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摘要：為進(jìn)一步提升課程機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，構(gòu)建良好的課程教學(xué)體系。分析了某學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，指出了目前教學(xué)中存在的弊端。提出了基于PBL模式的課程教學(xué)改革方式。從知識(shí)點(diǎn)的離散化、知識(shí)點(diǎn)與項(xiàng)目的結(jié)合及項(xiàng)目的開(kāi)展形式3個(gè)維度提出了實(shí)現(xiàn)措施。最后就該教學(xué)模式開(kāi)展了2個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)果表明，采用PBL模式下的班級(jí)，從學(xué)生學(xué)習(xí)輸出、學(xué)習(xí)體驗(yàn)及教學(xué)評(píng)價(jià)均要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式下的班級(jí)教學(xué)效果。說(shuō)明PBL的教學(xué)模式是與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)相適應(yīng)的，可以圍繞該模式繼續(xù)進(jìn)行人才培養(yǎng)方案的完善。

關(guān)鍵詞：PBL模式；機(jī)械設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；教學(xué)效果

在國(guó)家大力推行新工科的背景下，對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革顯得勢(shì)在必行。原因在于，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，課堂教學(xué)以講授為主，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是被動(dòng)的。如此一來(lái)，隨著課堂教學(xué)時(shí)間的深入，知識(shí)的抽象性越來(lái)越高，學(xué)生課堂上的專(zhuān)注度、知識(shí)吸收率等呈嚴(yán)重下降的趨勢(shì)。以機(jī)械設(shè)計(jì)課程為例，通過(guò)對(duì)近3年本院部分機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，74%的學(xué)生覺(jué)得課堂上教師講解的知識(shí)比較抽象，難以理解；57%的學(xué)生覺(jué)得雖然通過(guò)了期末考試，但是對(duì)于課堂所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)、定義相當(dāng)模糊，且學(xué)習(xí)的內(nèi)容基本上未達(dá)到后續(xù)知識(shí)應(yīng)用的程度，以至于學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)后，專(zhuān)業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力未能體現(xiàn)出來(lái)，企業(yè)會(huì)花較長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行重塑，過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，如何解決機(jī)械設(shè)計(jì)課程中存在的弊端，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，在課程教學(xué)中，體系化訓(xùn)練學(xué)生的能力，讓學(xué)生能夠更好地適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，這是值得探索的問(wèn)題。對(duì)于上述教學(xué)中存在的痛點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的許多高校做了大量的研究。例如：文獻(xiàn)[1]在課堂教學(xué)中，通過(guò)增加“說(shuō)與做”、“教與評(píng)”等環(huán)節(jié)，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了修正，提升了學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)效率；文獻(xiàn)[2]以學(xué)生注意力為出發(fā)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了注意力分析模型，推進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的主動(dòng)性；文獻(xiàn)[3]以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，采用主動(dòng)學(xué)習(xí)和多學(xué)科融合項(xiàng)目的方式，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，以項(xiàng)目的形式主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)體系；文獻(xiàn)[4]在PBL的教學(xué)模式下，學(xué)生的各項(xiàng)能力輸出均得到了比較顯著的提升。綜上所述，上述研究均是以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性為出發(fā)點(diǎn)，以學(xué)生的能力提升為培養(yǎng)目標(biāo)，以項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的基本措施。因此，本文在機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)改革中，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的不足之處進(jìn)行變革，以能力為輸出目標(biāo)，采用PBL教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的主動(dòng)參與性，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的穩(wěn)步提升。

1PBL教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)措施

PBL（ProjectBasedLearning）教學(xué)模式是基于項(xiàng)目的課堂教學(xué)模式，即在課堂教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)多樣化的項(xiàng)目操作，來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的掌握和應(yīng)用。該模式是以學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等為培養(yǎng)目標(biāo)的一種教學(xué)范式。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，主要根據(jù)課程大綱的內(nèi)容、教材的知識(shí)點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握要求來(lái)制定PBL教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)措施。因此，結(jié)合本院機(jī)械專(zhuān)業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的特點(diǎn)，主要采取的實(shí)現(xiàn)措施從3個(gè)維度出發(fā)，具體如圖1所示。1）知識(shí)點(diǎn)離散化。該環(huán)節(jié)為PBL實(shí)現(xiàn)的前步驟，即通過(guò)分析教學(xué)大綱的要求及教材的內(nèi)容分布，將機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)或知識(shí)體系劃分成若干離散的部分[5]，如機(jī)械配合知識(shí)體系、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)知識(shí)體系、焊接知識(shí)體系等[6]。知識(shí)體系之間雖然是離散的，但是可以通過(guò)綜合項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。2）知識(shí)點(diǎn)與項(xiàng)目的結(jié)合。針對(duì)離散化的知識(shí)點(diǎn)或知識(shí)體系，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目操作中應(yīng)用該知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)主動(dòng)實(shí)踐的方式，完成知識(shí)的內(nèi)化。例如：對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的知識(shí)體系而言，可以讓學(xué)生開(kāi)展某三級(jí)齒輪傳動(dòng)減速器的傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)生在項(xiàng)目開(kāi)展中，通過(guò)齒輪的類(lèi)型選擇、傳動(dòng)比的計(jì)算與確定、齒數(shù)的確定等操作，將傳動(dòng)系統(tǒng)的知識(shí)體系應(yīng)用并掌握。3）項(xiàng)目的開(kāi)展形式。在PBL的教學(xué)模式中，項(xiàng)目的開(kāi)展形式是多樣化的，包括課堂微型項(xiàng)目、課后綜合項(xiàng)目、討論、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)行等形式[7]。主要圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)成果來(lái)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保學(xué)生能力得到有效的訓(xùn)練。

