机械设计课程讨论课教学新模式的探索及实践

杨蔚华+何孔德

摘 要：为了消除传统的教师“一言堂”教学模式的弊端，以学生主动学习为主的讨论课是目前教学改革中课堂教学的重要环节。该文尝试将讨论课互动教学模式引入《机械设计》课程中，对讨论课题的选取、讨论课的形式、组织和评价等进行了探讨，对机械设计课程的教学具有较大参考价值。

关键词：机械设计  教学模式  讨论课  小组准备  课堂互动

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0139-02

《机械设计》是面向机械类各专业开设的研究机械共性问题的专业技术基础课，其目的在于培养学生应用机械设计理论和方法从事机械设备的设计、使用和维护的能力，特别是培养学生综合应用所学知识进行机械设备的开发和创新的能力，具有很强的实践性，在机械类本科学生的培养中起着非常重要的作用。传统的机械设计课程的教学模式是以课堂教学为主的教师“一言堂”模式，这种满堂灌式的教学模式使得学生只能处于被动的接受状态，制约了学生的独立思考能力和创新思维的培养，这与现代社会要求教育培养人的终身学习能力、自主创新能力和团结协作能力是相违背的。为了适应培养机械工程学科创新人才的要求，必须对机械设计课程进行教学模式的改革。要摒弃教师“一言堂”式的教学观念，最大限度地发挥学生的主体地位，调动学生学习的热情和兴趣，最有效的模式就是借鉴国外大学广泛采用的讨论课教学模式[1]。

1 讨论课的地位、作用和目的

讨论课是教师指导学生以班级或小组的形式围绕某一课题各抒己见，相互启发并进行争论、磋商，以提高认识，解决问题，获得知识的一种方法[2]。在国外的许多著名大学，讨论式教学都被作为仅次于课堂讲授的第二教学手段向教师们推荐。讨论课是教学过程的一个重要环节，是课堂讲授的一种必要补充，是一种值得探索和重视的教学模式。学生能够通过讨论课自主学习、独立思考、表达观点。在讨论课上学生间、师生间能够相互研讨，学生互动过程中完成了自我教育，培养了创新能力。

以往的机械设计课程的教学模式以理论教学、课外作业、实验和测验考核为一体，虽然教师在课堂上都精心讲授了知识点，强调了重、难点，课后也留了不少作业，但机械设计课程涉及面广，实践性强，且设计问题无统一答案，因此学生总感觉对所学内容感到比较生疏，并没有真正消化和巩固所学知识，更不必说综合应用所学知识进行机械设备的开发和创新了。因此，在当前充分采用多媒体工具提高课堂效率的条件下，必须适当上一些讨论课，以着重帮助学生消化巩固所学知识，从而切实掌握机械设计的基本理论和基本方法，同时也有利于学生对机械设计问题的进行分析、比较、综合、概括和最终解决。

2 讨论课题的选取

讨论题目选择的是否恰当，是讨论课是否成功的基础，所讨论的题目涉及的理论内容、知识结构应与教学内容有必然的联系。讨论题应从教材的重点和难点内容中选取，除了突出基本概念、基本规律和基本方法外，题目还应该具有灵活性和开放性，应让学生有更多的思考余地，能从不同方面对问题进行分析和发挥，这样才有利于开阔学生的思路[3]。

机械设计课程所涉及的零部件种类较多，知识广泛，理论性和实践性都较强，虽然知识点可以独立教授，但容易孤立，切断彼此间的联系。因此讨论课应更加注重机械设计一般规律和理论的应用，各章内容的有机融合和机械设计前沿发展动态的了解。笔者在实践中设置了以下几个专题：“我所了解的机械零件失效与机械故障”、“机械传动系统方案的比较与选择”、“挠性传动—— 带传动和链传动的特点与比较”、“齿轮传动设计国内外发展动态”、“齿轮参数对传动性能的影响”和“轴系结构装配与轴的结构设计方案讨论”等。

3 讨论课的形式与组织

讨论课的方式可以是多种多样的，但形式的主体应该是学生，应使每一个学生都有参与交流的机会。根据教学实践，讨论课的形式采用分组讨论与大班上课讨论相结合的形式，这样既可以使每个同学参与，又能避免占用太多教学学时。具体的组织安排分为以下6个环节。

（1）小组准备。首先将每班学生分为5个大组，每组大约8名同学，讨论课的题目通常提前两周左右告知学生，先以小组为单位进行讨论准备，每个组员分别围绕论题收集资料。然后组员在组长的召集下进行组内小范围讨论，各抒己见，并对大家收集的资料和想法进行整理、分析和归纳，写一份小组讨论记录，并将最终小组讨论结果撰写成一份报告，做成PPT，在讨论课一周前呈交教师。在这个过程中，既能训练学生查阅资料，自主学习和独立思考的能力，又可以强化同学间的团结合作意识。

（2）论题预审。教师对每组递交上来的报告进行预先审阅，大概了解学生的准备情况，同时做到心中有数，以便在大班讨论时给予穿针引线，实时点评和指导，教师毕竟对讨论的目的更明确，对课程的重点难点更熟悉，有时也可以纠正出现的跑题现象。

（3）大班报告。大班讨论课前，为防止个别同学有偷懒现象，每组抽签随机指定1至2名同学在课堂上向老师和全体同学做报告，每组陈述时间10 min。在这种环境下，学生的作用是双重的，既学习新知识，又传授新知识，还可锻炼口头表达能力和应变能力。

