“机械基础”课程双主线教学模式探析

■韩校粉 程兆刚 李志尊 孙立明 赵冉

0 引言

习主席在全军院校长集训开班式上提出了“立德树人，为战育人，培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才”的新时代军事教育方针。机械基础课程是工科相关专业普遍开设的一门专业基础课程，是连接基础课和专业课的桥梁，在学生知识结构中起着承上启下的过渡作用。由于长期以来一直采用国家规划教材，课程内容缺少装备特色，所以学生感受不到课程对将来任职的重要性；落实新时代军事教育方针，应面向部队需求，立足学生专业装备背景，对教学内容进行精心选择和优化整合，实施基于专业装备和课程内容的双主线教学模式，这是当前机械基础课程改革的必然趋势。

1 基于专业装备和教学内容的双主线教学模式

第一条主线是机械基础经典的理论教学内容，注重学生基础知识和技能的培养，第二条主线是基于受训学生的专业装备提炼出来的项目化内容，需要学生小组合作探究完成，注重培养学生对装备的整体认识、团队协作及将所学知识综合运用在实践中的能力[1]。在具体实施中，强调两条主线的有机融合，因此需要在教学内容、教学目标、教学策略和教学过程等方面进行设计。

1.1 教学内容设计

教学内容是完成教学任务，实施教学目标的主要载体[2]。随着现代信息技术手段的应用，很多陈述性、事实性知识可利用微课小视频等方式进行自学，课上的教学内容要注重培养学生的高阶思维及综合素质。对于机械基础课程来说，最基本要求是要体现为战性，因此要教战研战，以受训学生专业为目标，精心设计案例，通过分析装备案例进而达到学习知识、提升能力的目的。

1.2 教学目标设计

教学目标是指通过教学活动，学习者在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面发生的预期变化。教学目标是评价教学的科学依据，同时它还可以帮助教师评鉴和修正教学过程[2]。实施双主线教学，需要体现借助装备案例学习机械知识，使学生能够用机械的语言解读装备，提升学生的装备素养和机械素养，同时培养学员的创新精神和知行统一性。

1.3 教学策略设计

教学策略是指在不同的教学条件下，为达到特定的教学结果所采用的方式、方法及媒体的综合。教学策略具有指示性和灵活性，而不具有规定性和刻板性[2]。实施双主线教学，教师主要的任务是从学生的经验、认识出发，精心设置问题情境，引导学生发现、分析、解决问题 ；学生主要的任务是小组合作，通过探究研讨，自主发现问题、思考问题、寻求解决问题的线索，最终通过旧知识的延伸或新方法的应用解决问题，从而提高认知水平和认知结构。

1.4 教学过程设计

教学过程的设计指的是教学环节和师生双边活动和的设计，是课堂教学设计的核心，教学目标、教学任务、教学对象的分析、教学媒体的运用、课堂教学结构类型的选择与组合等，都将在教学过程中得到体现[2]。实施双主线教学，应将教学目标作为一个重要的比对和参考要素，设计一条清晰的教学主线将专业装备和课程内容有机融合，使学生沉浸于解决问题的过程中，进行知识的有效迁徙。

2 机械基础课程双主线教学实例

定轴轮系传动比计算是机械基础课程中的一讲，在机械设计中起着非常重要的指导性作用，是设计轮系的基础。在后续专业课中会涉及到很多轮系及其传动比计算问题，所以，在讲授过程中，引入专业装备作为案例，采用双主线教学，可为后续专业课学习做好铺垫。

2.1 定轴轮系传动比计算教学内容设计

定轴轮系传动比计算主要包括传动比大小计算和转向判断两个知识点。解决此问题时，首先将它与一对齿轮机构的传动比计算建立起联系，其次对一对齿轮机构（轴线平行、轴线相交、轴线空间交错）的传动比进行分析，最后归纳总结出定轴轮系传动比的计算公式和方向判断方法[3]。采用双主线教学模式，根据学生专业，选取某型高低机作为案例，其结构简图见图1[4]。此轮系很典型，包含了常见的三类齿轮机构：轴线平行、轴线相交和轴线交错，能够满足教学内容的需求；选取专业装备之后，整体设计的双主线教学内容见表1。

表1 定轴轮系传动比计算双主线内容设计

表1 定轴轮系传动比计算双主线内容设计

图1 某型高低机机构运动简图

2.2 定轴轮系传动比计算教学目标设计

知识和技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的教学目标，具体见表2。

表2 定轴轮系传动比计算教学目标设计

表2 定轴轮系传动比计算教学目标设计

2.3 定轴轮系传动比计算教学策略与过程设计

2.3.1 利用高低机视频导入，明确解决问题

展示高低机的运动动画，指出高低机中手轮的角速度与高低齿弧的角速度之比即为定轴轮系的传动比。由此得到定轴轮系传动比的一般定义，即定轴轮系中指定的首末两个齿轮的角速度或转速之比，包括大小和转向两个方面。从而点明本节课研究内容：定轴轮系传动比大小计算和转向判断。

2.3.2 结合高低机机构组成，分析一对齿轮传动比计算

计算轮系的传动比是一个新的问题，解决新问题时，要设法和已知知识——一对齿轮传动比的计算建立起联系。因此计算轮系传动比，前提是要判断轮系的组成，沿着运动传递路线，分析轮系中的各对齿轮啮合传动。分解高低机轮系，可得到它主要是由一对锥齿轮机构、一对蜗杆传动和一对外啮合圆柱齿轮传动组成，因此将轮系传动比计算问题转化成了三种齿轮机构传动比的计算问题，组成高低机的齿轮机构传动比计算与课程内容之间的设计对应关系如表3 所示。

表3 一对齿轮机构传动比计算双主线设计

表3 一对齿轮机构传动比计算双主线设计

2.3.3 通过计算高低机机构传动比，归纳定轴轮系传动比计算

知道了高低机中每一对齿轮的传动比，学生很容易得到高低机轮系的传动比。高低机是一典型案例，从高低机传动比的计算中，引导学生归纳出定轴轮系传动比的计算方法。两者的对应关系如表4 所示。通过高低机这一案例解决了定轴轮系传动比计算的问题，可使学生举一反三，触类旁通，解决实际问题，提高学生的工程意识和感性意识。

表4 定轴轮系传动比计算结果双主线设计

表4 定轴轮系传动比计算结果双主线设计

2.3.4 实践拓展

在机械基础课程中了解其基本设计原理后，可利用课后进行实践探索，从而构建由知识到案例，再到实践的递进式的教学模式。课后实践探究活动可以到专业教研室参观实际的装备，也可以依托利用一些创意组件搭建模型，验证和改进高低机的结构。

在整个双主线教学模式的设计中，定轴轮系传动比计算采用了总—分—总的方式，首先将未知问题转化成已知问题，通过小组合作自主探究，最终求解出未知问题，在此过程中，锻炼了学生解决问题的思维以及科学的分析问题的方法。

3 结语

本研究探讨基于专业装备与课程内容的双主线教学模式，通过精心设计将专业装备和课程内容有机融合，采用小组合作探究的方式开展教学，可有效提升专业课与基础课的联系，提高学生学习兴趣，提升教学效果。在新时代军事教育方针的指引下，要紧跟课程前沿领域和装备前沿领域，不断学习梳理受训学生的专业，提炼出与课程知识紧密结合的专业装备，精心设计双主线教学内容，并在实践中不断优化、完善双主线内容，为强国兴军贡献力量。