机械结构认识单元的教学设计.docx

机械结构认识单元的教学设计 宋以国 武桂香【摘 要】本文基于工程认识的教学目标和教学内容，提出了机械结构认识单元的教学设计。教学设计以实际工程产品为核心进行学习情境、学习资源、教学管理的设计，共同服务于教学目标、教学对象和学习任务。情境创设是教学设计的最重要内容之一。通过学习情境的设计，把学生的被动学习变为主动学习，提高了学生的学习兴趣和积极性。机械结构认识单元采用了提供实例、创设情境、合作学习等灵活多样的形式帮助学生探索不同的学法，在实践中构建学生的知识体系。【关键词】工程认识 机械结构认识 教学设计 实践教学G642 A 1674-4810（2015）33-0073-02工程认识课程作为我校开展高等工程教育的第一个学习环节，是面向全校一年级学生的通识性工程教育课程，肩负着将大学新生从科学理论学习引向工程实践的重任。对全校来自不同专业、对实际工程缺乏了解的一年级学生开展工程教育，如何更好地完成教学任务、提高学生的动手能力、激发起学生进一步学习科学技术和自主探索工程领域奥秘的兴趣和好奇心是目前亟待解决的问题。以教师为中心的、灌输式的传统教学模式不能保证教学质量和效率，不利于培养学生的发散性、批判性和创造性思维，也不利于培养具有创新精神和实践能力的复合型人才。随着心理学家对人类的学习过程和认知规律研究的不断发展，对人类学习过程的认知规律，即学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成，以及理想的学习环境应包含哪些主要因素等问题有了比较深入的了解。机械结构认识单元是工程认识课中的重要内容。本文针对大学一年级学生的知识背景，以增强学生应用能力和工程素质为根本出发点，进行工程认识课机械结构认识单元的实践教学研究，科学设计教学内容和实践教学方案，力图在实践中构建学生的知识体系，使工程认识的教学内容、教学方式和手段等更加符合大学一年级学生的学习过程和认知规律，从而提高工程认识课程的教学效果，激发大一学生工程学习的兴趣和热情。一 机械结构认识单元的教学分析1.教学目标分析教学是促进学习者朝着目标所规定的方向发展的过程，它贯穿于教学活动的始终。工程认识课程作为我校开展高等工程教育的第一个学习环节，是面向全校一年级学生的通识性工程教育课程，肩负着将大学新生从科学理论学习引向工程实践的重任。其教学目标是让学生概括了解现代机电产品的总体构成以及机械系统在其中的作用；初步了解常用机械和常用零件的基本知识与应用。2.教学对象特征分析要想取得较好的教学效果，就必须充分了解学习者的特征，并进行有针对性的设计。分析学习者的主要目的是设计符合学生能力与知识水平的学习问题，提供适合的帮助和指导，设计适合学生个性的情境问题与学习资源。工程认识课的教学对象是来自全校不同专业、对实际工程缺乏了解的一年级学生。二 机械结构认识单元的教学设计1.教学情境设计用问题来驱动学习，学习是为了解决问题。学习是基于真实问题情境下的探索、研究的过程，就是解决实际问题的过程。好的学习情境设计，有助于将问题置于一个真实的任务环境中，减少知识与解决问题之间的差距，有助于学生知识迁移能力的培养。教科书上的知识是对现实生活的抽象提炼，而设计学习情境则是要还原知识的背景，恢复其原来的生动性、丰富性，这需要将设计的问题具体化。在机械结构认识单元的教学设计中，笔者从实际产品出发，提出了搭建机械系统来完成实际产品的工作运动这一具体问题。在设计学习情境时，我们应注意：（1）设计理想的学习情境是为促进学习者自主学习，最终为完成意义建构服务的。（2）设计学习任务要符合学习者的特征，不能超出学习者的知识能力范围。（3）要设计开放性的问题。解决问题的目的不是期望学生给出完美的答案，而是鼓励学生参与，使其了解这个领域。2.教学资源设计教学资源是指与教学目标、教学组织活动有关的各种信息资源。遵循人类学习过程的认知规律进行工程认识课机械结构认识单元的教学资源建设，通过文字、图片、教具、实物、模型等形式展现机械结构的发展历程、技术进步、未来发展等，充分展现工程特色，创造良好的工程文化氛围。同时，全面激发学生对工程的热爱，普及工程文化知识，并在潜移默化中培养学生的工程文化素养。第一，教学资源设计的内容。