“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法研究

韓正銅，顧蘇軍，胡元

摘要：本文為提高本科學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，以機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)為例，提出并研究了“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法，介紹了該教學(xué)方法的實(shí)施過(guò)程和實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：課程教學(xué)；教學(xué)方法；專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）16-0069-02

機(jī)械制造工程學(xué)是研究機(jī)械加工機(jī)理與規(guī)律、工藝系統(tǒng)的組成與功能的一門(mén)科學(xué)，是機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的主干必修課程。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機(jī)械制造工程的基本概念、基本原理與方法，了解現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展，學(xué)會(huì)用工程技術(shù)手段分析、解決生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量、效率等問(wèn)題，成為機(jī)械制造工程領(lǐng)域的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才。機(jī)械制造工程學(xué)課程內(nèi)容是由原機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)三門(mén)課程（切削原理及刀具、機(jī)床及夾具、制造工藝學(xué)）整合而成。從培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械制造方面的綜合素質(zhì)出發(fā)，以機(jī)械制造工藝為主線，以?xún)?yōu)質(zhì)、高效、低成本為目標(biāo)，將加工原理、加工質(zhì)量控制、加工工藝與裝備等有機(jī)結(jié)合，形成寬結(jié)構(gòu)、重素質(zhì)、強(qiáng)實(shí)踐的課程結(jié)構(gòu)體系。由于本課程涉及知識(shí)面寬、內(nèi)容多、學(xué)時(shí)又不斷壓縮，造成教學(xué)過(guò)程的教與學(xué)“兩方為難”的現(xiàn)實(shí)。一方面，教師面對(duì)諸多內(nèi)容存在講授知識(shí)取舍的難題。另一方面，由于培養(yǎng)方案中課程教學(xué)進(jìn)程的安排問(wèn)題使學(xué)生知識(shí)鏈不夠完整，對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解存在一定難度。教師如果采取“滿(mǎn)堂灌”的教學(xué)方法講授課程內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)感到枯燥，學(xué)習(xí)積極性不高。而且，如果教學(xué)過(guò)程仍然停留在書(shū)本的知識(shí)上，不利于拓寬學(xué)生的視野、提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。如何完成教學(xué)目標(biāo)并取得較好的教學(xué)效果，一直是教學(xué)一線老師和教學(xué)參與者不斷探索的課題。就本課程的教學(xué)改革，相關(guān)教師在優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段（如多媒體課件、教具等）兩個(gè)方面做了許多有益的嘗試[1-5]。在國(guó)家實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，建設(shè)“研究型大學(xué)”的背景下，研究新的教學(xué)方法對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

一、基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論[6]的“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法

建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為：（1）學(xué)生是教學(xué)情境中的主角，教學(xué)情境中要尊重學(xué)生的主體性，學(xué)生只有在成為教學(xué)情境中的主角以后，才會(huì)積極主動(dòng)地參與教學(xué)過(guò)程。（2）教學(xué)是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程，獲取知識(shí)是學(xué)習(xí)者自我建構(gòu)的結(jié)果，教學(xué)不只是傳授、灌輸知識(shí)的活動(dòng)，更重要的是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。（3）教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和輔助者。過(guò)去人們一直期待教師“傳道、授業(yè)、解惑”，所以在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中，教師多是知識(shí)的傳授者、班級(jí)的管理者。但在建構(gòu)主義看來(lái)，教師的價(jià)值則體現(xiàn)在能否激發(fā)學(xué)生以主動(dòng)思考、探究、合作的方式學(xué)習(xí)，教師應(yīng)是學(xué)生的引導(dǎo)者、輔助者或咨詢(xún)者?！皩?zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑治?、解決問(wèn)題為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念。學(xué)生的學(xué)習(xí)不單是知識(shí)由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。學(xué)生帶著真實(shí)的專(zhuān)題任務(wù)在積極探索中學(xué)習(xí)，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)不斷地獲得成就感，更大地激發(fā)他們的求知欲望，從而培養(yǎng)其獨(dú)立探索、勇于開(kāi)拓進(jìn)取的自學(xué)能力。在機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)中開(kāi)展“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法實(shí)踐，就是在講授課程基本內(nèi)容的前提下，選擇適合深入研究（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容（包括由于課時(shí)限制，課堂不講的課程內(nèi)容），以不同形式的專(zhuān)題，提供給學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)自主研究。通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索、調(diào)研、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算等過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用相關(guān)知識(shí)、手段和技能，分析解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。以期做到：專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)興趣、專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新、專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)能力、專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)發(fā)展。

