基于JiTT教学模式的机械设计教学方法改革探讨

章培培　屈光

【摘 要】JiTT是一种新型教与学策略，注重改善课堂教学效果，让学生的学习变被动为主动，从而提高课堂的教学效率，同时注重培养学生的团队精神和实践创新能力，符合机械设计制造及其自动化专业以培养“一专多能”全面发展，具备扎实的理论基础、良好的开拓创新精神和实践能力的应用型工程技术人才的目标，为JiTT教学模式在《机械设计》教学方法改革的推广应用提供了可行性。

【关键词】JiTT;机械设计;教学方法改革

中图分类号： G642.4;TH-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）05-0228-003

根据机械设计课程的特点，结合机械设计制造及其自动化专业背景，充分挖掘机械设计知识点的兴趣素材和知识本身的魅力，做到“课未开，趣已生;课进行，趣正浓;课结束，趣犹存。”首先要设计基于JiTT模式的机械设计教学方法并在教学过程中加以实施，收集数据并进行系统性分析，最后再根据数据分析结果对教学方案实施过程进行反思，找出不足加以改进，从而不断提高教学效果。

1 JiTT教学模式

Just-in-Time Teaching（ JiTT，又称“适时教学”或“及时教学”），是20世纪末美国航空学院和普渡大学的物理学教授在长期本科教学过程中总结出来的一种具有实效性的教学模式[1]。国外学者对JiTT教学模式进行了深入研究并取得了一定的成果，其应用实践遍布许多国家，涉及多个学科[2]。国内针对此进行的理论研究和应用研究都还处于起步阶段[3-4]。JiTT教学模式是一种新型教与学策略，它将“基于网络的学习任务”（Web-based Study Assignment）和“以学生的自主性学习为主的课堂教学”（Active Learner Classroom）二者相结合[5-6]。

JiTT教学模式的核心是一个反馈链，“课前预习的反馈”和“课后难题探究的反馈”[7]，其本质是 “以课外整合为主的课内外结合模式”，通过这两种反复进行的反馈，使教师“及时的”了解学生的学习需求和学习情况，从而“及时的”调整教学进程和教学内容，适应学生学习的进度。此教学模式目标是创设以学生的自主性学习为主的课堂教学，利用学生的反馈引导教学，从而激发学生的学习主动性[8]。

2 机械设计的课程特点

机械设计是机械类专业主干课程之一，也是最后一门技术基础课，在制定专业培养方案时，先安排了多门次的先修课程，因此在本课程的学习过程中，对学生提出更高的要求，不仅要熟练掌握基础理论知识，还要能够对理论和技术知识进行综合运用，联系生产实践和机器使用时的具体工作条件，会设计合理的零部件和一些简单的机械，为后续更多的专业课程的学习打下扎实的理论基础，也为能够进行专业产品和设备的设计打下实践基础[9-10]。因此，本课程在学习进程上具有从理论性课程过渡到专业课程的承先启后的桥梁作用[11]。

机械设计的教学内容一般包括两个部分，一综合论述本课程的主要内容、性质、任务及一般机械设计的共性问题，二通用机械零部件的设计。由于本课程研究对象的多样性及具有“关系多”、“门类多”、“要求多”、“公式多”、“图形多”、“表格多”的特点[12]，很多学生望而却步，较难为后续课程夯实基礎。

机械设计知识点繁多，理论课时较少，如何合理设计教学进度，巧妙设计课前预习内容和课后专题是亟待解决的问题;学生在预习之后和完成难题探究反馈给教师的信息如何被快速有效的统计和分析，需要教师和学生进行有效沟通。

3 教学方法改革

3.1 巧妙的教学设计

（1）课前准备：为学生设计合理的课前预习内容。结合相关的机械设计及原理知识、与生活和专业背景有关的问题以及机械设计教学内容和专业发展的特点，精心为学生设计预习内容。学习到机械传动中的链传动时，预习思考题可设计为：自行车的链条拆开了由哪几个零件组成？观察它们之间的配合方式？数一数链节数是奇数还是偶数？观察骑行过程中链有没有上下跳动的现象出现？这些与生活中常见的机械密切相关的问题，能够提高学生课前探究的积极性，鼓励学生积极加入到课前预习活动中来，这样不仅可以拓宽学生视野，还提高学生的自主学习能力，在生活中养成爱观察爱思考的好习惯。为理论和实践的有效结合打下扎实基础。课前预习内容在课堂教学的前一周发布到网络平台上（以Blog、Eamil、QQ、微信等作为网络交流平台）。

（2）预习与反馈：学生根据教师提出的预习要求，利用网络和工具随时随地查看预习内容，阅读相关资料，自主完成思考题等，利用网络资源认真完成预习报告，在课堂教学开始前教师规定的时间内通过网络平台将预习情况反馈给教师。

（3）调整教学内容：教师首先根据学生预习后提交上来的反馈信息进行统计和分析，从而了解学生对先修知识的掌握情况和对即将学习的新内容的预习情况，这样才能明确不同层次学生对知识掌握的差异性。根据课前反馈和对学生差异性的分析结果，教师可以及时调整上课内容和上课方法，尽量同时满足不同学习层次学生的学习需求。