通过学习情境设计，将问题置于一个真实的任务环境中，有助于学习者知识与能力的迁移；而信息资源则为学习者提供在知识建构时需要知道的有关内容的详细背景和在完成学习任务时需要掌握的背景知识，有助于学习者对问题的理解和可行性方案的提出。通过对学习内容的分析，根据教学情境设计，向学生提供与问题解决有关的信息资源，详细考虑学生要解决这个问题需要查阅哪些信息、需要了解哪方面的知识，帮助学生了解问题的背景与含义、提出解决问题的方案。另外，与学习内容有关的陈述性知识和拓展性知识也可以通过学习资源的方式提供。设计符合学生个性的学习资源，需要分析教学对象的基本特征。工程认识课程的教学对象是来自全校不同专业、对实际工程缺乏了解的一年级学生。设计的学习问题和信息资源必须符合学生能力与知识水平，使学生能够理解和接受解决问题需要具备的相关知识和信息。第二，机械结构认识教学资源建设。（1）对学生操作规程和训练内容的说明。通过宣传板使学生明确实训行为规范和操作规程，以及机械结构认识单元的装配任务和装配结构。督促学生按照要求进行學习和操作。（2）完成学习任务时需要具备的必要背景知识。利用机械工程认识教学内容设计的机械零件展示柜和机构陈列柜，展示常用零件和常用机构的基本类型和用途，帮助学生加强对常用零件和机构的认识和理解。另外还可以利用自制的机械零件展示柜、齿轮减速箱实物、牛头刨床传动图、齿轮传动机构的零件组成宣传板等信息资源，从而帮助学生理解学习情境中的问题，提出可行性方案，为问题的解决提供必要的学习材料。（3）教学设备建设。通过实物、模型的展示，结合学生的观察和教师的讲解进行直观教学，使知识具体化、形象化，帮助学生产生一种具体的形象思维，在感性认识的基础上掌握知识要点。例如，通过齿轮减速机与蜗轮蜗杆减速机的实物对比，可以了解齿轮传动和蜗轮蜗杆传动特点；通过千斤顶的工作过程，了解圆锥齿轮传动的工作原理。3.教学管理设计在建构主义学习中，学习者是学习的主体，但不能忽略教师的指导作用。任何情况下，教师都有控制、管理、帮助和指导的职责。教师是教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者、促进者。教师应在可能的条件下组织协作学习，并对协作学习过程进行引导，使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引发学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入，以加深学生对所学内容的理解；启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误或片面的认识。4.学生成绩评价采用与教学情境融为一体的评估方式。可以由教师根据观察到的学生的表现给出评定。也可以由学生根据对问题或任务的研究、解决和完成情况以及具体的思维训练过程给出评价，或者两者相结合做出综合评价。机械结构认识单元中的评价项目包括：传动机构的装配及工作情况、是否完成任务要求的运动形式的转换、工作效率情况、模型搭建的工艺水平、小组成员间的交流与合作以及资料查阅与动手操作情况等。5.知识总结及相关知识的拓展适时地进行教学总结可以有效地帮助学生将自学的、零散的知识系统化。但总结时不能太细，应为知识体系串讲要简明扼要，否则会重蹈传统教育的覆辙，限制学生的思维。由于授课时间的限制，在教学活动中并没有对场地中的实物、模型和挂图进行讲解和说明，如汽车模型，汽车发动机、离合器等实物，载货汽车构造挂图、汽车发动机挂图等。采用图片和文字说明的形式，拓展了汽车机械系统中与教学内容有关的部分结构，如配气机构、离合器、差速器、电动刮水器等。搜集了一些学生感兴趣的问题，如航空发动机、机械系统的传动、机器人行动的原理、机器人的組成、最古老的机器人以及未来机械发展方向等。通过相关知识的拓展，充分展现工程特色，创造良好的工程文化氛围，全面激发学生对工程的热爱。三 结束语通过对机械结构认识单元的教学分析与设计，用诸如提供实例、创设情境、合作学习等灵活多样的形式帮助学生探索知识，在实践中构建学生的知识体系。把学生的被动学习变为主动学习，提高了学生的学习兴趣和积极性。今后还要加强教学环境建设，为学生完成学习任务提供信息来源，促进学生对知识的意义建构，扩大学生的知识面，提高学生主动学习的积极性，激发起学生进一步学习科学技术和自主探索工程领域奥秘的兴趣和好奇心。责任编辑：林劲、李婷婷 -全文完-