二、課程專(zhuān)題的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施

機(jī)械制造工程學(xué)課程圍繞機(jī)械制造工程各主題，系統(tǒng)構(gòu)筑機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容包括：金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)、金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律、機(jī)床與刀具、機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂、工件的安裝與夾具、機(jī)器裝配工藝等。根據(jù)以上課程內(nèi)容，建立了一定容量的專(zhuān)題庫(kù)?？紤]到學(xué)生的興趣和擅長(zhǎng)，做到因材施教，將專(zhuān)題設(shè)計(jì)為學(xué)術(shù)研究型（A）和工程應(yīng)用型（B）兩類(lèi)。前者主要側(cè)重分析、研究制造過(guò)程中機(jī)理、基本規(guī)律以及加工質(zhì)量的控制；后者主要側(cè)重工藝參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及優(yōu)化、工藝規(guī)程與工裝的設(shè)計(jì)。在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和擅長(zhǎng)，從專(zhuān)題庫(kù)中選擇某一專(zhuān)題開(kāi)展研究（設(shè)計(jì)），并利用業(yè)余時(shí)間完成。課程結(jié)束后一周內(nèi)提交研究論文、報(bào)告、圖紙、工藝文件等，論文、報(bào)告題目可根據(jù)專(zhuān)題內(nèi)容自擬?？梢詫⑴c兩個(gè)內(nèi)容相關(guān)的簡(jiǎn)單專(zhuān)題融合為一個(gè)專(zhuān)題研究；有一定難度的專(zhuān)題可以2人一組共同完成；同一專(zhuān)題重復(fù)研究不超過(guò)3組（應(yīng)體現(xiàn)不同的視角、不同的方法、不同的方案）。各班學(xué)習(xí)委員要掌握專(zhuān)題的選擇動(dòng)態(tài)，課程結(jié)束前將專(zhuān)題選擇結(jié)果報(bào)給任課老師。在課程結(jié)束后，教師根據(jù)專(zhuān)題完成情況選擇一定數(shù)量的專(zhuān)題，組織同學(xué)匯報(bào)并點(diǎn)評(píng)。專(zhuān)題完成的質(zhì)量將以一定的比例記入課程成績(jī)。

三、“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”法教學(xué)效果

通過(guò)“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法在機(jī)械制造工程學(xué)課程中的實(shí)施，取得了較好的教學(xué)效果。“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法改變了以往“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，形成了學(xué)生主動(dòng)參與、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及相互協(xié)作的能力。部分學(xué)生提交的專(zhuān)題研究論文（設(shè)計(jì)）報(bào)告質(zhì)量較高，下面是教學(xué)中的幾個(gè)例子。例1：定位誤差的分析與計(jì)算是機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。按照定義，定位誤差等于基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重合誤差之和。當(dāng)定位方案比較復(fù)雜時(shí)，按定義求某工序的定位誤差比較麻煩、容易出錯(cuò)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生定位誤差溯源，提出用圖解法分析、計(jì)算定位誤差，即在夾具定位元件約束的情況下，根據(jù)工件各定位表面相關(guān)極限尺寸的組合，找出工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)加工工序要求得到定位誤差，教學(xué)中收到很好的效果。例2：學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)檢索、調(diào)研參觀后撰寫(xiě)的“箱體類(lèi)零件孔系加工方式與加工精度分析”專(zhuān)題論文，總結(jié)了箱體零件的孔系結(jié)構(gòu)（平行孔系、同軸孔系、交叉孔系）以及相應(yīng)的加工方法，針對(duì)同軸孔系，系統(tǒng)分析了鏜孔時(shí)的受力變形、鏜桿與導(dǎo)套幾何形狀精度及配合間隙以及鏜削方式（懸臂鏜、支承鏜，鏜桿送進(jìn)、工件送進(jìn)等）對(duì)加工精度的影響規(guī)律，論文具有較高的學(xué)術(shù)水平。

在機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，我們總結(jié)的教學(xué)原則是：基本知識(shí)通過(guò)課堂講授完成，重要知識(shí)點(diǎn)通過(guò)習(xí)題鞏固，系統(tǒng)知識(shí)通過(guò)章節(jié)總結(jié)形成，綜合創(chuàng)新能力通過(guò)專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)。課堂講授采用啟發(fā)式互動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的習(xí)慣，為實(shí)施“專(zhuān)題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)打下基礎(chǔ)，使各環(huán)節(jié)形成有機(jī)聯(lián)系的整體，從而取得滿(mǎn)意的總體教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與建設(shè)（2013G10）。

作者簡(jiǎn)介：韓正銅（1960-），男，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，博士。