项目驱动教学法在机械设计教学中的应用研究

王伟华

摘要：机械设计是机械和近机械专业的重要基础课程，其教学目标在于培养学生分析和解决复杂工程装置问题的能力，但是由于机械设计内容具有较强的复杂性和抽象性，导致教学活动的开展有一定难度。项目驱动教学法作为一种新兴的教学模式，能够将理论与实践进行有效融合，从根本上明确教学目标，打破传统教学模式僵局的同时，实现最优化的教学预期。基于此，文章围绕项目驱动教学法在机械设计教学中的应用展开研究。

关键词：项目驱动教学法；机械设计教学；机械类专业

机械设计是机械类专业的一门基础专业课程，它具有较强的理论性、连贯性、系统性，要求学生具备较强的空间推理能力和逻辑思维能力，是工科学生由基础课转向专业基础课的重要路径，也是由理论课程向实践性较高的专业课程过渡的重要转折点。

基于我国社会经济发展现状和就业趋势，结合高校工程论证的相关要求以及专业具体培养目标，学习机械设计教学内容，能够使学生具备良好的机械设计理论基础，具备足够的分析和提炼机械领域复杂問题的能力，从而在学习过程和日常生活中能够有效解决问题，提出相应的解决方案。因此，在机械设计教学过程中，教师要选用恰当的教学方法，突破传统教学模式的壁垒，全面促进学生完成机械设计的学习，使学生了解并掌握机械设计的知识脉络。

一、机械设计教学改革的必要性

受到传统应试教育影响，在机械设计教学过程中，教师通常只是单向传授知识内容，对机器传动类型、传动系统组成及工作原理和特点、整体机械的设计和选用等教学重点与难点，采用板书“灌输式”教学。由于教学内容过于书面化，理解难度高，学生普遍感到教学内容抽象，学习的主动性和积极性不高。为了有效规避这个问题，全面提升学生机械设计的学习热情，改革当前阶段的机械设计教学理念和方法，是教育部门亟待解决的问题。

在机械设计教学过程中，教师要以课堂特点为基准，选用并创新教学方法，使其贴合教学章节内容。机械设计是使工科基础课与专业课融会贯通的重要桥梁，其内容广泛，具有较强的实践性和多变性。教师应运用项目驱动教学法，将理论基础知识与生活实际内容有效结合，培养学生的逻辑思维能力、实践能力和创新能力，最大限度地调动学生机械设计学习积极性。

二、项目驱动教学法的概念详解

项目驱动教学法的应用能够从根本上打破传统教学模式的壁垒，使教学内容得以有效拓展与延伸。它可以通过具体的实践项目促使学生完成课堂理论与技术学习，从而构建完善的专业知识体系，使学生具备良好的学习习惯和学习技巧。值得注意的是，在选择项目时，教师要谨记以实际教学内容为出发点。

此外，教师要起到良好引导作用，使整体教学脉络清晰地展现在学生面前，促进学生积极学习并自主探索项目问题，由此全面掌握基础理论知识。项目驱动教学法能够从根本上做到以项目设计成果为实际目的，督促学生在一定时间内完成任务目标，由此全面实现传统课堂教学的模式转变，驱动学生从学习目的出发，完成课程任务，全面提高教学质量和教学效率。

三、项目驱动教学法的发展方式

（一）建立项目课程体系

项目驱动教学法能够从根本上降低机械设计教学的难度，学生在项目结束后可以及时看到学习成效，从而对机械设计产生学习的乐趣。但是，项目驱动教学法在机械设计教学中仍然有一定的不足之处。高校和教师应该积极建立项目驱动课程体系，在实际教学过程中选用合适的项目课题，且要做到灵活多变，能够按照具体情况适当加入或减少相应的实践项目。因此，在开展项目驱动教学法时，高校应该积极建立完善的项目驱动课程体系，制订灵活的机制和相关标准，全面促进项目驱动教学法的实施。

（二）转变教学思想观念

传统模式下的机械设计教学往往注重理论知识传授，忽略理论与实际相结合，致使机械设计教学效果不容乐观。而项目驱动教学法形式多变，并不拘泥于固定的一种，使得对学生整体学习成果的检验标准发生了相应变化。在教学过程中，教师运用项目驱动教学法，能使检验标准更具前瞻性和指向性，从而更加清晰明了地认识到教学漏洞与学生的不足之处，然后优化与整改教学内容，发挥项目驱动教学法应有的价值。

四、项目驱动教学法在机械设计教学中的实施

（一）明确项目任务，制订任务书

在机械设计实际教学过程中，想要有效开展项目驱动教学活动，教师就要确定项目主题的类型，通过确定下来的项目主题确定项目课题，然后围绕机械设计教学大纲和内容主旨，展开相应的教学活动，促使学生掌握机械与机械传动设置的一般设计方法、设计步骤、设计思想，从而引导并帮助学生养成良好的机械设计能力及解决实际工程问题的能力。

