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摘要：為進一步提升課程機械設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，構(gòu)建良好的課程教學(xué)體系。分析了某學(xué)院機械設(shè)計課程的教學(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。從知識點的離散化、知識點與項目的結(jié)合及項目的開展形式3個維度提出了實現(xiàn)措施。最后就該教學(xué)模式開展了2個學(xué)期的教學(xué)實踐，結(jié)果表明，采用PBL模式下的班級，從學(xué)生學(xué)習輸出、學(xué)習體驗及教學(xué)評價均要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式下的班級教學(xué)效果。說明PBL的教學(xué)模式是與機械設(shè)計課程的特點相適應(yīng)的，可以圍繞該模式繼續(xù)進行人才培養(yǎng)方案的完善。

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

在國家大力推行新工科的背景下，對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進行改革顯得勢在必行。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)習過程是被動的。如此一來，隨著課堂教學(xué)時間的深入，知識的抽象性越來越高，學(xué)生課堂上的專注度、知識吸收率等呈嚴重下降的趨勢。以機械設(shè)計課程為例，通過對近3年本院部分機械專業(yè)的學(xué)生進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，74%的學(xué)生覺得課堂上教師講解的知識比較抽象，難以理解；57%的學(xué)生覺得雖然通過了期末考試，但是對于課堂所學(xué)的知識點、定義相當模糊，且學(xué)習的內(nèi)容基本上未達到后續(xù)知識應(yīng)用的程度，以至于學(xué)生畢業(yè)進入企業(yè)后，專業(yè)知識的應(yīng)用能力未能體現(xiàn)出來，企業(yè)會花較長的時間對其進行重塑，過程費時費力。因此，如何解決機械設(shè)計課程中存在的弊端，提升學(xué)生的學(xué)習效率，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，這是值得探索的問題。對于上述教學(xué)中存在的痛點，國內(nèi)的許多高校做了大量的研究。例如：文獻[1]在課堂教學(xué)中，通過增加“說與做”、“教與評”等環(huán)節(jié)，對傳統(tǒng)教學(xué)模式進行了修正，提升了學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習效率；文獻[2]以學(xué)生注意力為出發(fā)點，開發(fā)了注意力分析模型，推進了學(xué)生學(xué)習過程的主動性；文獻[3]以學(xué)生學(xué)習成果為導(dǎo)向，采用主動學(xué)習和多學(xué)科融合項目的方式，讓學(xué)生在課堂學(xué)習中，以項目的形式主動構(gòu)建知識體系；文獻[4]在PBL的教學(xué)模式下，學(xué)生的各項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)習主動性為出發(fā)點，以學(xué)生的能力提升為培養(yǎng)目標，以項目為實現(xiàn)教學(xué)改革的基本措施。因此，本文在機械設(shè)計的課程教學(xué)改革中，對傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的不足之處進行變革，以能力為輸出目標，采用PBL教學(xué)模式，促進學(xué)生在課堂學(xué)習中的主動參與性，實現(xiàn)學(xué)習效率的穩(wěn)步提升。

1PBL教學(xué)模式的實現(xiàn)措施

PBL（ProjectBasedLearning）教學(xué)模式是基于項目的課堂教學(xué)模式，即在課堂教學(xué)中，學(xué)生通過多樣化的項目操作，來實現(xiàn)知識的掌握和應(yīng)用。該模式是以學(xué)生實踐動手能力、創(chuàng)新能力等為培養(yǎng)目標的一種教學(xué)范式。在機械設(shè)計課程教學(xué)中，主要根據(jù)課程大綱的內(nèi)容、教材的知識點及培養(yǎng)目標，針對學(xué)生對知識的掌握要求來制定PBL教學(xué)模式的實現(xiàn)措施。因此，結(jié)合本院機械專業(yè)在機械設(shè)計課程教學(xué)中的特點，主要采取的實現(xiàn)措施從3個維度出發(fā)，具體如圖1所示。1）知識點離散化。該環(huán)節(jié)為PBL實現(xiàn)的前步驟，即通過分析教學(xué)大綱的要求及教材的內(nèi)容分布，將機械設(shè)計課程教學(xué)的知識點或知識體系劃分成若干離散的部分[5]，如機械配合知識體系、傳動機構(gòu)知識體系、焊接知識體系等[6]。知識體系之間雖然是離散的，但是可以通過綜合項目來進行關(guān)聯(lián)。2）知識點與項目的結(jié)合。針對離散化的知識點或知識體系，設(shè)計對應(yīng)的項目，讓學(xué)生在項目操作中應(yīng)用該知識點，通過主動實踐的方式，完成知識的內(nèi)化。例如：對于傳動機構(gòu)的知識體系而言，可以讓學(xué)生開展某三級齒輪傳動減速器的傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計，學(xué)生在項目開展中，通過齒輪的類型選擇、傳動比的計算與確定、齒數(shù)的確定等操作，將傳動系統(tǒng)的知識體系應(yīng)用并掌握。3）項目的開展形式。在PBL的教學(xué)模式中，項目的開展形式是多樣化的，包括課堂微型項目、課后綜合項目、討論、團隊協(xié)作、構(gòu)思、設(shè)計、制作、運行等形式[7]。主要圍繞學(xué)生學(xué)習成果來設(shè)計項目的各個環(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)實踐

