PDCA 模式下高職“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

田 川，董歡歡

（陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞 721001）

0 引言

近年來(lái)，打造職業(yè)教育“金課堂”，充分發(fā)揮課堂育人在“三全育人”中的突出作用被放到了更加重要的位置[1]。“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程作為高職裝備制造大類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，其主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法等，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、工程技術(shù)素質(zhì)和職業(yè)道德修養(yǎng)[2-3]。該課程是學(xué)生從理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)向?qū)嵺`性較強(qiáng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)的過(guò)渡課程，具有實(shí)踐性強(qiáng)、獨(dú)立性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、涉及面廣等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”的單一教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)代背景下人才培養(yǎng)需求，且與該課程的性質(zhì)及高職學(xué)生的學(xué)情不相匹配，不能有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。PDCA 簡(jiǎn)稱“戴明循環(huán)”，是有效的全過(guò)程質(zhì)量管理模型，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程管理、教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)研究等各方面。PDCA 分為了規(guī)劃設(shè)計(jì)（Plan）、過(guò)程實(shí)施（Do）、效果評(píng)價(jià)（Check）和總結(jié)改進(jìn)（Action）等四個(gè)階段。依照事物發(fā)展的規(guī)律，通過(guò)構(gòu)建PDCA 循環(huán)，實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)的質(zhì)量螺旋上升。將PDCA 引入高職“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程改革中，可以充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用，為有效提升課程教學(xué)質(zhì)量提供科學(xué)路徑和有力保障。

1 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段（Plan）

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是借助SWOT 分析法深刻剖析與“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)相關(guān)學(xué)生、教師、教材、資源等的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、存在的風(fēng)險(xiǎn)、機(jī)會(huì)，通過(guò)“強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)、削弱劣勢(shì)、把握機(jī)會(huì)、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)”的思路，提出針對(duì)課程學(xué)習(xí)“跳一跳夠得著”的目標(biāo)。同時(shí)，充分調(diào)研行業(yè)、企業(yè)最新人才培養(yǎng)需求，在課程國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上形成具有本校育人特色的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程標(biāo)準(zhǔn)，在課程標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中可以借鑒SMART 原則，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是否具體、是否可衡量、是否可達(dá)到、是否相關(guān)聯(lián)、是否有時(shí)限要求等，以保證標(biāo)準(zhǔn)作為實(shí)施規(guī)范的可操作性、可檢驗(yàn)性。

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程以“典型機(jī)構(gòu)”和“通用零件”兩大知識(shí)模塊為基礎(chǔ)，將機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、磨損與失效、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行、分析計(jì)算等融入課程內(nèi)容，形成課程知識(shí)脈絡(luò)。在教學(xué)手段方面，充分發(fā)揮信息化技術(shù)、精品在線課程資源和三維仿真軟件等工具，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、突出教學(xué)重點(diǎn)、破解教學(xué)難點(diǎn)，形成以“線上自主學(xué)習(xí)+線下問(wèn)題導(dǎo)向+綜合實(shí)踐應(yīng)用”的特色融合教學(xué)模式。

2 過(guò)程實(shí)施階段（Do）

課程教學(xué)實(shí)施階段主要是按照課前、課中、課后三個(gè)階段進(jìn)行課程任務(wù)分解落實(shí)，達(dá)成課程教學(xué)育人目標(biāo)。由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程知識(shí)點(diǎn)的相對(duì)分散、知識(shí)連貫性不強(qiáng)、對(duì)學(xué)生運(yùn)用抽象思維要求較高等原因，傳統(tǒng)固有思維方法所確定的課程教學(xué)目標(biāo)任務(wù)難免遺漏、交叉、科學(xué)性有待提高。思維導(dǎo)圖方法由于其形象化、交互強(qiáng)、發(fā)散廣等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于課程教學(xué)中[4]。因此，可以將思維導(dǎo)圖方法應(yīng)用于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程實(shí)施全過(guò)程。以“‘機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)’緒論部分知識(shí)點(diǎn)”為例進(jìn)行的思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)，如圖1 所示。

圖1 “‘機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)’緒論部分知識(shí)點(diǎn)”思維導(dǎo)圖

2.1 課前

課前，教師梳理課程教學(xué)重難點(diǎn)、挖掘課程思政元素、設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)生利用線上開放教學(xué)資源、微課視頻等開展自主預(yù)習(xí)，并按照課程學(xué)習(xí)任務(wù)的自學(xué)掌握理解情況繪制知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生在教學(xué)過(guò)程的參與性和主動(dòng)性。表1 為以“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”機(jī)構(gòu)的自由度知識(shí)點(diǎn)”為例進(jìn)行的課前設(shè)計(jì)。

表1 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”機(jī)構(gòu)的自由度知識(shí)點(diǎn)課前設(shè)計(jì)

2.2 課中

課中，以教師梳理的課程教學(xué)重難點(diǎn)和前期學(xué)生自學(xué)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮“學(xué)生主體”作用，引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合對(duì)思維導(dǎo)圖的優(yōu)化和補(bǔ)充進(jìn)一步完善知識(shí)體系。同時(shí)，積極利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)頭腦風(fēng)暴、小組討論、課堂演練等豐富課堂活動(dòng)，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、活躍課堂氛圍。針對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中機(jī)構(gòu)自由度、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等教學(xué)重難點(diǎn)，借助三維仿真技術(shù)有針對(duì)性的開發(fā)相關(guān)動(dòng)畫、視頻、微課等資源，系統(tǒng)化的破解教學(xué)重難點(diǎn)。在有關(guān)機(jī)械系統(tǒng)性設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等教學(xué)過(guò)程中，將歷屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽經(jīng)典案例引入課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與大賽的銜接，培養(yǎng)學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)新思維。

