機械設計課程討論課教學新模式的探索及實踐

楊蔚華+何孔德

摘 要：為了消除傳統的教師“一言堂”教學模式的弊端，以學生主動學習為主的討論課是目前教學改革中課堂教學的重要環節。該文嘗試將討論課互動教學模式引入《機械設計》課程中，對討論課題的選取、討論課的形式、組織和評價等進行了探討，對機械設計課程的教學具有較大參考價值。

關鍵詞：機械設計 ?教學模式 ?討論課 ?小組準備 ?課堂互動

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0139-02

《機械設計》是面向機械類各專業開設的研究機械共性問題的專業技術基礎課，其目的在于培養學生應用機械設計理論和方法從事機械設備的設計、使用和維護的能力，特別是培養學生綜合應用所學知識進行機械設備的開發和創新的能力，具有很強的實踐性，在機械類本科學生的培養中起著非常重要的作用。傳統的機械設計課程的教學模式是以課堂教學為主的教師“一言堂”模式，這種滿堂灌式的教學模式使得學生只能處于被動的接受狀態，制約了學生的獨立思考能力和創新思維的培養，這與現代社會要求教育培養人的終身學習能力、自主創新能力和團結協作能力是相違背的。為了適應培養機械工程學科創新人才的要求，必須對機械設計課程進行教學模式的改革。要摒棄教師“一言堂”式的教學觀念，最大限度地發揮學生的主體地位，調動學生學習的熱情和興趣，最有效的模式就是借鑒國外大學廣泛采用的討論課教學模式[1]。

1 討論課的地位、作用和目的

討論課是教師指導學生以班級或小組的形式圍繞某一課題各抒己見，相互啟發并進行爭論、磋商，以提高認識，解決問題，獲得知識的一種方法[2]。在國外的許多著名大學，討論式教學都被作為僅次于課堂講授的第二教學手段向教師們推薦。討論課是教學過程的一個重要環節，是課堂講授的一種必要補充，是一種值得探索和重視的教學模式。學生能夠通過討論課自主學習、獨立思考、表達觀點。在討論課上學生間、師生間能夠相互研討，學生互動過程中完成了自我教育，培養了創新能力。

以往的機械設計課程的教學模式以理論教學、課外作業、實驗和測驗考核為一體，雖然教師在課堂上都精心講授了知識點，強調了重、難點，課后也留了不少作業，但機械設計課程涉及面廣，實踐性強，且設計問題無統一答案，因此學生總感覺對所學內容感到比較生疏，并沒有真正消化和鞏固所學知識，更不必說綜合應用所學知識進行機械設備的開發和創新了。因此，在當前充分采用多媒體工具提高課堂效率的條件下，必須適當上一些討論課，以著重幫助學生消化鞏固所學知識，從而切實掌握機械設計的基本理論和基本方法，同時也有利于學生對機械設計問題的進行分析、比較、綜合、概括和最終解決。

2 討論課題的選取

討論題目選擇的是否恰當，是討論課是否成功的基礎，所討論的題目涉及的理論內容、知識結構應與教學內容有必然的聯系。討論題應從教材的重點和難點內容中選取，除了突出基本概念、基本規律和基本方法外，題目還應該具有靈活性和開放性，應讓學生有更多的思考余地，能從不同方面對問題進行分析和發揮，這樣才有利于開闊學生的思路[3]。

機械設計課程所涉及的零部件種類較多，知識廣泛，理論性和實踐性都較強，雖然知識點可以獨立教授，但容易孤立，切斷彼此間的聯系。因此討論課應更加注重機械設計一般規律和理論的應用，各章內容的有機融合和機械設計前沿發展動態的了解。筆者在實踐中設置了以下幾個專題：“我所了解的機械零件失效與機械故障”、“機械傳動系統方案的比較與選擇”、“撓性傳動—— 帶傳動和鏈傳動的特點與比較”、“齒輪傳動設計國內外發展動態”、“齒輪參數對傳動性能的影響”和“軸系結構裝配與軸的結構設計方案討論”等。

3 討論課的形式與組織

討論課的方式可以是多種多樣的，但形式的主體應該是學生，應使每一個學生都有參與交流的機會。根據教學實踐，討論課的形式采用分組討論與大班上課討論相結合的形式，這樣既可以使每個同學參與，又能避免占用太多教學學時。具體的組織安排分為以下6個環節。

（1）小組準備。首先將每班學生分為5個大組，每組大約8名同學，討論課的題目通常提前兩周左右告知學生，先以小組為單位進行討論準備，每個組員分別圍繞論題收集資料。然后組員在組長的召集下進行組內小范圍討論，各抒己見，并對大家收集的資料和想法進行整理、分析和歸納，寫一份小組討論記錄，并將最終小組討論結果撰寫成一份報告，做成PPT，在討論課一周前呈交教師。在這個過程中，既能訓練學生查閱資料，自主學習和獨立思考的能力，又可以強化同學間的團結合作意識。

（2）論題預審。教師對每組遞交上來的報告進行預先審閱，大概了解學生的準備情況，同時做到心中有數，以便在大班討論時給予穿針引線，實時點評和指導，教師畢竟對討論的目的更明確，對課程的重點難點更熟悉，有時也可以糾正出現的跑題現象。

（3）大班報告。大班討論課前，為防止個別同學有偷懶現象，每組抽簽隨機指定1至2名同學在課堂上向老師和全體同學做報告，每組陳述時間10 min。在這種環境下，學生的作用是雙重的，既學習新知識，又傳授新知識，還可鍛煉口頭表達能力和應變能力。

