任务情景教学在《流体机械》教学中的实践探索
张乐+乔心州+彭先龙+马胜利
[摘 要]任务情景教学在《流体机械》教学中改变教与学分离的状况，紧扣提高工程实践能力的培养目标，将情景教学与任务驱动两种教学方法相结合。在教学实践中采取以教师为导演，学生为主体，任务为导向，分组合作学习，突出师生互动的“项目研发”模式。该教学模式的实施方案，以课程教学典型环节分析项目情景的设定、项目的开展和最终的教学效果。“做中学”的教学理念给师生双方带来的变化，教师自身素质上的提高对教学活动的开展具有重要的推动作用。
[关键词]任务驱动；情景模拟；流体机械
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0135-02
《流体机械》以泵、风机和压缩机作为教学对象，是一门实践性很强的专业课，广泛应用于采矿、能源、化工等行业。教学内容以泵与风机的工作原理和设备选型为主，涵盖的知识面广，涉及机械设计、流体力学和工程材料等多个方面。大部分同学在学习过程中，对叶轮、流道等空间结构的想象能力有限，加之有限的认识能力和较深的理论内容，采用传统的教学方法给同学们带来了很深的心理阴影，直接影响到了课程的学习和知识的运用[1]，所以需要及时的调整教学思路，调动学生学习的积极性。这对培养专门人才，提高学生的工程实践能力具有重要的现实意义。
一、《流体机械》课程教学中存在的问题
传递-接受式教学是《流体机械》课程目前主要采用的教学方式。该模式能使学生在短时间内接受大量信息，培养学生的抽象思维能力。缺点是教学过程以教师为中心，学生被动的听取，缺乏参与教学活动表达自己思想的积极性。在遇到知识难点时只想逃避，没有积极思考的动力。教学中采用多媒体手段虽然可以将某种场景直观的呈现出来，增强学生对泵和风机在结构上的认识[2-4]，但是学生更像是在上课的时候“看电影”，教学效果不佳。在实践环节中，我们建设了《流体机械》实验室，安排有专门的实验课程，可是真正参与到实验中的学生总是少数。
存在这些问题的根本还是同学们在学习上的主动性不强，教与学相互独立。为此，我们设想将任务驱动法和情景教学相结合。希望借助计算机三维建模和多媒体技术，通过合理的情景设定，模拟企业“项目研发”的模式，构建以任务驱动，情景模拟，合作学习，师生互动为主要内容的全新教学方式，穿插到日常的教学活动中，改善《流体机械》课程的教学效果，培养学生的工程实践能力。
二、模拟“项目研发”的教学模式
模拟“项目研发”的教学模式是以产品研发过程为虚拟情景。老师作为导演，设计教学的情景和过程，假定某种工程需求作为任务。学生是项目研发的主体，置身其中，积极参与，通过自身的学习来解决问题，主动推进项目前进，在探索中加强对理论的认识，同时提高实践动手能力。
三、项目内容的选择和实施方案
（一）项目内容的选择
模拟项目研发的内容要紧密贴合教学，突出教学重点和难点，应选取有一定难度能吸引学生，又方便组织教学活动的内容，这样才能加深学生对授课内容的理解，还可以促进学生应用新掌握的知识去解决实际问题。[5]选题的对象不宜过大，要能够在规定的时间内完成。
（二）实施方案
根据选定的教学内容，将全班同学分组。教师向各组下达设计任务，并提供预先准备好的素材和资料。由于一开始，学生还没有真正的接触过流体机械的相关内容，直接以任务驱动，大量的时间都会消耗在资料整理和理论学习上，这不利于教学活动的开展，所以在任务下达后还要做具体的辅导，并在项目开展过程中，对遇到的难点进行解答。学生拿到任务书后，需要根据自身掌握的知识，自学课本相关内容，明确不足，查阅资料，进行组内讨论，形成设计方案，分工后展开工作，在规定的时间内完成原理性设计。
四、项目的具体实施和效果
（一）项目的具体实施
按照教学大纲和课程的内容，针对“叶片式泵与风机的基本理论”授课环节，选取单级离心式水泵和轴流式通风机为素材。在教学实践过程中，以离心式水泵叶轮和轴流式通风机叶轮的设计为主线，通过课堂讲授，动画演示，实物展示等活动，使学生对两种设备的工作原理和叶轮设计的基本过程有了总体的认识。教师分发提前准备好的设计任务书，各组的参数不同。学生以3～4人一组，分组讨论，依据表1流程图所示，展开工作。针对小组出现的问题，采取班级讨论，教师分析引导，共同讲解的办法。学生可以从“发现→解决→再发现”的经历中体会产品研发的过程。课堂讨论中，学生可以表述自己的观点，实现学生与学生，教师与学生间的多方互动，增加了课堂的趣味性，同时也是多方知识的融合。项目完成后，组织答辩，各组向全班同学做工作汇报。教师对学生参与的积极性和项目设计的正确性进行评价打分，总结现有教学活动的特点和不足，进行改进和完善。
（二）项目的实施效果
1.丰富了教学资源。针对教学内容和教法改革的需要，利用三维软件和多媒体技术，对原有的教学课件进行了修订，补充了泵和风机的工作原理、设计方法和动画演示的内容，结合目前学院流体机械实验室建设的机会，补充了对应的实物模型，可供学生拆装测绘。
