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问题教学法在《机械基础》课教学中的应用
作者：邱培钊
关键词：问题教学法；机械基础；应用
所谓问题教学法，就是由教师提出问题，激发学生积极思考，引导他们根据已有知识和经验，通过推理来获得知识的教学方法。它是贯彻启发式教学的基本教学方法。使用该方法教学时，学生掌握的知识不是教师直接提供的，而是教师引导学生发现的。因此，学生在知识结构得到构建的同时，也培养和提高了学习能力、思维能力、科学探究能力和创造能力。现代教学观认为：没有问题是谈不上学习和研究的。杨振宁教授说：“中国学生与美国学生的最大区别就在于中国学生不善提问题，不愿提问题。”但这是不是中国学生天生的呢？答案是否定的。这是我国长期以来采用“满堂灌”、“注入式”教学方法的结果。因此，采用问题教学法培养学生的自主意识、问题意识，提高学生的创新能力至关重要。笔者在《机械基础》课程教学中应用问题教学法，取得了一定成效。
问题的创设
问题教学法能否取得预期效果，问题创设是基础。因此，教师在备课时，应根据学生实际情况，因材施教，做好问题创设工作。
（一）问题创设的原则
科学性 教师应在理解教学大纲和教材的基础上，准确把握每节课的知识点和重难点，科学设计好每一个问题。
层次性每一班的学生都有上、中、下三个层次。因此，设计问题时应满足不同层次学生的需要，难易适中、科学合理，让学生能自己解决问题。
启发性问题教学法属于启发式教学，要层层设问、层层启发，诱导学生思维，启发他们跟着解决问题的思路走，进行逻辑推理，从而得出正确结论。
实用性《机械基础》是一门实用性很强的学科。因此，问题设计应理论联系实际，要求学生应用机械原理解决实际问题，体现学以致用。
全面性应用问题教学法进行教学，设计的问题应尽可能涵盖每个课时的全部知识点，使学生在解决问题的同时，全面掌握必备知识。
（二）问题的层次
“是什么”的问题属低层次问题这个层次的问题学生经思考就能解决，如“什么是机构的传动比”、“齿轮副的正确啮合条件是什么”等。
“为什么”的问题属中层次问题对这个层次的问题，学生在深刻理解相关机械原理基础上，还必须经过一系列的思维探索才能解决。如“为什么一台小小的千斤顶能顶起几吨重的汽车”、“为什么带传动必须有张紧装置”等。
“怎么做”的问题属高层次问题学生在熟练掌握机械原理基础上，需要应用所学知识来解决实际问题。如让学生利用学过的铰链四杆机构内容，设计制作一个曲柄摇杆机构并进行演示等。这个层次的问题能培养学生的创新意识、科学探索能力和实践能力。
应用问题教学法进行《机械基础》教学，应尽量选用“为什么”和“怎么做”的问题，以充分激发学生的思维活动，调动学生积极性。
（三）问题的类型
温故知新型问题通过对这类问题的思考回答，使学生回忆学过的知识，同时激发学生对新知识的兴趣，一般可在引入新课时使用。如在讲授“铰链机构的基本性质”前，笔者给学生提出这样一个问题：试述机架、曲柄、连杆和摇杆在组成机构中的特征。学生思考后，都能正确回答，达到温故的目的。这时，笔者趁热打铁，引入一个新问题：曲柄的存在与什么因素有关？这个问题引起了学生的兴趣，充分调动了学生的思维。经过一番思考和讨论，大部分学生都认为与四杆的尺寸有关。笔者对学生说：大家讨论的结果是正确的，但什么样的尺寸关系方有曲柄存在呢？这就是我们下面要学习的内容。这样的问题能使学生对新知识充满期待，学习积极性大大提高。
理解分析型问题学生应用学到的机械基础知识分析解决具体问题。通过对问题的思考、运算和解答，提高学生综合应用知识的能力。如讲授“直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算”后 ，笔者提出这样一个问题：有两个直齿圆柱齿轮，齿形角都是20°，经测量Z=20，Z=60，da=55mm.da=186mm,试问这两个齿轮能否配对使用？为什么？这个问题要求学生使用学过的“直齿圆柱齿轮几何尺寸计算”及“直齿圆柱齿轮副正确啮合条件”来分析工程实际问题。有的学生说：题目没有提供齿轮模数，怎么判断？笔者对他们说：模数就在问题中。这时，大部分学生恍然大悟，知道应用公式m=可求得模数m。通过分析计算，学生们都能得出结论：这两个齿轮不能相配，因为m=2.5、m=3,两齿轮模数不相同。
