好的學生，可以設計適應特殊場合的減速器(如洗衣機的行星輪減速器)，或是進行能達到《課程設計》教學大綱要求的非減速器的設計(如進行某些機構的設計)等。這些新設計項目的開展可以拓寬學生的視野，突出機械系統傳動方案的創意。
(三)學期項目的實施，為學習者提供了多元化的學習平臺。學期項目設計的實際時間長，空間廣，操作靈活，這為學習者提供了一個能夠個性化學習的多元學習平臺。
1.形成課外的合作學習小組，構建合作學習方式。在設計過程中，學生可以通過小組討論、交流等有效手段，加深對知識的理解和掌握，使所學知識融會貫通，在合作共事中完成自我教育，提高自身能力。合作學習，給學生搭建了平等發表意見的平臺，在寬松、和諧的學習氛圍下和自由、自主的交流與討論中分享各自的想法，使思維更靈活，視野更開闊，會激發更多的思考與創新靈感，發揮學生的潛能，將學生間的差異轉變為有效的教學資源，促進學生間的互動發展、發現問題、分析問題、解決問題的能力，在師生交流、生生交流過程中得到提高。
2.加強學法指導，促進學生自主學習。“授人以魚”不如“授人以漁”，學生作為學習的主體，需要通過獨立的分析、探索、實踐、質疑、創造等方法來完成教師布置的任務。在學期項目的實施過程中，教師有時間根據不同的學生情況因材施教，進行學法指導，使學生掌握多樣化的學習技能和方法，幫助學生學會思考，學會自我調整和自我評價，讓學生會學、善學。
3.探究學習，充分發揮學生的潛力。學期項目最大限度地創設屬于學生的探究空間，發揮學生的探究能力。學生在循序漸進地掌握基本設計理論與方法的過程中，鼓勵質疑;支持并指導學生利用業余時間，充分利用實驗平臺、課堂內外的資源進行探究解疑;以人為本，尊重學生設計過程中的創新想法與結論。為保護學生的創新思維，學期項目鼓勵學生自選，可以將設計延伸到課外，如進行機械創新設計實踐活動等，從設計構思獨特的運動機構、新的零件結構等，方面去入手，提高和加強學生的創新能力。
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