作者：張莉彥 張有忱 單位：北京化工大學(xué)機電學(xué)院

1基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)理念

在傳統(tǒng)的教學(xué)理念中，過分強調(diào)知識的傳授和灌輸，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程看作是對外部刺激的被動反應(yīng)，忽視了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，通過精心選取實際工程問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)他們主動思考，探究問題背后的理論知識及解決方法。這種教學(xué)模式，將教學(xué)過程的主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，給學(xué)生提供更寬松、更廣闊的思維空間，由此激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。當(dāng)然，教師的指導(dǎo)作用也不容忽視，首先要分析教學(xué)目標(biāo)，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生解決問題。在教學(xué)過程中為學(xué)生樹立機械產(chǎn)品設(shè)計的整體意識和工程概念，強調(diào)揭示各部分之間的聯(lián)系及在工程設(shè)計中的應(yīng)用。

2設(shè)計問題環(huán)境

2.1樹立產(chǎn)品設(shè)計的整體觀念和工程意識上好緒論課十分重要，在機械原理緒論課中，筆者以一個典型的工程機械產(chǎn)品為例，講解機械產(chǎn)品設(shè)計的全過程，提出問題，布置任務(wù)。例如，以包裝機為例，通過功能分析，分解動作，提出動作如何實現(xiàn)？運動如何實現(xiàn)？可以在課堂上提問，讓學(xué)生大膽想象；然后將這些問題作為課后作業(yè)，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，寫出認識機械的讀書筆記。同時，教師將此實例貫穿于整個教學(xué)活動中，通過裝料機構(gòu)的實現(xiàn)引出連桿機構(gòu)的設(shè)計，由熱封機構(gòu)的實現(xiàn)引出凸輪機構(gòu)的設(shè)計，還包括機械設(shè)計課程的中齒輪、軸系部件、帶傳動、螺栓連接等。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)各部分內(nèi)容時，就會有整體概念，知道這部分內(nèi)容在產(chǎn)品設(shè)計中的作用，樹立正確的設(shè)計觀念，另外，也消除了學(xué)生由于缺乏工程背景而對機械設(shè)計產(chǎn)生陌生感和恐懼感，從而盡快熟悉一般機械設(shè)計的方法、步驟，提高學(xué)習(xí)的主動性、積極性。

2.2根據(jù)專業(yè)方向設(shè)置問題環(huán)境在教學(xué)過程中，教師提出的問題應(yīng)結(jié)合學(xué)生的專業(yè)方向，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣，有利于以后的學(xué)習(xí)，而且能更早、更快地走進實驗室，接觸專業(yè)教師，培養(yǎng)工程意識。例如，結(jié)合注塑機中的合模機構(gòu)，提出如下問題：注塑機對合模機構(gòu)有哪些要求？常用的合模機構(gòu)有哪些？能否提出其他實現(xiàn)方法？學(xué)生通過查閱資料，到專業(yè)實驗室觀察，互相討論，在認識了專業(yè)機械的同時，會產(chǎn)生很多疑問，他們帶著這些疑問回到課堂中，教師因勢利導(dǎo)，引出連桿機構(gòu)的動力特性、死點、增力機構(gòu)等。以螺桿擠出機的發(fā)展為例，筆者設(shè)計的教學(xué)過程為：通過讓學(xué)生了解螺桿擠出機的發(fā)展歷史，以案例的形式分析在其發(fā)展中使用的創(chuàng)新思維及技法。學(xué)生通過查閱資料及專業(yè)書籍，向?qū)I(yè)教師請教，發(fā)現(xiàn)了從單螺桿到雙螺桿、從定螺距到變螺距等發(fā)展過程，總結(jié)了其中的創(chuàng)新技法。

2.3將驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計性實驗，學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題傳統(tǒng)實驗項目中包括很多驗證性實驗，課堂上，教師先講解基本原理，然后到實驗室驗證，學(xué)生做實驗的興趣不大，收獲也不大。在機械原理中，齒輪根切是學(xué)生較難理解的部分，我們將范成實驗教學(xué)進行了改進，先讓學(xué)生自學(xué)齒輪加工一節(jié)，自己設(shè)計實驗，通過加工不同齒數(shù)的齒輪，自己發(fā)現(xiàn)根切的問題，找出其原因。學(xué)生自己先做實驗，對所學(xué)的知識有了直觀認識，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，再回到課堂上學(xué)習(xí)，就會對新知識深刻理解而且容易掌握。