（4）课堂互动。小组陈述完后，其余小组的同学可以提问和质疑，陈述小组要进行答辩，组内同学可以进行补充，让他们的创造力和智慧相互激励，这样可以培养学生对问题的研讨习惯，学会如何讨论一些科学问题。

（5）教师参与和引导。教师在学生面前应做到“知之为知之，不知为不知”，认真听取学生们的发言，对于没有把握的问题教师应和学生共同研究，一起讨论，体现学生的主体地位，同时给予学生及时地引导。应该看到，学生由于知识水平的限制，他们阐述的观点及原理难免是片面的、甚至是错误的，此时要以高度的责任心发挥主导作用，进行适当的启发引导。讨论冷场时要引导，讨论走题时要引导，讨论问题抓不住实质时要引导，保证学生的讨论既是自由的、充分的，又要围绕教学内容和目的，最后联系教学内容及学生的方案，做针对性的总结。首先要总结出学生具有代表性的观点，对这些观点进行分析，正确的加以肯定，不完善的或错误的予以分析纠正，使学生对正确的观点有更深刻的理解，对错误的观点有更清楚的认识。endprint

（6）讨论评分。分组内互评、各组互评打分和教师打分，三者汇总，对于得分前三的组要在期末总成绩中给予适当加分，以激发学生参与的积极性。

4 讨论课效果分析

以“挠性传动—— 带传动和链传动”的讨论课为例，从讨论的情况来看，学生查阅了大量资料，积极准备，发言踊跃。有的小组立足于教材，进一步了解了带传动与链传动的工作原理，对带传动的弹性滑动和打滑，链运动的运动不均匀性做了深入剖析，对两类传动的工作特点和区别做了更全面的比较和总结，从而对于两类传动的设计方法有了更清楚全面的理解。讨论课让学生耳目一新，打破了以前总是被动地接受老师讲授的知识的局面，让学生真正体会到知识不是老师教会的，而是自己学会的。

有的小组就带传动和链传动在机械中的应用展开讨论，查阅的应用实例多种多样，列举了很多在农机、汽车、摩托车和矿山机械中的应用实例;并就使用中的维护和调整等问题进行了讨论，例如有的同学结合平时修理自行车的经历，讨论了链传动在工作中常出现的问题及解决办法，还有的同学结合参加全国机械创新设计大赛的经历，展示了他们设计的全方位自动洗鞋机和家用互动健身器等作品，并就作品中涉及的带传动和链传动的设计问题展开了热烈讨论。通过讨论，对两类传动的知识进一步巩固和深化，并能把书本上设计理论与机械产品的设计实践结合起来，锻炼了学生解决实际问题的能力。

有的小组还就带传动与链传动的现状和发展趋势进行了讨论。有的同学谈到了新型合成橡胶在带材质中的应用，纳米材料和新加工工艺在链条制造中的应用，美国科学家研制出的一种由比发丝还细的硅链环组成的微型链条等，这些内容是书本上没有的，扩宽了同学们的知识面，让同学们认识到机械行业是不断发展、创新和完善的，认识到知识不仅仅停留在书本上，学无止境，从而激发了他们的学习兴趣和动力。

每一轮讨论课结束以后，学生们发现这堂课的知识掌握得最扎实，而又灵活，自学能力也有了很大的提高，他们认可了“讨论课”的价值。通过实践，讨论课互动教学取得了以下效果。

（1）通过基于团队的上台做报告和课堂讨论这种体验型互动教学模式，使学生体验了主动学习的快乐，加深了对机械设计的基础知识和实践能力的培养，成为终生受用的理论武器;（2）使学生得到初步的查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的锻炼，粗通了科学研究的途径;（3）使学生体验了合作学习的快乐，培养了团队合作精神，在沟通能力、团队合作能力、自我表达能力等方面得到锻炼和提高;（4）提高了教师的自身素质。“给学生一碗水，教师要有一桶水”，这个道理在讨论课上体现的更为突出。教师要想驾驭好讨论课，就要对课本内容进行再创造，只有教师综合水平提高了，当学生思想活跃、有热情、敢于发表自己的看法，甚至敢于质疑教师的观点时，教师才能洞察学生的思维根源，有较强的应变能力，给学生以正确的引导。

5 结语

总而言之，机械设计讨论课教学实践表明，这种教学模式让学生主动参与教学过程，可以激发学生的学习兴趣，充分发挥学生的主体作用，师生互动，教学相长，提高学生的综合能力，提高了教学效果。讨论课是教学过程的一个重要环节，是课堂讲授的一种必要补充，是机械设计课程教学值得探索和重视的一种模式。今后在面临学时有限的情况下，针对如何调动每一位学生参与讨论的积极性、如何提高讨论课的质量和效率，还需进一步探索和实践。

参考文献

[1] 阎绍泽，申永胜，季林红，等.机械设计基础系列课程的新教学模式[J].中国大学教学，2004（6）：28-29.

[2] 周剑雄，苏辉，石志广.讨论式教学方法在大学课堂中的运用研究[J].高等教育研究学报，2008，31（4）：55-57.

[3] 赵永生，郑魁敬，姚建涛.主动体验型互动教学模式探讨[J].教学研究，2010，33（4）：47-49.endprint