2.3 課后

課后，為了進(jìn)一步做好知識(shí)點(diǎn)的查漏補(bǔ)缺，一是通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布課后線上作業(yè)，線上作業(yè)以多選、單選、判斷、填空等題型為主，通過(guò)練習(xí)，讓學(xué)生快速夯實(shí)課程基礎(chǔ)知識(shí)；二是以學(xué)習(xí)小組為單元布置線下實(shí)踐作業(yè)，線下作業(yè)以項(xiàng)目調(diào)研、綜合設(shè)計(jì)、問(wèn)題探究等形式為主，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；三是引導(dǎo)學(xué)生完善形成課程最終思維導(dǎo)圖并在學(xué)生之間進(jìn)行分享學(xué)習(xí)，進(jìn)一步增強(qiáng)知識(shí)的“舉一反三”和學(xué)生的發(fā)散思維能力。例如，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中四桿機(jī)構(gòu)部分知識(shí)點(diǎn)的課后作業(yè)設(shè)計(jì)，可包括三種形式：一是以“四桿機(jī)構(gòu)的類型有哪些？四桿機(jī)構(gòu)中各桿件的名稱是什么？”等題型的線上強(qiáng)基作業(yè)；二是以“小組為單元，利用木棍、圖釘?shù)仁诌叢牧显O(shè)計(jì)出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)和雙曲柄機(jī)構(gòu)，探索它們的特點(diǎn)”等類似的線下實(shí)踐作業(yè)；三是以“完成四桿機(jī)構(gòu)部分的思維導(dǎo)圖并與同學(xué)分享，互相學(xué)習(xí)、查漏補(bǔ)缺”的分享學(xué)習(xí)作業(yè)。

3 效果評(píng)價(jià)階段（Check）

課程教學(xué)質(zhì)量的落腳點(diǎn)就是通過(guò)課程實(shí)施后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、改進(jìn)問(wèn)題，以保證課程教學(xué)育人質(zhì)量的螺旋上升。“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程結(jié)合課程特點(diǎn)可以采用“師評(píng)+互評(píng)”“過(guò)程性評(píng)價(jià)+結(jié)果性評(píng)價(jià)”等方式相結(jié)合的評(píng)價(jià)模式。同時(shí)，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題。通過(guò)實(shí)施發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，如何診斷問(wèn)題的原因是改進(jìn)解決問(wèn)題的前提。為了減少分析問(wèn)題解決問(wèn)題的盲目性，可以引入魚骨圖根原因分析法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行剖析。魚骨圖根原因分析方法是一種把與某個(gè)問(wèn)題有關(guān)的所有知識(shí)組織起來(lái)并用圖形加以描述的工具[5]。魚骨圖的基本構(gòu)成包含了魚頭（表示需要解決的問(wèn)題）、主骨（連接作用）、大骨（表示出現(xiàn)問(wèn)題的原因類別）、中骨（表示某個(gè)原因類別中的第二層原因）、小骨（表示第三層原因）。以“‘機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)’課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量低”問(wèn)題為例分析建構(gòu)魚骨圖模型，如圖2 所示。

圖2 “‘機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)’課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量低”的魚骨模型

4 總結(jié)改進(jìn)階段（Action）

分析得到課程教學(xué)問(wèn)題的原因后，如何獲得解決問(wèn)題的理想解是課程總結(jié)改進(jìn)階段的核心。傳統(tǒng)依靠教師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的改進(jìn)策略缺乏一定的創(chuàng)新性和系統(tǒng)性，改進(jìn)效果不明顯。TRIZ 理論被譯為“發(fā)明問(wèn)題解決理論”，其包含的問(wèn)題解決工具有：沖突解決原理、物場(chǎng)分析、科學(xué)效應(yīng)庫(kù)、系統(tǒng)進(jìn)化法則、ARIZ 方法等，這些工具已被廣泛應(yīng)用于技術(shù)領(lǐng)域、管理領(lǐng)域和教學(xué)領(lǐng)域[6-7]。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析，可以利用TRIZ 理論提供的工具開展問(wèn)題的程式化解決過(guò)程。基本流程是：首先將課程診斷得到的初始問(wèn)題描述為TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題；其次再按照標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的類型使用具體工具得到TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的解；最后，按照TRIZ 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的解決思路及案例演繹推理出初始問(wèn)題的解。利用TRIZ理論工具開展課程問(wèn)題改進(jìn)的具體實(shí)施流程可參考文獻(xiàn)[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程作為高職裝備制造類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)質(zhì)量的提升和教學(xué)手段的改革作用重大。將PDCA 循環(huán)引入“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)，提出了應(yīng)用SWOT 分析、SMART 原則確定課程目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用思維導(dǎo)圖方法實(shí)施教學(xué)任務(wù)落實(shí)，應(yīng)用魚骨圖根原因分析模型診斷教學(xué)問(wèn)題，應(yīng)用發(fā)明問(wèn)題解決理論TRIZ 等進(jìn)行教學(xué)問(wèn)題的創(chuàng)新改進(jìn)的方法，形成了“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程全過(guò)程的改革思路，加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力，建立了課程教學(xué)的內(nèi)部質(zhì)量保證體系，這對(duì)于推動(dòng)相關(guān)課程的改革提供了有益參考。