任務(wù)情景教學(xué)在《流體機(jī)械》教學(xué)中的實踐探索

張樂+喬心州+彭先龍+馬勝利

[摘 要]任務(wù)情景教學(xué)在《流體機(jī)械》教學(xué)中改變教與學(xué)分離的狀況，緊扣提高工程實踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)，將情景教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動兩種教學(xué)方法相結(jié)合。在教學(xué)實踐中采取以教師為導(dǎo)演，學(xué)生為主體，任務(wù)為導(dǎo)向，分組合作學(xué)習(xí)，突出師生互動的“項目研發(fā)”模式。該教學(xué)模式的實施方案，以課程教學(xué)典型環(huán)節(jié)分析項目情景的設(shè)定、項目的開展和最終的教學(xué)效果。“做中學(xué)”的教學(xué)理念給師生雙方帶來的變化，教師自身素質(zhì)上的提高對教學(xué)活動的開展具有重要的推動作用。

[關(guān)鍵詞]任務(wù)驅(qū)動；情景模擬；流體機(jī)械

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0135-02

《流體機(jī)械》以泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)作為教學(xué)對象，是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，廣泛應(yīng)用于采礦、能源、化工等行業(yè)。教學(xué)內(nèi)容以泵與風(fēng)機(jī)的工作原理和設(shè)備選型為主，涵蓋的知識面廣，涉及機(jī)械設(shè)計、流體力學(xué)和工程材料等多個方面。大部分同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中，對葉輪、流道等空間結(jié)構(gòu)的想象能力有限，加之有限的認(rèn)識能力和較深的理論內(nèi)容，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法給同學(xué)們帶來了很深的心理陰影，直接影響到了課程的學(xué)習(xí)和知識的運用[1]，所以需要及時的調(diào)整教學(xué)思路，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這對培養(yǎng)專門人才，提高學(xué)生的工程實踐能力具有重要的現(xiàn)實意義。

一、《流體機(jī)械》課程教學(xué)中存在的問題

傳遞-接受式教學(xué)是《流體機(jī)械》課程目前主要采用的教學(xué)方式。該模式能使學(xué)生在短時間內(nèi)接受大量信息，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。缺點是教學(xué)過程以教師為中心，學(xué)生被動的聽取，缺乏參與教學(xué)活動表達(dá)自己思想的積極性。在遇到知識難點時只想逃避，沒有積極思考的動力。教學(xué)中采用多媒體手段雖然可以將某種場景直觀的呈現(xiàn)出來，增強(qiáng)學(xué)生對泵和風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上的認(rèn)識[2-4]，但是學(xué)生更像是在上課的時候“看電影”，教學(xué)效果不佳。在實踐環(huán)節(jié)中，我們建設(shè)了《流體機(jī)械》實驗室，安排有專門的實驗課程，可是真正參與到實驗中的學(xué)生總是少數(shù)。

存在這些問題的根本還是同學(xué)們在學(xué)習(xí)上的主動性不強(qiáng)，教與學(xué)相互獨立。為此，我們設(shè)想將任務(wù)驅(qū)動法和情景教學(xué)相結(jié)合。希望借助計算機(jī)三維建模和多媒體技術(shù)，通過合理的情景設(shè)定，模擬企業(yè)“項目研發(fā)”的模式，構(gòu)建以任務(wù)驅(qū)動，情景模擬，合作學(xué)習(xí)，師生互動為主要內(nèi)容的全新教學(xué)方式，穿插到日常的教學(xué)活動中，改善《流體機(jī)械》課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。

二、模擬“項目研發(fā)”的教學(xué)模式

模擬“項目研發(fā)”的教學(xué)模式是以產(chǎn)品研發(fā)過程為虛擬情景。老師作為導(dǎo)演，設(shè)計教學(xué)的情景和過程，假定某種工程需求作為任務(wù)。學(xué)生是項目研發(fā)的主體，置身其中，積極參與，通過自身的學(xué)習(xí)來解決問題，主動推進(jìn)項目前進(jìn)，在探索中加強(qiáng)對理論的認(rèn)識，同時提高實踐動手能力。

三、項目內(nèi)容的選擇和實施方案

（一）項目內(nèi)容的選擇

模擬項目研發(fā)的內(nèi)容要緊密貼合教學(xué)，突出教學(xué)重點和難點，應(yīng)選取有一定難度能吸引學(xué)生，又方便組織教學(xué)活動的內(nèi)容，這樣才能加深學(xué)生對授課內(nèi)容的理解，還可以促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用新掌握的知識去解決實際問題。[5]選題的對象不宜過大，要能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成。

（二）實施方案

根據(jù)選定的教學(xué)內(nèi)容，將全班同學(xué)分組。教師向各組下達(dá)設(shè)計任務(wù)，并提供預(yù)先準(zhǔn)備好的素材和資料。由于一開始，學(xué)生還沒有真正的接觸過流體機(jī)械的相關(guān)內(nèi)容，直接以任務(wù)驅(qū)動，大量的時間都會消耗在資料整理和理論學(xué)習(xí)上，這不利于教學(xué)活動的開展，所以在任務(wù)下達(dá)后還要做具體的輔導(dǎo)，并在項目開展過程中，對遇到的難點進(jìn)行解答。學(xué)生拿到任務(wù)書后，需要根據(jù)自身掌握的知識，自學(xué)課本相關(guān)內(nèi)容，明確不足，查閱資料，進(jìn)行組內(nèi)討論，形成設(shè)計方案，分工后展開工作，在規(guī)定的時間內(nèi)完成原理性設(shè)計。