2.4結(jié)合課程設(shè)計提出問題將實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)緊密結(jié)合，會產(chǎn)生事半功倍的效果。課程設(shè)計是學(xué)生綜合應(yīng)用學(xué)過的機械基礎(chǔ)系列課程知識，解決工程設(shè)計問題，它最貼近工程實際，是培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新設(shè)計能力的重要環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學(xué)生機械產(chǎn)品設(shè)計的整體意識，我們已經(jīng)將機械原理和機械設(shè)計的課程設(shè)計合二為一，學(xué)生需要完成從產(chǎn)品的功能分析、原理實現(xiàn)、執(zhí)行機構(gòu)的選型構(gòu)型，到傳動方案的制訂、傳動零部件的強度計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計的機械產(chǎn)品設(shè)計全過程，再到編制計算說明書，繪制機械系統(tǒng)運動方案簡圖、傳動部件裝配圖、典型零件工作圖等全過程的學(xué)習(xí)。這樣帶來的問題是間隔時間長，學(xué)生在前面學(xué)習(xí)的知識有的忘記了，再加上沒有現(xiàn)成的步驟可以參考，等靠現(xiàn)象嚴(yán)重、前松后緊，質(zhì)量難以保證。針對這種情況，我們將課程設(shè)計題目作為問題提前布置給學(xué)生，前面提到的包裝機就是我們課程設(shè)計的題目之一。在課程開始時，學(xué)生就明確了課程設(shè)計的任務(wù)，要解決的問題，授課的過程變成了解決問題的過程。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性被調(diào)動起來，提問的多了，提出的想法也多了，達到了預(yù)期的目的。

2.5結(jié)合學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動提出問題問題的提出還可以結(jié)合學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動，特別是兩年一次的大學(xué)生機械創(chuàng)新大賽。盡早將主題發(fā)布給學(xué)生，并展開討論，在機械創(chuàng)新設(shè)計課上作為大作業(yè)，完成方案設(shè)計，評比后優(yōu)秀的方案可以作為課程設(shè)計的自選題目，在課程設(shè)計期間繼續(xù)完善并準(zhǔn)備參加大賽。通過這樣長時間的醞釀準(zhǔn)備、教師引導(dǎo)、規(guī)范訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且這些意識不再是模糊一片，學(xué)生知道如何捕捉這些創(chuàng)意，如何記錄、表達、實現(xiàn)這些創(chuàng)意。因此，學(xué)生的創(chuàng)新作品設(shè)計新穎，并且緊密結(jié)合所學(xué)知識，設(shè)計方法完整規(guī)范，在創(chuàng)新大賽中取得了好成績，如在第一屆全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲一等獎一項，第二屆獲二等獎兩項，第三屆獲一等獎一項。

3對教師的要求

采用PBL教學(xué)模式要求教師必須具有很豐富的工程經(jīng)驗，厚積薄發(fā)，才能設(shè)計出針對性強的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生全面深入地理解知識，靈活應(yīng)用，解決問題。因此教師必須積極參加相關(guān)的科研活動，深入工程實踐，提高自身的工程素質(zhì)，積累工程案例，并與基本教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，這樣才能講得更深、更透，學(xué)生也更有學(xué)習(xí)興趣。如果教師沒有合適的科研項目，可以進入實驗室動手完成實驗項目，深入研究，積極改進，也能從中積累工程經(jīng)驗。另外，實驗設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢修都是很好的實踐活動。只要教師具有了工程意識，處處留心，就會積累很多實踐工程案例。

4結(jié)束語

基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式已經(jīng)過幾年實踐，打破了原來灌輸式、被動學(xué)習(xí)的模式，受到學(xué)生的普遍歡迎，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自覺性，培養(yǎng)和挖掘了他們潛在的創(chuàng)新能力。另外，學(xué)生更加熱愛機械專業(yè)，樹立了機械設(shè)計的總體意識，增強了工程素質(zhì)，完成了從基礎(chǔ)課到專業(yè)課的過渡。這種模式對學(xué)生提出了更高的要求，要投入更多的時間、精力，查閱資料，主動思考。