2.改善了教学效果。项目模拟的课堂组织形式给予学生很大的空间，为学生提供了较为轻松的环境，能很好地发挥学生的主动性。如表1教学示例中，原有轴流式通风机叶轮的设计任务仅是要求完成叶轮的结构设计。在同学们的努力下，不但基本完成了风机整机的结构设计，通过查阅资料还提出了“动导叶”的方案。虽然有不足，但是学习的积极性明显得到提高，效果十分显著。新的教学模式可以把课下任务和课堂教学结合起来，学生在任务和好奇心的督促下不断提出问题，教师与同学们共同讨论解决。既增强了师生互动，又将被动学习转变为主动研究，促进了知识点的掌握和综合设计能力的提高。
3.提高了教师素质。教师创设的案例要获得学生的认同，就要充分了解本课程的内容，掌握相应的设计方法和相关的技术发展动态。这样提高了对教师素质的要求，从而提高了教师从事相关教学活动的工作热情和工程实践能力，是教师对自己的再培养。
五、结语
传统的课堂教学注重怎么教，项目模拟研发的教学方式着重学生怎么做。教与学融入做的过程，促进师生双方互动学习，共同提高，激发了学习的热情，培养了同学们自主学习的能力，树立了自信心。教师创造的任务情景不是简单的给出任务就可以的，需要运用多种方法组织引领学生，让学生参与课堂，这是对教师自身能力的锻炼。在传统的教学环境中这些都是无法实现的，我院课程教研组针对不同专业开设《流体机械》课程的特点，制定了对应的实施方案，在今后的教学活动中会继续探索改进。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张月芹.机械原理课程改革和创新设计实践的探索[J].大学教育，2015（5）：131-133.
[2] 王贵林，石峰，陈善勇，关朝亮.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[J].大学教育，2013（10）：68-70.
[3] 徐芳，程琛.多情景融合的项目引导式机械制图教学改革创新与实践[J].中国现代教育装备，2014（9）：72-74.
[4] 范俐.“教学做合一”情境教学的探索与实践[J].大学教育，2013（5）：80-82.
[5] 吴晓红，张建琴.《分散系及其分类》情景教学设计课例[J].教学，2011（10）：80-81.
[责任编辑：张 雷]
[摘 要]任务情景教学在《流体机械》教学中改变教与学分离的状况，紧扣提高工程实践能力的培养目标，将情景教学与任务驱动两种教学方法相结合。在教学实践中采取以教师为导演，学生为主体，任务为导向，分组合作学习，突出师生互动的“项目研发”模式。该教学模式的实施方案，以课程教学典型环节分析项目情景的设定、项目的开展和最终的教学效果。“做中学”的教学理念给师生双方带来的变化，教师自身素质上的提高对教学活动的开展具有重要的推动作用。
[关键词]任务驱动；情景模拟；流体机械
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0135-02
《流体机械》以泵、风机和压缩机作为教学对象，是一门实践性很强的专业课，广泛应用于采矿、能源、化工等行业。教学内容以泵与风机的工作原理和设备选型为主，涵盖的知识面广，涉及机械设计、流体力学和工程材料等多个方面。大部分同学在学习过程中，对叶轮、流道等空间结构的想象能力有限，加之有限的认识能力和较深的理论内容，采用传统的教学方法给同学们带来了很深的心理阴影，直接影响到了课程的学习和知识的运用[1]，所以需要及时的调整教学思路，调动学生学习的积极性。这对培养专门人才，提高学生的工程实践能力具有重要的现实意义。
一、《流体机械》课程教学中存在的问题
传递-接受式教学是《流体机械》课程目前主要采用的教学方式。该模式能使学生在短时间内接受大量信息，培养学生的抽象思维能力。缺点是教学过程以教师为中心，学生被动的听取，缺乏参与教学活动表达自己思想的积极性。在遇到知识难点时只想逃避，没有积极思考的动力。教学中采用多媒体手段虽然可以将某种场景直观的呈现出来，增强学生对泵和风机在结构上的认识[2-4]，但是学生更像是在上课的时候“看电影”，教学效果不佳。在实践环节中，我们建设了《流体机械》实验室，安排有专门的实验课程，可是真正参与到实验中的学生总是少数。
存在这些问题的根本还是同学们在学习上的主动性不强，教与学相互独立。为此，我们设想将任务驱动法和情景教学相结合。希望借助计算机三维建模和多媒体技术，通过合理的情景设定，模拟企业“项目研发”的模式，构建以任务驱动，情景模拟，合作学习，师生互动为主要内容的全新教学方式，穿插到日常的教学活动中，改善《流体机械》课程的教学效果，培养学生的工程实践能力。
二、模拟“项目研发”的教学模式