（4）“主导-主体”相结合的课堂形式：在课堂教学上利用多媒体技术，与多种教学方法互相配合。根据学生反馈的预习信息，针对性的进行新知识点讲解和分析。在课堂教学上，努力创设教师为主导，学生为主体的课堂氛围，调动学生的学习积极性和学习兴趣。教师可以组织课堂探索小组，展开同组学生之间，不同讨论小组之间，学生和老师之间，师生与教学内容和多媒体之间的多维互动，延续学生课前预习的学习热情。例如，在讲到涡轮蜗杆时，让学生先行观察为什么家用摇头扇的扇叶转动和头部摆动可以分开控制？还用了之前哪门课程中学习到的哪种机构？由于学生已经根据教师提出的预习要求进行认真预习，基本都是有备而来，对教师组织的课堂教学实践活动都是积极的，主动的和有效的。

（5）课后难题探究专题及课后评价：教师还要根据主要的课堂学习内容，结合学生的学习情况来巧妙的设计课后习题，以便开展难题探究。教师所设计的难题必须是需要学生利用课堂上学到的知识点来解答，这样才能让学生对所学的新知识，新技能进行进一步的认知、理解和应用。教师还应该尽量设计一些开放性的问题，这对培养学生的创新思维有一定的帮助。比如在课程教学中讲到轴的设计时，教师可设计课后思考题自行车的前轮，后轮和脚踏处的轴是否是同一类型的轴？分析各轴的承载情况，调动学生的学习兴趣，从而提高学生对难题探究的主动性和积极性。教师可以通过学生“难题探究”的结果来了解学生对课堂教学内容掌握状况，为下一次课的内容和进程做好安排。

教师可以根据学生提交上来的预习报告、课堂表现、课后的反馈以及难题探究的参与度来综合衡量学生的学习效果和努力程度，从而给出相应的分数，而不是单纯的根据卷面分数来评价，这样才能更好的保护学生的学习热情和学习积极主动性。

3.2 教学反馈

JiTT教学模式的核心是feedback loop即反馈链，如图1所示。反馈链主要由两个部分组成：一是网络组成部分;二是学生主动学习的课堂教学部分。针对以上两部分需要解决的问题有：

（1）教师根据机械设计制造及其自动化专业背景，结合机械设计课程的特点、教学大纲，教学目标，教学重难点，教学学时和进度安排，设计合理的有效的课前预习内容，以供学生预习之用。

（2）网络互动平台的选取，适宜选择比较普及的、简洁的网络互动平台，以方便学生进行课前预习、提交预习反馈报告和参与难题探究，教师也可以方便的收集学生反馈报告，而不是让同学们花大量时间学习平台使用方法。

（3）教师根据学生的预习反馈结果，及时进行课堂教学内容调整，以保证不同学习层次学生的不同学习需求，从而确保学生通过课堂学习都有所收获。

（4）教师根据堂教学情况和具体教学内容，精心设计课后专题，涵盖课堂所学知识和下次课程知识，发布在网上，供学生进行探究[13]。

3.3 具体方法探讨

为了获得JiTT教学方法在机械设计教学应用中对教学效果、教学效率和师生交流的影响，因此需对实践过程及结果进行整体性探讨，采用多种研究方法并用，具体如下：

（1）文献研究：通过电子检索收集有关JiTT教学模式有关理论和实践方面的专著和论文，归纳和总结国内外学者在教学中应用JiTT教学模式的研究成果、研究现状和研究方向，作为研究的参考和借鉴。经过文献分析，根据机械设计制造及其自动化专业背景和培养方案，课程体系中机械设计的特点，设计JiTT教学模式实施过程的方案。

（2）实践研究：选取机械设计制造及其自动化专业为实践研究对象，机械设计课程为具体实践课程，采用和传统教学方法为主的其他平行班级形成对比，检验JiTT教学模式在机械设计课程教学中的应用效果。

（3）问卷调查：在新的教学模式开始之前，对所实践JiTT教学模式的班级学生的基本状况通过问卷进行了解和分析，为JiTT教学模式在机械设计教学方法改革效果提供依据。教学实践研究活动结束后，再次发放问卷调查，对应用JiTT教学方法的效果加以分析和总结。

（4）访谈：为了分析JiTT教学模式在机械设计课程教学中的应用效果，在教学实践活动结束后，选择部分学生进行访谈，了解JiTT教学方法是否促进学生的学习，了解学生是否喜欢JiTT教学方法以及从学生的角度看JiTT教学方法在实际应用中还存在哪些不足或需要改进的地方等。

很多机械设计问题都不是只有一个固定答案的，任何新的理论和技术或者是新材料和新工艺甚至新的市场信息都会使设计方案发生变化[14]。要培养同学们善于全面分析的习惯，综合协调和灵活处理的能力，并培养同学们的想象力、洞察力和创新能力，这样才能对工程设计问题做出机敏的判断。

4 结束语

为了提高机械设计教学效果从而改变当前现状，结合机制专业的培养目标和课程体系特点，本文将“基于网络的学习任务”和“以学生的自主性学习为主的课堂教学”二者交互的一种教学模式[13]--JiTT教学模式应用到机械设计的实际教学中。通过这一新型教学模式的探索和实践，实现了课堂教学与课外活动的衔接，利用网络平台可以增进师生之间的实时沟通也可以扩展学生的学习时间，同时可以加强老师和学生之间的互动，培养学生团结协作的能力，激发学生的学习兴趣，使课堂教学效率达到最优化。

【参考文献】

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[14]黄小龙，杨洋，刘相权.机械设计基础课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2016，4（1）：112-114.