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 本刊论文 |
| 情景式教学法在机械工程学科系列课程教学中的应用与探索 |
| 作者：王贵林，石峰，陈善勇 时间：2016/08/23 点击：373 |
[摘要]在机械工程学科系列课程教学中引入情景式教学法具有很多优点，但也受到一些客观因素的制约。机械工程学科系列课程对理论知识和实践能力的培养要求不同，课程内容的难易程度也存在明显差异，需要根据课程标准来确立情景式教学法的目标和手段。情景式教学法在优化现代教育理念、丰富教学手段的同时，也暴露出了许多问题。在机械工程学科的教学中，需要针对情景式教学法的有效性进行研究，根据具体条件分析其适用范围。情景式教学将学生置于特定的环境中，他们获得、掌握的知识与设计的情景具有直接关系，教师、学生在其中的角色和定位，也会影响到教学质量和学生综合能力的培养效果。
[关键词]情景式教学机械工程学科课程标准案例
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）19-0068-03
一、在机械工程学科系列课程教学中引入情景式教学法的优点
情景式教学法是在教学过程中通过实物、图片、视频、声音等手段创设形象生动的具体场景，直观地呈现给学生，以实现他们的感性体验，从而使他们理解抽象知识或掌握复杂技能的一种教学方法。
在机械工程学科的课堂教学中，根据课程内容的需要，以典型案例为基础，也可以采用情景式教学方法，将知识点以与实际相结合的方式展现在学生面前。
通过对比分析，我们发现情景式教学法的主要优点有：1.有助于学生理解、消化理论知识，对于缺少实践经验的学生来说，感性体验能够帮助他们理解书本知识与客观事物之间的内在联系；2.有利于学生了解工程的本质属性，通过对抽象概念加以具体化，能够起到巩固和提高作用；3.在工程训练中心等相对真实的环境里有利于掌握使用、维护、修理设备和工具的技能；4.有助于新知识的扩充，当学生置身于一定的情景中时会发现新问题，解决这些问题能够实现知识的扩展和充实。
二、课程标准对情景式教学法的要求
机械工程学科系列课程对理论知识和实践能力的培养要求不同，课程内容的难易程度也存在明显差异，因此在教学模式上有很大区别，需要根据课程标准来确立情景式教学法的目标和手段。
（一）以改善课堂教学质量为目标的情景式教学法
这类课程要求学生掌握书本知识，提高认识水平；常用的教学方式是课堂讲授，实践教学成为理论教学的补充与辅助；[1]计划内的实验主要是验证性实验，用于验证书本知识并加深理解。
这类课程在进行情景化设计时应以提高学生的兴趣、发掘学习潜能为主，例如在《机械制造工程学》、《现代制造技术》等课程教学中，对各种制造技术的工作原理和加工过程以图片、视频等方式进行展示，通过分析、讨论和总结，促进学生认识水平的提高。
（二）以训练实践能力为目标的情景式教学法
在学时数逐渐减少、企业也不太乐意接受工程实践的现实条件下，工科大学生在学校设立的工程训练中心接受实践训练是一种较好选择，这能够解除实践教学对企业的惯性依赖。
在工程训练中心接受的情景化训练与实际的工业生产还存在明显区别，因此工科大学生在这类实践课程的学习中，除了要强化理论知识、掌握实践技能之外，更要增强相互之间的交流能力、适应能力和协作精神。
（三）以培养创新能力为目标的情景式教学法
按照课程标准对创新能力的培养要求，在情景式教学过程中有意识地启发、激发学生的创新思维和构思训练，[2]使他们从传递、继承知识转变为体验和发现知识，从记忆知识转变为运用知识来发展创新思维和创新品质，促进创新能力的养成。
对于这类课程，可以在教学过程中设计一个创新知识点集中的教学模块。例如在《现代制造技术》中设计超精密加工工艺分析模块，让学生分析机床、刀具、环境条件对零件加工精度的影响，并对存在的局限性进行评估，促使他们综合运用所学知识，在透彻思考的基础上设计新的工艺方案，实现从动手到动脑的过程转变。
（四）情景式教学法对应的教学条件建设
针对学校外部实践资源难求、学校内部由于专业之间"各自为战"造成资源浪费的现实状况，需要根据课程设置、教学目标和内容、评价手段等要素进行考察与操作，有效整合教学资源，营造集基础知识传授、实践技能训练、创新能力和综合素质培养为一体的情景化教学环境。
三、机械工程学科情景式教学法的适用条件
在机械工程学科的教学中，需要针对情景式教学法的有效性进行研究，根据具体条件分析其适用范围。
（一）情景化设计要与教学内容相一致
情景创设的前提条件是适用于课程内容，不能因为过分追求情景而与教学内容产生偏离；根据学生的认知水平和接受能力，设计合适的教学路径和梯度，便于学生利用已学的知识和技能来解决问题；情景化内容要直观，便于调动学生的积极性；创设的问题能激发认知冲突，为学生提供足够的探索空间，促进他们的积极参与。
（二）情景化设计要具有较强的真实性
真实的情景有利于培养学生的观察、思维和应用能力，学生的实践能力只有在实践中才会得到提高，在相对真实的环境中有利于培养真实的情感和态度；学习情景越真实，学到的知识越容易在实际中起作用。
（三）情景化设计要营造良好的学习氛围
