“专题驱动式”教学方法研究

韩正铜，顾苏军，胡元

摘要：本文为提高本科学生的工程素质和创新能力，以机械制造工程学课程教学为例，提出并研究了“专题驱动式”教学方法，介绍了该教学方法的实施过程和实施效果。

关键词：课程教学；教学方法；专题驱动

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）16-0069-02

机械制造工程学是研究机械加工机理与规律、工艺系统的组成与功能的一门科学，是机械工程专业的主干必修课程。通过本课程学习，使学生掌握机械制造工程的基本概念、基本原理与方法，了解现代机械制造技术领域的最新发展，学会用工程技术手段分析、解决生产过程中的质量、效率等问题，成为机械制造工程领域的高素质、创新型人才。机械制造工程学课程内容是由原机械制造专业三门课程（切削原理及刀具、机床及夹具、制造工艺学）整合而成。从培养学生在机械制造方面的综合素质出发，以机械制造工艺为主线，以优质、高效、低成本为目标，将加工原理、加工质量控制、加工工艺与装备等有机结合，形成宽结构、重素质、强实践的课程结构体系。由于本课程涉及知识面宽、内容多、学时又不断压缩，造成教学过程的教与学“两方为难”的现实。一方面，教师面对诸多内容存在讲授知识取舍的难题。另一方面，由于培养方案中课程教学进程的安排问题使学生知识链不够完整，对所学内容理解存在一定难度。教师如果采取“满堂灌”的教学方法讲授课程内容，学生在学习过程中会感到枯燥，学习积极性不高。而且，如果教学过程仍然停留在书本的知识上，不利于拓宽学生的视野、提高学生的工程素质和创新能力。如何完成教学目标并取得较好的教学效果，一直是教学一线老师和教学参与者不断探索的课题。就本课程的教学改革，相关教师在优选教学内容、改进教学手段（如多媒体课件、教具等）两个方面做了许多有益的尝试[1-5]。在国家实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，建设“研究型大学”的背景下，研究新的教学方法对提高课程教学质量和人才培养质量具有重要意义。

一、基于建构主义学习理论[6]的“专题驱动式”教学法

建构主义教学观认为：（1）学生是教学情境中的主角，教学情境中要尊重学生的主体性，学生只有在成为教学情境中的主角以后，才会积极主动地参与教学过程。（2）教学是激发学生建构知识的过程，获取知识是学习者自我建构的结果，教学不只是传授、灌输知识的活动，更重要的是激发学生建构知识的过程。（3）教师是学生学习的引导者和辅助者。过去人们一直期待教师“传道、授业、解惑”，所以在传统教学实践中，教师多是知识的传授者、班级的管理者。但在建构主义看来，教师的价值则体现在能否激发学生以主动思考、探究、合作的方式学习，教师应是学生的引导者、辅助者或咨询者。“专题驱动式”教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以分析、解决问题为主的多维互动式的教学理念。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更应该是学生主动建构自己的知识经验的过程。学生带着真实的专题任务在积极探索中学习，在这个过程中，学生会不断地获得成就感，更大地激发他们的求知欲望，从而培养其独立探索、勇于开拓进取的自学能力。在机械制造工程学课程教学中开展“专题驱动式”教学法实践，就是在讲授课程基本内容的前提下，选择适合深入研究（设计）的内容（包括由于课时限制，课堂不讲的课程内容），以不同形式的专题，提供给学生个人或团队自主研究。通过相关文献资料的检索、调研、试验、设计计算等过程，培养学生综合利用相关知识、手段和技能，分析解决生产实际问题的能力。以期做到：专题驱动兴趣、专题驱动创新、专题驱动能力、专题驱动发展。

二、课程专题的规划设计与实施

机械制造工程学课程围绕机械制造工程各主题，系统构筑机械制造基础知识体系结构，主要内容包括：金属切削加工的基础知识、金属切削过程的基本规律、机床与刀具、机械加工精度、机械加工表面质量、机械加工工艺规程的制订、工件的安装与夹具、机器装配工艺等。根据以上课程内容，建立了一定容量的专题库。考虑到学生的兴趣和擅长，做到因材施教，将专题设计为学术研究型（A）和工程应用型（B）两类。前者主要侧重分析、研究制造过程中机理、基本规律以及加工质量的控制；后者主要侧重工艺参数设计计算及优化、工艺规程与工装的设计。在课程学习过程中，学生根据个人兴趣和擅长，从专题库中选择某一专题开展研究（设计），并利用业余时间完成。课程结束后一周内提交研究论文、报告、图纸、工艺文件等，论文、报告题目可根据专题内容自拟。可以将与两个内容相关的简单专题融合为一个专题研究；有一定难度的专题可以2人一组共同完成；同一专题重复研究不超过3组（应体现不同的视角、不同的方法、不同的方案）。各班学习委员要掌握专题的选择动态，课程结束前将专题选择结果报给任课老师。在课程结束后，教师根据专题完成情况选择一定数量的专题，组织同学汇报并点评。专题完成的质量将以一定的比例记入课程成绩。

三、“专题驱动式”法教学效果

通过“专题驱动式”教学法在机械制造工程学课程中的实施，取得了较好的教学效果。“专题驱动式”教学方法改变了以往“教师讲，学生听”的被动学习模式，形成了学生主动参与、探索创新的新型学习模式，激发了学生的学习兴趣，培养了学生分析问题、解决问题的能力以及相互协作的能力。部分学生提交的专题研究论文（设计）报告质量较高，下面是教学中的几个例子。例1：定位误差的分析与计算是机械制造工程学课程教学中的重点内容。按照定义，定位误差等于基准位移误差与基准不重合误差之和。当定位方案比较复杂时，按定义求某工序的定位误差比较麻烦、容易出错。教学中引导学生定位误差溯源，提出用图解法分析、计算定位误差，即在夹具定位元件约束的情况下，根据工件各定位表面相关极限尺寸的组合，找出工序基准的两个极限位置，再根据加工工序要求得到定位误差，教学中收到很好的效果。例2：学生通过文献检索、调研参观后撰写的“箱体类零件孔系加工方式与加工精度分析”专题论文，总结了箱体零件的孔系结构（平行孔系、同轴孔系、交叉孔系）以及相应的加工方法，针对同轴孔系，系统分析了镗孔时的受力变形、镗杆与导套几何形状精度及配合间隙以及镗削方式（悬臂镗、支承镗，镗杆送进、工件送进等）对加工精度的影响规律，论文具有较高的学术水平。

在机械制造工程学课程教学过程中，我们总结的教学原则是：基本知识通过课堂讲授完成，重要知识点通过习题巩固，系统知识通过章节总结形成，综合创新能力通过专题驱动。课堂讲授采用启发式互动式教学，培养学生提出问题、思考问题、解决问题的习惯，为实施“专题驱动式”教学打下基础，使各环节形成有机联系的整体，从而取得满意的总体教学效果。

参考文献：

[1]张树仁，刘薇娜.“机械制造技术基础”课程教学方法的探索与实践[J].中国大学教学，2012，（10）：65-66.

[2]汪木兰，周明虎，李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备，2010，（12）：15-19.

[3]曹翌.基于任务驱动式教学的学生综合能力培养[J].职业技术教育，2009，（20）：39-40.

[4]邱芳，刘延霞，马广勇.高职《机械制造基础》课程教学改革探索[J].职业教育研究，2012，（9）：91-92.

基金项目：中国矿业大学教育教学改革与建设（2013G10）。

作者简介：韩正铜（1960-），男，中国矿业大学机电工程学院教授，博士。