為進一步論證機械設(shè)計的課程教學(xué)實踐效果，本文開展了2個學(xué)期的教學(xué)實踐，其中：第一學(xué)期還是采取傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)對象定義為A班級；第二學(xué)期采取PBL的教學(xué)模式進行，教學(xué)對象定義為B班級。教學(xué)實踐中，通過比較二者的綜合教學(xué)效果，作為評價PBL教學(xué)模式的依據(jù)。當兩個班級分別完成一學(xué)期的課程教學(xué)任務(wù)后，從學(xué)生學(xué)習輸出、學(xué)生問卷調(diào)查、教學(xué)評價3個維度進行比較，如圖2所示。從而判斷PBL的教學(xué)模式是否與機械設(shè)計的課程特點相適應(yīng)。其中，學(xué)生學(xué)習輸出情況如表1所示。從表1所示的學(xué)生學(xué)習輸出來看，兩種模式下兩個班的成績均符合正態(tài)分布規(guī)律，這與高校普遍考試成績分布規(guī)律相一致[8]。但是，從二者各個層級的學(xué)生占比來看，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%。從這個方面來看，采用PBL教學(xué)模式后，學(xué)生在項目實踐中掌握并應(yīng)用知識，B班對知識掌握的程度要優(yōu)于A班的傳統(tǒng)教學(xué)模式。同時，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，機械設(shè)計課程的教學(xué)側(cè)重于理論學(xué)習、公式推導(dǎo)及計算等環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)用知識點設(shè)計相關(guān)作品主要依賴于自身的興趣，并于課后完成。因此，A班的學(xué)生創(chuàng)意作品數(shù)量僅有3件，而對于B班而言，由于項目已經(jīng)滲透于課堂教學(xué)中，故學(xué)生要完成學(xué)習任務(wù)，必須完成創(chuàng)意作品的設(shè)計和制作，因此從這個方面的輸出來看，B班要遠多于A班。除學(xué)生輸出外，對于學(xué)習體驗的問卷調(diào)查也是重要的教學(xué)評價指標。因此，本文以能力輸出為目標，采用李克特量表法[9-10]對學(xué)生的各項能力進行問卷調(diào)查。部分問卷調(diào)查結(jié)果如表2~表3所示。從學(xué)生的學(xué)習體驗來看，無論是實踐動手能力還是創(chuàng)新能力，A班的學(xué)生對于自己能力提升的認同度都比較小。完成一學(xué)期的學(xué)習后，A班高達47%的學(xué)生認為自己的實踐動手能力沒有提升，64%的學(xué)生認為自己的創(chuàng)新能力完全沒有提升。相比之下，B班認為自己實踐動手能力和創(chuàng)新能力沒有提升的學(xué)生占比為37%和43%，盡管該數(shù)據(jù)也并非較低的水平，但是遠低于A班。因此，根據(jù)學(xué)生學(xué)習體驗的結(jié)果來看，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。對于課程的教學(xué)評價，采用學(xué)生評價、專家評價相結(jié)合的形式，評價的滿分為100分，具體情況如表4所示。從課程的教學(xué)評價結(jié)果來看，無論是學(xué)生評價還是專家評價，B班的分數(shù)都要高于A班的分數(shù)，因此，從課程教學(xué)的綜合評價情況來看，B班也遠高于A班。這表明，無論是學(xué)生還是教學(xué)專家，對于PBL模式下的課程教學(xué)認同度要高于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。綜上所述，從學(xué)生的學(xué)習輸出、學(xué)習體驗及課程教學(xué)評價3個維度來看，采取PBL教學(xué)模式下的B班各項數(shù)據(jù)指標要優(yōu)于傳統(tǒng)模式下的A班，該結(jié)果表明在機械設(shè)計的課程教學(xué)中，PBL的教學(xué)模式與該課程特點的匹配度較高，通過PBL的教學(xué)改革措施的實施，基本達到了預(yù)期的培養(yǎng)目標。

3結(jié)論

對于機械設(shè)計的課程教學(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)習興趣不高、學(xué)習效率低下等問題。因此，本課題采取PBL的教學(xué)模式，將項目應(yīng)用于課堂教學(xué)之中，從學(xué)生的輸出、學(xué)習體驗及教學(xué)評價3個方面的結(jié)果來看，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。這說明PBL的模式應(yīng)用于機械設(shè)計的課程教學(xué)中是可行的，能夠達到良好的教學(xué)效果。同時，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)實踐中，部分數(shù)據(jù)指標并非最優(yōu)。因此，下一步的工作，將圍繞該模式進行培養(yǎng)方案的持續(xù)完善，達到不斷優(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