在轻松愉快的环境下进行情景式教学，可以引导学生展开思维和想象，寻求答案，分辨正误；如果学习气氛比较紧张，反而达不到良好的教学效果。
（四）情景化设计要新颖并且具有启发性
任何事物都不能离开过程而存在，情景化设计需要在表现出教学内容预定性、确定性的同时，蕴含一定的动态性和具体性；通过创设新颖的情景，引起学生的兴趣和探索愿望，这样才能发挥情景式教学的作用，否则学生对创设的情景无动于衷、习以为常，则很难达到预期目的。
（五）情景化设计需要对系列课程的知识点进行渗透与整合
单一课程的知识点相对比较孤立，容易造成学生理解的片面性和狭义性，可以采用情景化手段将相关课程的知识点糅合起来，以整体的形式让学生体验和领悟。例如在《机械制造工程学》中，情景式教学法不要局限在零件加工的某一道工序，而是将制造过程与《金属切削原理》、《现代制造技术》等系列课程中相应加工方法的原理、特点和要求相结合，让学生理解机械加工的本质特点。
四、教师和学生在情景式教学中的定位
教师、学生在情景式教学中的角色和定位，会影响到教学质量和学生综合能力的培养效果。
（一）教师指导的主体作用
学生从传统的课堂讲授方式来到情景式教学环境下不免会产生新奇感，容易突破课堂秩序的约束，如果过于强调学生的作用而淡化教师的指导，可能会出现学生自由发挥却不围绕主题的现象，加强教师的指导作用有利于保证教学的整体质量。
教师在教学内容设计上要有引入和过渡阶段，使学生心理上有所准备，不会感觉情景分析太突然；对于不能立即解答的问题，应从学生熟悉的角度加以引导和启发，增大学生答对的几率，帮助他们建立信心、掌握分析方法；教师对问题的设计要有层次性，入口宽、开放性强、解决方案多，鼓励学生进行多端思维，不受传统观念和他人见解的局限，敢于阐述不同观点，在教师的主持和引导下，其他学生及时进行反馈。此外，还可以针对学生的兴趣和课程特点，开展形式多样的教学，如教师将科研经历加入到情景式教学中，提高学生的学习兴趣。
（二）学生的差异性
班级授课制使一个教师面对众多学生，虽然提高了教学效率，但却忽略了学生的差异性。这个矛盾在课堂讲授条件下并不明显，但在情景式教学中却非常突出，这是因为预设的情景为各种理论和因素提供了共处的空间，学生的差异性导致了情景分析的不确定性。
为了减小这种差异性的影响，需要师生之间、学生之间互动交流，构建内容丰富、知识结构合理的情景；教师要具有扎实的专业基础，从容面对学生提出的各种问题，提供正确的分析导向，并对知识结构不同的学生提供有针对性的指导。
（三）情景案例的针对性
情景只是教学内容的载体，应选择典型的、恰当的情景案例，避免不必要的争论；此外，学生心理上的认同有利于克服单纯知识传递的缺陷，这种认同不是教师做迎合工作，也不是学生追赶课堂进度，而是分析和引导的动态进程，学生经历"发现问题→解决问题→出现新问题"的情感体验。
教师创设的情景案例在多大程度上被学生认同，是检验和评价教学效果的依据；因此教师需要以情景为载体，对课堂设计的有效性、学生的参与程度、教学任务的完成情况进行评价和反馈，准确描述现有教学活动的特点和不足，为进一步改进和完善提供指导。
五、课堂内容的精巧设计
情景式教学中课堂内容的合理性直接影响到教学效果和课程任务的实现情况，因此需要对课堂内容及其表达方式和应用案例进行合理设计。
（一）情景化方法与教学任务的融合设计
情景式教学法要求教师对课堂任务和教学场景具有很强的整合能力，在课堂内容设计时将知识点从具体情景中抽取出来，引导学生在理论知识、情景之间循环体验，不断提升理解能力；教学活动的安排着眼于教学进程的连续性，逐步提高难度；此外，要避免重形式轻内容、盲目追求精品、技术喧宾夺主而教学任务成为配角的现象。[3]
（二）问题式情景设计
学生提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，[4]以模拟场景、设置疑问、探究原因为主要环节的问题情景式教学，通过将学生置于学习的矛盾氛围中，激活思维的兴奋点，使他们有效地参与教学过程；教师以不同的方式、视角来展示学生的思维结果，引导他们分析问题产生的背景和解决的构想等，从而发现规律，形成合理的思维方式；此外，教师还应根据课堂的反馈信息，及时调整教学节奏，控制课堂内容的深度和广度。
（三）表达方式的多样性与严谨性
在明确教学重点的前提下，情景式教学在表现方式上应尽可能体现出多样性，还可以有意识地添加干扰信息，或者将原本脉络清晰的问题采用断续性、跳跃性的表述方法，提升学生分析问题的辨识能力；当一系列趣味性的信息展示给学生后，非严谨的表现方式可能会产生一些误导，教师需要设计宽泛、多元的学习情景，培养学生的认同感；同时不要急于呈现知识点，使学生沉浸于期望状态。
（四）情景案例库设计
根据机械工程学科的特点，将书本知识蕴藏于典型案例中，在不脱离学生知识水平的前提下，结合教学内容对案例进行有目的、有针对性地加工修改和再设计，推出配套的典型案例库，给学生自由发挥的空间，从多角度、多层次思考问题；在一定条件下将科研资源向学生开放，包括实验室、仪器设备、科研数据与资料等，开设科研体验课，让他们亲历科研过程，体验科研思想，提升创新能力。
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