項目驅動教學法在機械設計教學中的研究與應用

盧學玉 劉利國 沈培玉 倪自豐

[摘 要] 機械設計是機械和近機械專業的一門專業基礎課，專業培養目標要求學生具有分析和解決復雜工程裝置的能力。項目驅動教學法作為一種新型的教學模式，很好地將理論與實踐相結合，教學目標明確，既能擺脫傳統的教學模式，又能達到良好的教學效果。本文結合機械設計課程的特點，闡述項目驅動教學法的特點和實施，充分發揮學生的學習潛能，提高學生學習積極性和創造性。

[關鍵詞] 項目驅動教學法;機械設計;項目評價

[基金項目] 江南大學2017年教學改革研究項目“新工科理念下機械基礎課程組建設與探究性教學新模式研究”（JG2017092）;2018年江南大學卓越課程立項建設項目“江南大學機械設計卓越課程”（ZYKC201809）

[作者簡介] 盧學玉（1974—），女，江蘇淮安人，碩士，副教授（通信作者），研究方向為機械設計理論;劉利國（1962—），男，山東淄博人，博士，副教授，研究方向為摩擦學。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）35-0248-02? ? [收稿日期] 2019-10-19

機械設計是機械類專業的一門專業基礎課，是理論性、系統性很強的基礎課和專業基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要轉折點。基于高等學校工程論證的要求，結合相關專業培養目標，通過本課程學習學生除了要掌握本課程的基本知識，還要能夠分析和提煉機械領域復雜工程問題，設計解決方案，并能夠對方案的可行性進行初步分析與論證。當前在教學中，選擇恰當的教學方法，促進學生完成對工程機械各系統由表及里，逐層認知并理清脈絡，是教師必須正視的問題。

一、機械設計教學改革的必要性

按照傳統的教學模式教師課堂單向講授機器傳動類型、傳動系統組成、工作原理和特點、設計和選用，容易使學生感覺理論學習很枯燥、傳動裝置很抽象，難于消化和理解。在這種情況下，學生普遍缺乏自信，學習主動性、自覺性。隨著教學課時的削減，學習任務的加重，近幾年學生不及格率不斷攀升，老師教得累，學生不愿學的局面越來越明顯。教學方法的改革顯得尤為迫切。根據課程特點設計相應的教學方法，機械設計不同于我們基礎課和專業課，這門課是聯系基礎課和專業課橋梁，內容涉及面廣，還要注重實踐性，設計結果沒有唯一性，這就要求在教師傳授和學生學習中善于理論結合實際，項目驅動教學法將課堂理論與實踐做了完美的結合，將理論知識寓于某個具體項目，強調學生創新能力的培養，激發學生學習興趣，今年來逐漸被教育領域開始運用，作為教育領域中一種比較新的教育教學方法，可以用在多領域、多學科。

二、項目驅動教學法的概念

知識經濟時代的國際競爭日趨激烈，一個國家創新能力的強弱體現出國家的核心競爭能力，國家經濟發展與社會進步越來越依賴于科技創新的水平和各類創新人才的培養。從世界各國來看，培養高校學生的創新思維和創新實踐能為已經成為高等教育的共識。大學課堂可用教學方法很多，項目驅動教學法打破了傳統教學方法局限性，通過具體項目完成理論學習，構建知識體系，掌握學習的技能和方法。項目選擇要切合實際，由教師進行必要的分析和引導，明確項目的任務，使學生帶著項目任務問題自主學習，掌握必要的相關基礎知識。項目驅動教學法不同于任務驅動教學法，項目驅動教學為以項目設計成果為目的，要求在規定學時內完成項目，完成學習任務，實現了課堂教學模式的轉變，驅動學生為了完成該任務去學習本課程。項目驅動教學法轉變了課堂模式，大大提高學生學習激情和動力。