模拟“项目研发”的教学模式是以产品研发过程为虚拟情景。老师作为导演，设计教学的情景和过程，假定某种工程需求作为任务。学生是项目研发的主体，置身其中，积极参与，通过自身的学习来解决问题，主动推进项目前进，在探索中加强对理论的认识，同时提高实践动手能力。
三、项目内容的选择和实施方案
（一）项目内容的选择
模拟项目研发的内容要紧密贴合教学，突出教学重点和难点，应选取有一定难度能吸引学生，又方便组织教学活动的内容，这样才能加深学生对授课内容的理解，还可以促进学生应用新掌握的知识去解决实际问题。[5]选题的对象不宜过大，要能够在规定的时间内完成。
（二）实施方案
根据选定的教学内容，将全班同学分组。教师向各组下达设计任务，并提供预先准备好的素材和资料。由于一开始，学生还没有真正的接触过流体机械的相关内容，直接以任务驱动，大量的时间都会消耗在资料整理和理论学习上，这不利于教学活动的开展，所以在任务下达后还要做具体的辅导，并在项目开展过程中，对遇到的难点进行解答。学生拿到任务书后，需要根据自身掌握的知识，自学课本相关内容，明确不足，查阅资料，进行组内讨论，形成设计方案，分工后展开工作，在规定的时间内完成原理性设计。
四、项目的具体实施和效果
（一）项目的具体实施
按照教学大纲和课程的内容，针对“叶片式泵与风机的基本理论”授课环节，选取单级离心式水泵和轴流式通风机为素材。在教学实践过程中，以离心式水泵叶轮和轴流式通风机叶轮的设计为主线，通过课堂讲授，动画演示，实物展示等活动，使学生对两种设备的工作原理和叶轮设计的基本过程有了总体的认识。教师分发提前准备好的设计任务书，各组的参数不同。学生以3～4人一组，分组讨论，依据表1流程图所示，展开工作。针对小组出现的问题，采取班级讨论，教师分析引导，共同讲解的办法。学生可以从“发现→解决→再发现”的经历中体会产品研发的过程。课堂讨论中，学生可以表述自己的观点，实现学生与学生，教师与学生间的多方互动，增加了课堂的趣味性，同时也是多方知识的融合。项目完成后，组织答辩，各组向全班同学做工作汇报。教师对学生参与的积极性和项目设计的正确性进行评价打分，总结现有教学活动的特点和不足，进行改进和完善。
（二）项目的实施效果
1.丰富了教学资源。针对教学内容和教法改革的需要，利用三维软件和多媒体技术，对原有的教学课件进行了修订，补充了泵和风机的工作原理、设计方法和动画演示的内容，结合目前学院流体机械实验室建设的机会，补充了对应的实物模型，可供学生拆装测绘。
2.改善了教学效果。项目模拟的课堂组织形式给予学生很大的空间，为学生提供了较为轻松的环境，能很好地发挥学生的主动性。如表1教学示例中，原有轴流式通风机叶轮的设计任务仅是要求完成叶轮的结构设计。在同学们的努力下，不但基本完成了风机整机的结构设计，通过查阅资料还提出了“动导叶”的方案。虽然有不足，但是学习的积极性明显得到提高，效果十分显著。新的教学模式可以把课下任务和课堂教学结合起来，学生在任务和好奇心的督促下不断提出问题，教师与同学们共同讨论解决。既增强了师生互动，又将被动学习转变为主动研究，促进了知识点的掌握和综合设计能力的提高。
3.提高了教师素质。教师创设的案例要获得学生的认同，就要充分了解本课程的内容，掌握相应的设计方法和相关的技术发展动态。这样提高了对教师素质的要求，从而提高了教师从事相关教学活动的工作热情和工程实践能力，是教师对自己的再培养。
五、结语
传统的课堂教学注重怎么教，项目模拟研发的教学方式着重学生怎么做。教与学融入做的过程，促进师生双方互动学习，共同提高，激发了学习的热情，培养了同学们自主学习的能力，树立了自信心。教师创造的任务情景不是简单的给出任务就可以的，需要运用多种方法组织引领学生，让学生参与课堂，这是对教师自身能力的锻炼。在传统的教学环境中这些都是无法实现的，我院课程教研组针对不同专业开设《流体机械》课程的特点，制定了对应的实施方案，在今后的教学活动中会继续探索改进。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张月芹.机械原理课程改革和创新设计实践的探索[J].大学教育，2015（5）：131-133.
[2] 王贵林，石峰，陈善勇，关朝亮.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[J].大学教育，2013（10）：68-70.
[3] 徐芳，程琛.多情景融合的项目引导式机械制图教学改革创新与实践[J].中国现代教育装备，2014（9）：72-74.
[4] 范俐.“教学做合一”情境教学的探索与实践[J].大学教育，2013（5）：80-82.
[5] 吴晓红，张建琴.《分散系及其分类》情景教学设计课例[J].教学，2011（10）：80-81.
[责任编辑：张 雷]