2PBL教學(xué)模式的教學(xué)實(shí)踐

為進(jìn)一步論證機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)實(shí)踐效果，本文開(kāi)展了2個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，其中：第一學(xué)期還是采取傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)對(duì)象定義為A班級(jí)；第二學(xué)期采取PBL的教學(xué)模式進(jìn)行，教學(xué)對(duì)象定義為B班級(jí)。教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)比較二者的綜合教學(xué)效果，作為評(píng)價(jià)PBL教學(xué)模式的依據(jù)。當(dāng)兩個(gè)班級(jí)分別完成一學(xué)期的課程教學(xué)任務(wù)后，從學(xué)生學(xué)習(xí)輸出、學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查、教學(xué)評(píng)價(jià)3個(gè)維度進(jìn)行比較，如圖2所示。從而判斷PBL的教學(xué)模式是否與機(jī)械設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)相適應(yīng)。其中，學(xué)生學(xué)習(xí)輸出情況如表1所示。從表1所示的學(xué)生學(xué)習(xí)輸出來(lái)看，兩種模式下兩個(gè)班的成績(jī)均符合正態(tài)分布規(guī)律，這與高校普遍考試成績(jī)分布規(guī)律相一致[8]。但是，從二者各個(gè)層級(jí)的學(xué)生占比來(lái)看，B班學(xué)生的優(yōu)秀段、良好段學(xué)生占比均高于A班學(xué)生，且整體合格率而言，B班為88%，A班為71%。從這個(gè)方面來(lái)看，采用PBL教學(xué)模式后，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中掌握并應(yīng)用知識(shí)，B班對(duì)知識(shí)掌握的程度要優(yōu)于A班的傳統(tǒng)教學(xué)模式。同時(shí)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)側(cè)重于理論學(xué)習(xí)、公式推導(dǎo)及計(jì)算等環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)作品主要依賴(lài)于自身的興趣，并于課后完成。因此，A班的學(xué)生創(chuàng)意作品數(shù)量?jī)H有3件，而對(duì)于B班而言，由于項(xiàng)目已經(jīng)滲透于課堂教學(xué)中，故學(xué)生要完成學(xué)習(xí)任務(wù)，必須完成創(chuàng)意作品的設(shè)計(jì)和制作，因此從這個(gè)方面的輸出來(lái)看，B班要遠(yuǎn)多于A班。除學(xué)生輸出外，對(duì)于學(xué)習(xí)體驗(yàn)的問(wèn)卷調(diào)查也是重要的教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此，本文以能力輸出為目標(biāo)，采用李克特量表法[9-10]對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)能力進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。部分問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果如表2~表3所示。從學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)來(lái)看，無(wú)論是實(shí)踐動(dòng)手能力還是創(chuàng)新能力，A班的學(xué)生對(duì)于自己能力提升的認(rèn)同度都比較小。完成一學(xué)期的學(xué)習(xí)后，A班高達(dá)47%的學(xué)生認(rèn)為自己的實(shí)踐動(dòng)手能力沒(méi)有提升，64%的學(xué)生認(rèn)為自己的創(chuàng)新能力完全沒(méi)有提升。相比之下，B班認(rèn)為自己實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力沒(méi)有提升的學(xué)生占比為37%和43%，盡管該數(shù)據(jù)也并非較低的水平，但是遠(yuǎn)低于A班。因此，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，采用PBL教學(xué)模式的B班要優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的A班。對(duì)于課程的教學(xué)評(píng)價(jià)，采用學(xué)生評(píng)價(jià)、專(zhuān)家評(píng)價(jià)相結(jié)合的形式，評(píng)價(jià)的滿(mǎn)分為100分，具體情況如表4所示。從課程的教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，無(wú)論是學(xué)生評(píng)價(jià)還是專(zhuān)家評(píng)價(jià)，B班的分?jǐn)?shù)都要高于A班的分?jǐn)?shù)，因此，從課程教學(xué)的綜合評(píng)價(jià)情況來(lái)看，B班也遠(yuǎn)高于A班。這表明，無(wú)論是學(xué)生還是教學(xué)專(zhuān)家，對(duì)于PBL模式下的課程教學(xué)認(rèn)同度要高于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。綜上所述，從學(xué)生的學(xué)習(xí)輸出、學(xué)習(xí)體驗(yàn)及課程教學(xué)評(píng)價(jià)3個(gè)維度來(lái)看，采取PBL教學(xué)模式下的B班各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)要優(yōu)于傳統(tǒng)模式下的A班，該結(jié)果表明在機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中，PBL的教學(xué)模式與該課程特點(diǎn)的匹配度較高，通過(guò)PBL的教學(xué)改革措施的實(shí)施，基本達(dá)到了預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)。

3結(jié)論

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)而言，傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在課程內(nèi)容抽象、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效率低下等問(wèn)題。因此，本課題采取PBL的教學(xué)模式，將項(xiàng)目應(yīng)用于課堂教學(xué)之中，從學(xué)生的輸出、學(xué)習(xí)體驗(yàn)及教學(xué)評(píng)價(jià)3個(gè)方面的結(jié)果來(lái)看，課堂教學(xué)的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)效果。這說(shuō)明PBL的模式應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中是可行的，能夠達(dá)到良好的教學(xué)效果。同時(shí)，雖然教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)模式，但也可以看出，在教學(xué)實(shí)踐中，部分?jǐn)?shù)據(jù)指標(biāo)并非最優(yōu)。因此，下一步的工作，將圍繞該模式進(jìn)行培養(yǎng)方案的持續(xù)完善，達(dá)到不斷優(yōu)化教學(xué)效果的目的。

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作者：秦艷 單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 淮安生物工程分院