启发引导型问题通过向学生提出具有一定启发性的问题，引导学生寻根问底，探求新知识。如在讲授“带传动”内容时，笔者提出这样一个问题：在同等条件下，为什么V带比平带传动平稳，且传动能力是平带的三倍？通过思考，学生很快就能回答出：带传动是依靠带与带轮间的摩擦力来实现的，在同等条件下，V带的摩擦力比平带的摩擦力大，因此，V带比平带传动平稳，传动能力强。这时，笔者继续启发引导学生寻根问底，进一步提出问题：为什么在同等条件下，V带的摩擦力会比平带大呢？这一问题进一步调动了学生思维。有一学生说：V带与带轮的接触面有两面，平带与带轮的接触面只有一面，因此，V带的摩擦力比平带大。笔者随后评价说：这位同学说的有一定道理，但缺乏说服力，请大家利用学过的力学知识进行分析计算，用数据说话。学生进行受力分析、画受力图、计算摩擦力。经计算，在同等条件下，V带的摩擦力约等于3倍平带的摩擦力。问题迎刃而解。通过该问题的教学，学生不仅知其然，而且知其所以然，效果明显。
评价激励型问题通过学生对问题进行评价，激励学生主动参与学习活动。如在讲授“轴承”过程中，笔者提出这样一个问题：有一个旋转机械机构，其特点及参数如下：轴径φ30，两支点跨距较大，承受径向载荷且有一定冲击，该机构拟选用51106轴承。试分析评价。如不适用，应选用什么轴承？学生对这一选用方案的评价是：51106是公称内径d=30mm的推力球轴承，推力球轴承主要承载轴向载荷，而机构的载荷为径向载荷，因此，该轴承不适用。笔者进一步激励说：51106不适用，那么应选用什么轴承呢？请各小组对该机构选用轴承的要点进行分析、讨论、归纳，把结果写在卡片上，并在黑板进行展示，看哪一个小组完成得又好又快？话音刚落，课堂气氛马上活跃起来，各小组展开激烈争论，迅速形成小组意见，并以卡片形式在黑板上展示。笔者逐一对各组结果进行评价，并归纳总结选用要点：（1）转动轴两支点跨距较大，要求轴承应有调心性能，应选用调心轴承；（2）机构承载为径向载荷，应选用向心轴承；（3）载荷有一定冲击，应选用滚子轴承。随后，笔者要求学生根据上述要点选用轴承型号。学生经讨论后，确定选用调心滚子轴承21306。
发问技巧的把握
要运用问题教学法上好一堂课，除了创设好问题外，还要求教师把握好发问技巧。发问得当，事半功倍，发问不当，事倍功半。具体应注意以下几点：（1）教师应清楚、正确地提出问题，而且多用激励性、鼓励性语言；（2）发问顺序应是先易后难，由浅入深；（3）提出问题的方式应多样化，可以是教师问、学生答，也可以是学生问、教师答，或学生问、学生答；（4）在学生回答之前提供思考时间，紧随学生的回答继续发问；（5）在回答过程中，教师应鼓励学生寻根问底，鼓励学生发表不同的见解，培养学生的创新精神；（6）既面向全体学生，又尊重个性和差异；（7）教师在发问时机掌握上要做到“不愤不启，不悱不发”。
在笔者所任教的数控技术一班的《机械基础》课程教学中运用问题教学法后，该班的学习成绩明显优于其他班。在学生对教学的评议活动中，学生的评议是：该教学法使我们由厌学变乐学，学习内容由枯燥变有趣，课堂气氛由死板变活跃。
参考文献：
[1]孙锦涛，纪登训．成功愉快教育模式方法案例全集[M].北京：新华出版社，2000．
[2]陈海魁．机械基础[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2001．
[3]敖洁．问题教学法的实践探索[OL].(2007-09-05).http://blog.sina.com.cn/s/blog
_53be09a301000a2x.html.
作者简介：
邱培钊（1962—），男，广东潮州人，讲师，主要从事教学管理和机械专业教学，研究方向为技工学校教学方法。