三、項目驅動教學法實施

選擇項目設計案例要涵蓋機械設計課程中的重點章節內容，項目驅動以設計任務書的形式出現。通過設計任務的完成，能得到一個具體的、具有實際應用價值的機械傳動系統裝置。

（一）明確項目任務，制定任務書。確定項目主題的類型，根據主題要求提出相應的項目課題，課題圍繞教學大綱和教學目標展開，掌握機械及機械傳動裝置的一般設計方法、設計步驟，樹立正確的設計思想，培養機械設計及解決實際工程問題的能力。知道項目設計活動的基本流程，根據設計課題的特點確定設計的基本環節和核心內容。首先學會進行功能分析，確定性能參數。不同的功能會產生出完全不同的設計思想和設計方法，得出完全不同的設計方案。

（二）制訂計劃，落實時間。學生設計的項目進行分解，設計階段學緊扣教學環節。第一個階段在學習機器和零件的設計要求，方法和設計準則時，學生應該完成方案的選擇分析，原動機的選擇，系統傳動參數的分配。比如由工作機的輸出功率，考慮機械系統的效率，確定電機的功率和同步轉速，電機確定后，由傳動系統，確定傳動比的分配，確定沒根傳動軸的功率，速度和轉矩。這些基本計算參數是整個傳動裝置實現功能核心數據。第二個階段，帶傳動和齒輪傳動，學習這兩大傳動機構的特點，設計方法，學生可以根據前面參數，按照我們學習傳動機構設計方法完成項目設計傳動部分。第三個階段，軸系零部件的設計，學習軸、軸承和聯軸器，學生可以完成支撐部件的設計。第四個階段，課程結束后，學生項目也進入整理和總結階段，完善裝置和圖紙，提交成果。

（三）具體實施，解決問題。學生首先是到實驗室和工程訓練中心觀察和動手實驗，觀察和分析一個具體傳動系統結構和組成，選擇設計方案，比如帶式輸送機傳動系統方案很多，涉及到帶，齒輪和鏈等組合，請學生們羅列多組方案，組合評價，確定設計方案前必然主動學習以上機構，明確各自結構特點和工作原理，另外還要提前學習減速器的結構特點，就兩級圓柱齒輪減速器就有四種方案，還有錐齒輪和蝸桿蝸輪等多種方案。通過項目驅動教學法使學生開始進入本課程學習就建立部分和全局的觀念，明確學習的目的，端正好學習的態度。

（四）引導好學生，技巧總結。為了保證項目的順利完成，教師要求學生按照事先設計好的項目步驟完成，此部分授課中并沒詳細講解，而是要求學生在學習理論知識和實訓的基礎上進行，學生要自行分析設計結合實訓完成，實訓中要注意觀察和對結果進行分析，這就要求各小組能正確觀察機器工作中的出現的問題，并提出解決問題的具體方法。課堂教學活動中要非常注意滿足這種學生在成長過程中的需要，讓學生把完成設計任務的過程看作是取得勝利的過程，將學生置身于發現者、研究者的情境中，讓學生及時看到自己的進步，感到成功，培養自信。是項目化教學的重要環節。

（五）學生完成該項目后，應先學生之間互分析、討論，教師再進行工作總結和評價、解決實踐性知識、拓展討論，從而達到教學要求。項目設計沒有唯一的答案，沒有最好，只有更好，從三個方面：方案選擇、說明書中參數的選擇和設計;說明書中設計與校核、設計態度、能力和答辯;圖紙、軟件使等綜合評價。

四、結論

以項目驅動式的方法探索加強教學與實踐環節的結合，提升學生對工程認證、對機械和機構工作原理的深入理解，制定合理的課程目標，建立其與畢業要求間的支撐關系矩陣，進而根據課程目標優化教學內容，設計教學過程，培養學生主動學習的興趣和能力。積極申報和參與教學改革項目，有利于教學質量與教學效果的持續改進，推進教學內容和教學方法的改革，增強師生間的互動和交流。鼓勵學生將學到的知識應用到具體的課題中，提高工程實踐能力。

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