例如，在讲授“凸轮结构基本尺寸的确定”时，首先，教师应带领学生充分了解项目设计活动的基本流程，明确确定凸轮尺寸的主要方法和具体步骤；其次，教师带领学生根据本节设计课题的特点，确定设计的基本环境和核心内容，引导学生理解并掌握机械传动系统装置的功能分析，设计性能参数；最后，教师引导学生对相关数据进行对比，确定凸轮结构最优性能参数。通过这种形式，学生清晰了解到不同的功能对应完全不同的设计思想和设计方法，从而得到完全不同的设计方案。

（二）制订相应计划，明确落实时间

项目驱动教学法在机械设计教学中的有效运用，离不开计划的制订。在制订计划的过程中，教师需要对学生设计的项目进行分解，使设计内容全面符合教学内容，紧扣教学重点。

以机械基础设计中的“轮表机构中轮设计”教学为例，首先，教师向学生简述钟表时针、分针及秒针之间的工作原理，详细阐述齿轮转动带动指针运动的设计原理；其次，教师为各小组发放不同规格的齿轮设计工具，引导学生了解并透彻认知钟表运作原理及设计原理，促使学生自行组建钟表整体结构，强化学生齿轮转动比例计算能力及齿轮转动方向控制设计能力；最后，教师检查组装完毕的钟表机械设计，依据钟表的运动设计比例、齿轮数量与整体机械设计的科学合理性，对学生进行指正总结，促使学生主动思考，提高专业能力。项目驱动教学法也同样适用于与轮表转动相同的“蜗杆传动”“带传动与链传动”等机械设计教学。

（三）任务具体实施，解决相应问题

项目驱动教学法科学合理地运用到机械设计教学过程中，除了理论指导之外，课堂实践也是不可或缺的教学环节。

例如，在讲授“机械系统的等效动力学模型”时，教师带领学生进入机械设计实验室和工程训练中心，让学生充分观察并分析一个具体的机械设计与传动装置由哪些结构和部件组成，选用了哪种设计方案，拓展学生机械设计学习内容，开阔学生视野。

在教学过程中，带式输送机传动系统的选用方案相对较多，涉及带、齿轮和链等组合。针对这一教学实际，教师可以让学生从自己的逻辑思维角度出发，罗列相应方案，对这些组合进行客观评价，让学生清晰了解各个结构的特点和工作原理。除此之外，教師要让学生提前学习减速器的相关结构特点，明确认知减速器在机械设计传动装置中的具体作用，由此更好地设计机械传动装置。

以“陶瓷放电管全自动打印机”教学为例，首先，教师讲解凸轮、上料、下料、打印、供墨机构、控制系统的具体内容及工作原理，为学生项目实施夯实基础；其次，教师向学生发放陶瓷放电管全自动打印机的实际原料，引导学生自行组建打印机；最后，教师对学生自建打印机的供料率、打印质量、供墨质量等具体设计环节进行指正，总结陶瓷放电管全自动打印机的设计要点及主要机械理论，以提高学生机械设计动手操作能力和专业素养。

教师通过项目驱动教学法，能让学生在接触机械设计课程时，在脑海中建立部分与全局的区别，明确整体教学内容的学习目的，端正自身的学习态度，不断突破自我、完善自我，丰富自身理论基础知识的同时，有效增强专业技能，从而全面提高机械设计学习成果，鞭策自身成为国家所需、社会所需的高质量人才。

（四）正确引导学生，完善技巧总结

在机械设计实际教学过程中，为了能最大限度地确保机械设计项目顺利完成，教师可以要求学生按照已经设计好的项目步骤实施任务过程，促使学生自行分析、设计，并结合实际训练完成机械传动装置的整体组合过程。在实训中，教师要督促学生对任务过程和结果进行观察、分析，实时监测并记录整体传动装置机器在工作过程中出现的问题，并运用课堂所学知识，对问题制订出相应的解决办法。

例如，在对“联轴器”“制动器”单元内容进行实践培训时，教师要注重培养学生的分析能力和动手操作能力，满足学生在机械设计学习、成长过程中的各种需要，避免学生“为了学习而学习”，最大限度地使学生能够身临其境地感受到机械设计的奥妙。这种通过无数次更改最终得到的成功，能够让学生体验到历经困难最终得以胜利的美妙感受，切实认识到自身的进步，体会成功的喜悦，从而树立足够的自信心，为未来发展和个人走向奠定良好的基础。

综上所述，将项目驱动教学法科学合理地运用到机械设计教学过程中，能够使教学内容与实践操作环节有效融合，加深学生对工程认证、机械工作原理的了解和掌握。在实际教学过程中，高校要合理制订课程目标，以此为根本出发点，对教学目标进行优化，对教学内容进行创新，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，实现学以致用的教学目的。

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基金项目：2020年度广东石油化工学院人才引进项目“结晶型热塑性聚合物快速热循环注塑成型机理与性能研究”，项目编号：2020rc037。

（作者单位：广东石油化工学院）