问题式学习的教学观念综述

问题式学习的教学观念综述

作者:张莉彦 张有忱 单位:北京化工大学机电学院

1基于问题式学习的教学理念

在传统的教学理念中,过分强调知识的传授和灌输,将学生的学习过程看作是对外部刺激的被动反应,忽视了学生自主学习能力及创新能力的培养。基于问题式学习的教学模式,通过精心选取实际工程问题,激发学生的兴趣,引导他们主动思考,探究问题背后的理论知识及解决方法。这种教学模式,将教学过程的主体由教师转变为学生,充分调动学生的自主学习能力,给学生提供更宽松、更广阔的思维空间,由此激发他们的创新意识,培养创新能力。当然,教师的指导作用也不容忽视,首先要分析教学目标,提出问题,启发引导学生解决问题。在教学过程中为学生树立机械产品设计的整体意识和工程概念,强调揭示各部分之间的联系及在工程设计中的应用。

2设计问题环境

2.1树立产品设计的整体观念和工程意识上好绪论课十分重要,在机械原理绪论课中,笔者以一个典型的工程机械产品为例,讲解机械产品设计的全过程,提出问题,布置任务。例如,以包装机为例,通过功能分析,分解动作,提出动作如何实现?运动如何实现?可以在课堂上提问,让学生大胆想象;然后将这些问题作为课后作业,让学生查阅相关资料,写出认识机械的读书笔记。同时,教师将此实例贯穿于整个教学活动中,通过装料机构的实现引出连杆机构的设计,由热封机构的实现引出凸轮机构的设计,还包括机械设计课程的中齿轮、轴系部件、带传动、螺栓连接等。这样,学生在学习各部分内容时,就会有整体概念,知道这部分内容在产品设计中的作用,树立正确的设计观念,另外,也消除了学生由于缺乏工程背景而对机械设计产生陌生感和恐惧感,从而尽快熟悉一般机械设计的方法、步骤,提高学习的主动性、积极性。

2.2根据专业方向设置问题环境在教学过程中,教师提出的问题应结合学生的专业方向,这样不仅能激发学生对本专业的兴趣,有利于以后的学习,而且能更早、更快地走进实验室,接触专业教师,培养工程意识。例如,结合注塑机中的合模机构,提出如下问题:注塑机对合模机构有哪些要求?常用的合模机构有哪些?能否提出其他实现方法?学生通过查阅资料,到专业实验室观察,互相讨论,在认识了专业机械的同时,会产生很多疑问,他们带着这些疑问回到课堂中,教师因势利导,引出连杆机构的动力特性、死点、增力机构等。以螺杆挤出机的发展为例,笔者设计的教学过程为:通过让学生了解螺杆挤出机的发展历史,以案例的形式分析在其发展中使用的创新思维及技法。学生通过查阅资料及专业书籍,向专业教师请教,发现了从单螺杆到双螺杆、从定螺距到变螺距等发展过程,总结了其中的创新技法。

2.3将验证性实验转变为设计性实验,学生自己发现问题传统实验项目中包括很多验证性实验,课堂上,教师先讲解基本原理,然后到实验室验证,学生做实验的兴趣不大,收获也不大。在机械原理中,齿轮根切是学生较难理解的部分,我们将范成实验教学进行了改进,先让学生自学齿轮加工一节,自己设计实验,通过加工不同齿数的齿轮,自己发现根切的问题,找出其原因。学生自己先做实验,对所学的知识有了直观认识,激发了学习兴趣,再回到课堂上学习,就会对新知识深刻理解而且容易掌握。

2.4结合课程设计提出问题将实践教学环节与课堂教学紧密结合,会产生事半功倍的效果。课程设计是学生综合应用学过的机械基础系列课程知识,解决工程设计问题,它最贴近工程实际,是培养学生综合设计能力、创新设计能力的重要环节。为了培养学生机械产品设计的整体意识,我们已经将机械原理和机械设计的课程设计合二为一,学生需要完成从产品的功能分析、原理实现、执行机构的选型构型,到传动方案的制订、传动零部件的强度计算、结构设计的机械产品设计全过程,再到编制计算说明书,绘制机械系统运动方案简图、传动部件装配图、典型零件工作图等全过程的学习。这样带来的问题是间隔时间长,学生在前面学习的知识有的忘记了,再加上没有现成的步骤可以参考,等靠现象严重、前松后紧,质量难以保证。针对这种情况,我们将课程设计题目作为问题提前布置给学生,前面提到的包装机就是我们课程设计的题目之一。在课程开始时,学生就明确了课程设计的任务,要解决的问题,授课的过程变成了解决问题的过程。学生学习的积极性被调动起来,提问的多了,提出的想法也多了,达到了预期的目的。

2.5结合学生课外科技创新活动提出问题问题的提出还可以结合学生课外科技创新活动,特别是两年一次的大学生机械创新大赛。尽早将主题给学生,并展开讨论,在机械创新设计课上作为大作业,完成方案设计,评比后优秀的方案可以作为课程设计的自选题目,在课程设计期间继续完善并准备参加大赛。通过这样长时间的酝酿准备、教师引导、规范训练,激发了学生的创新意识,而且这些意识不再是模糊一片,学生知道如何捕捉这些创意,如何记录、表达、实现这些创意。因此,学生的创新作品设计新颖,并且紧密结合所学知识,设计方法完整规范,在创新大赛中取得了好成绩,如在第一届全国大学生创新设计大赛中获一等奖一项,第二届获二等奖两项,第三届获一等奖一项。

3对教师的要求

采用PBL教学模式要求教师必须具有很丰富的工程经验,厚积薄发,才能设计出针对性强的问题情境,引导学生全面深入地理解知识,灵活应用,解决问题。因此教师必须积极参加相关的科研活动,深入工程实践,提高自身的工程素质,积累工程案例,并与基本教学内容相结合,这样才能讲得更深、更透,学生也更有学习兴趣。如果教师没有合适的科研项目,可以进入实验室动手完成实验项目,深入研究,积极改进,也能从中积累工程经验。另外,实验设备的安装、调试、检修都是很好的实践活动。只要教师具有了工程意识,处处留心,就会积累很多实践工程案例。

4结束语

基于问题式学习的教学模式已经过几年实践,打破了原来灌输式、被动学习的模式,受到学生的普遍欢迎,调动了学生学习的积极性、自觉性,培养和挖掘了他们潜在的创新能力。另外,学生更加热爱机械专业,树立了机械设计的总体意识,增强了工程素质,完成了从基础课到专业课的过渡。这种模式对学生提出了更高的要求,要投入更多的时间、精力,查阅资料,主动思考。#p#分页标题#e#