四、項目的具體實施和效果

（一）項目的具體實施

按照教學(xué)大綱和課程的內(nèi)容，針對“葉片式泵與風(fēng)機(jī)的基本理論”授課環(huán)節(jié)，選取單級離心式水泵和軸流式通風(fēng)機(jī)為素材。在教學(xué)實踐過程中，以離心式水泵葉輪和軸流式通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計為主線，通過課堂講授，動畫演示，實物展示等活動，使學(xué)生對兩種設(shè)備的工作原理和葉輪設(shè)計的基本過程有了總體的認(rèn)識。教師分發(fā)提前準(zhǔn)備好的設(shè)計任務(wù)書，各組的參數(shù)不同。學(xué)生以3～4人一組，分組討論，依據(jù)表1流程圖所示，展開工作。針對小組出現(xiàn)的問題，采取班級討論，教師分析引導(dǎo)，共同講解的辦法。學(xué)生可以從“發(fā)現(xiàn)→解決→再發(fā)現(xiàn)”的經(jīng)歷中體會產(chǎn)品研發(fā)的過程。課堂討論中，學(xué)生可以表述自己的觀點，實現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生，教師與學(xué)生間的多方互動，增加了課堂的趣味性，同時也是多方知識的融合。項目完成后，組織答辯，各組向全班同學(xué)做工作匯報。教師對學(xué)生參與的積極性和項目設(shè)計的正確性進(jìn)行評價打分，總結(jié)現(xiàn)有教學(xué)活動的特點和不足，進(jìn)行改進(jìn)和完善。

（二）項目的實施效果

1.豐富了教學(xué)資源。針對教學(xué)內(nèi)容和教法改革的需要，利用三維軟件和多媒體技術(shù)，對原有的教學(xué)課件進(jìn)行了修訂，補(bǔ)充了泵和風(fēng)機(jī)的工作原理、設(shè)計方法和動畫演示的內(nèi)容，結(jié)合目前學(xué)院流體機(jī)械實驗室建設(shè)的機(jī)會，補(bǔ)充了對應(yīng)的實物模型，可供學(xué)生拆裝測繪。

2.改善了教學(xué)效果。項目模擬的課堂組織形式給予學(xué)生很大的空間，為學(xué)生提供了較為輕松的環(huán)境，能很好地發(fā)揮學(xué)生的主動性。如表1教學(xué)示例中，原有軸流式通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計任務(wù)僅是要求完成葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在同學(xué)們的努力下，不但基本完成了風(fēng)機(jī)整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過查閱資料還提出了“動導(dǎo)葉”的方案。雖然有不足，但是學(xué)習(xí)的積極性明顯得到提高，效果十分顯著。新的教學(xué)模式可以把課下任務(wù)和課堂教學(xué)結(jié)合起來，學(xué)生在任務(wù)和好奇心的督促下不斷提出問題，教師與同學(xué)們共同討論解決。既增強(qiáng)了師生互動，又將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃友芯浚龠M(jìn)了知識點的掌握和綜合設(shè)計能力的提高。

3.提高了教師素質(zhì)。教師創(chuàng)設(shè)的案例要獲得學(xué)生的認(rèn)同，就要充分了解本課程的內(nèi)容，掌握相應(yīng)的設(shè)計方法和相關(guān)的技術(shù)發(fā)展動態(tài)。這樣提高了對教師素質(zhì)的要求，從而提高了教師從事相關(guān)教學(xué)活動的工作熱情和工程實踐能力，是教師對自己的再培養(yǎng)。

五、結(jié)語

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)注重怎么教，項目模擬研發(fā)的教學(xué)方式著重學(xué)生怎么做。教與學(xué)融入做的過程，促進(jìn)師生雙方互動學(xué)習(xí)，共同提高，激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)了同學(xué)們自主學(xué)習(xí)的能力，樹立了自信心。教師創(chuàng)造的任務(wù)情景不是簡單的給出任務(wù)就可以的，需要運用多種方法組織引領(lǐng)學(xué)生，讓學(xué)生參與課堂，這是對教師自身能力的鍛煉。在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中這些都是無法實現(xiàn)的，我院課程教研組針對不同專業(yè)開設(shè)《流體機(jī)械》課程的特點，制定了對應(yīng)的實施方案，在今后的教學(xué)活動中會繼續(xù)探索改進(jìn)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張月芹.機(jī)械原理課程改革和創(chuàng)新設(shè)計實踐的探索[J].大學(xué)教育，2015（5）：131-133.

[2] 王貴林，石峰，陳善勇，關(guān)朝亮.情景式教學(xué)法在機(jī)械工程學(xué)科系列課程教學(xué)中的應(yīng)用與探索[J].大學(xué)教育，2013（10）：68-70.

[3] 徐芳，程琛.多情景融合的項目引導(dǎo)式機(jī)械制圖教學(xué)改革創(chuàng)新與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2014（9）：72-74.

[4] 范俐.“教學(xué)做合一”情境教學(xué)的探索與實踐[J].大學(xué)教育，2013（5）：80-82.

[5] 吳曉紅，張建琴.《分散系及其分類》情景教學(xué)設(shè)計課例[J].教學(xué)，2011（10）：80-81.

[責(zé)任編輯：張 雷]