（4）課堂互動。小組陳述完后，其余小組的同學可以提問和質疑，陳述小組要進行答辯，組內同學可以進行補充，讓他們的創造力和智慧相互激勵，這樣可以培養學生對問題的研討習慣，學會如何討論一些科學問題。

（5）教師參與和引導。教師在學生面前應做到“知之為知之，不知為不知”，認真聽取學生們的發言，對于沒有把握的問題教師應和學生共同研究，一起討論，體現學生的主體地位，同時給予學生及時地引導。應該看到，學生由于知識水平的限制，他們闡述的觀點及原理難免是片面的、甚至是錯誤的，此時要以高度的責任心發揮主導作用，進行適當的啟發引導。討論冷場時要引導，討論走題時要引導，討論問題抓不住實質時要引導，保證學生的討論既是自由的、充分的，又要圍繞教學內容和目的，最后聯系教學內容及學生的方案，做針對性的總結。首先要總結出學生具有代表性的觀點，對這些觀點進行分析，正確的加以肯定，不完善的或錯誤的予以分析糾正，使學生對正確的觀點有更深刻的理解，對錯誤的觀點有更清楚的認識。endprint

（6）討論評分。分組內互評、各組互評打分和教師打分，三者匯總，對于得分前三的組要在期末總成績中給予適當加分，以激發學生參與的積極性。

4 討論課效果分析

以“撓性傳動—— 帶傳動和鏈傳動”的討論課為例，從討論的情況來看，學生查閱了大量資料，積極準備，發言踴躍。有的小組立足于教材，進一步了解了帶傳動與鏈傳動的工作原理，對帶傳動的彈性滑動和打滑，鏈運動的運動不均勻性做了深入剖析，對兩類傳動的工作特點和區別做了更全面的比較和總結，從而對于兩類傳動的設計方法有了更清楚全面的理解。討論課讓學生耳目一新，打破了以前總是被動地接受老師講授的知識的局面，讓學生真正體會到知識不是老師教會的，而是自己學會的。

有的小組就帶傳動和鏈傳動在機械中的應用展開討論，查閱的應用實例多種多樣，列舉了很多在農機、汽車、摩托車和礦山機械中的應用實例;并就使用中的維護和調整等問題進行了討論，例如有的同學結合平時修理自行車的經歷，討論了鏈傳動在工作中常出現的問題及解決辦法，還有的同學結合參加全國機械創新設計大賽的經歷，展示了他們設計的全方位自動洗鞋機和家用互動健身器等作品，并就作品中涉及的帶傳動和鏈傳動的設計問題展開了熱烈討論。通過討論，對兩類傳動的知識進一步鞏固和深化，并能把書本上設計理論與機械產品的設計實踐結合起來，鍛煉了學生解決實際問題的能力。

有的小組還就帶傳動與鏈傳動的現狀和發展趨勢進行了討論。有的同學談到了新型合成橡膠在帶材質中的應用，納米材料和新加工工藝在鏈條制造中的應用，美國科學家研制出的一種由比發絲還細的硅鏈環組成的微型鏈條等，這些內容是書本上沒有的，擴寬了同學們的知識面，讓同學們認識到機械行業是不斷發展、創新和完善的，認識到知識不僅僅停留在書本上，學無止境，從而激發了他們的學習興趣和動力。

每一輪討論課結束以后，學生們發現這堂課的知識掌握得最扎實，而又靈活，自學能力也有了很大的提高，他們認可了“討論課”的價值。通過實踐，討論課互動教學取得了以下效果。

（1）通過基于團隊的上臺做報告和課堂討論這種體驗型互動教學模式，使學生體驗了主動學習的快樂，加深了對機械設計的基礎知識和實踐能力的培養，成為終生受用的理論武器;（2）使學生得到初步的查閱文獻、閱讀相關技術資料和調查研究能力的鍛煉，粗通了科學研究的途徑;（3）使學生體驗了合作學習的快樂，培養了團隊合作精神，在溝通能力、團隊合作能力、自我表達能力等方面得到鍛煉和提高;（4）提高了教師的自身素質。“給學生一碗水，教師要有一桶水”，這個道理在討論課上體現的更為突出。教師要想駕馭好討論課，就要對課本內容進行再創造，只有教師綜合水平提高了，當學生思想活躍、有熱情、敢于發表自己的看法，甚至敢于質疑教師的觀點時，教師才能洞察學生的思維根源，有較強的應變能力，給學生以正確的引導。

5 結語

總而言之，機械設計討論課教學實踐表明，這種教學模式讓學生主動參與教學過程，可以激發學生的學習興趣，充分發揮學生的主體作用，師生互動，教學相長，提高學生的綜合能力，提高了教學效果。討論課是教學過程的一個重要環節，是課堂講授的一種必要補充，是機械設計課程教學值得探索和重視的一種模式。今后在面臨學時有限的情況下，針對如何調動每一位學生參與討論的積極性、如何提高討論課的質量和效率，還需進一步探索和實踐。

參考文獻

[1] 閻紹澤，申永勝，季林紅，等.機械設計基礎系列課程的新教學模式[J].中國大學教學，2004（6）：28-29.

[2] 周劍雄，蘇輝，石志廣.討論式教學方法在大學課堂中的運用研究[J].高等教育研究學報，2008，31（4）：55-57.

[3] 趙永生，鄭魁敬，姚建濤.主動體驗型互動教學模式探討[J].教學研究，2010，33（4）：47-49.endprint