基于工程案例的机械工程类专业课程课堂教学的研究与实践

云介平，张建梅，徐红丽，尹飞鸿

(常州工学院机械与车辆工程学院，江苏常州213002)



基于工程案例的机械工程类专业课程课堂教学的研究与实践

云介平，张建梅，徐红丽，尹飞鸿

(常州工学院机械与车辆工程学院，江苏常州213002)

摘要：分析了现阶段课堂教学现状及特点，再与工程案例教学进行比较，剖析了课堂教学所面临的问题，提出了相应的改进措施。结合实际课程内容的模块划分及对应技能的培养，进行了相应的课堂规划，形成了课堂案例教学模式，为课堂案例教学的实践提供了依据。

关键词：知识传授型教学；技能培养；工程问题；课程模块；案例教学

0引言

机械工程类专业的大多数毕业生面对工程实际问题(或各种实践环节)往往感觉无从下手，不能迅速投入到工作中，这一现状导致用人单位不能及时开展工作，出现效率低下等问题。此现状的实质不是当事者不具备相应的专业知识，而是缺乏有效的专业思维、方法、习惯。

目前，机械工程类专业的课堂教学主要在帮助学生形成系统的专业知识方面发挥了主导作用，而在技能训练、专业素养方面虽然也有各种环节的安排，但效果不佳。如何将学习知识和应用知识结合起来，应该是解决这一问题的关键所在。

1现阶段课堂知识传授型教学现状

现阶段机械工程类专业课程的课堂教学大多数采用借助多媒体课件的教学方法，教学过程如图1所示。知识传授型教学着重从讲授概念、术语开始，逐层阐述相关理论或知识，为了便于说明或理解，引入各种事例、例题等[1-2]，通过课堂教师讲授和学生听讲，课后学生完成作业，而实现知识的传播。

图1　现阶段课堂的教学过程

现阶段课堂教学可以称之为知识传授型教学。现阶段课堂教学是学生被动接收教师传授的系统理论知识，缺乏有效的专业思维训练。

2工程案例实践型教学

2.1工程案例教学的基本过程

工程实际问题的解决，常常从了解问题的全貌入手，进一步深入研究、分析、剖析、分解问题，通过解决一个一个小问题，最终解决全部问题。这与广泛应用心理学、医学、法学等学科的案例教学有着极其相似的地方。案例教学是通过恰当的案例，对相关问题进行深入的研究分析和挖掘，从中寻找带有规律性、普遍性的因素。根据教学目的和教学内容的要求，运用工程案例，可以将学生带入特定事件的场景进行分析，通过思考或团队协作，进一步提高识别、分析和解决某一具体问题的能力，也有助于培养良好的工作作风、沟通能力和协作精神[3-5]。工程案例教学的基本过程见图2。

图2　工程案例教学的基本过程

结合工程案例的教学是从案例开始，由学生和教师共同研究，学生独自分析和分组讨论，教师参与讨论，学生撰写报告，教师进行评价和总结，从而获取知识，形成实践经验。此教学过程可以简称为工程案例的实践型教学。

2.2知识传授型教学和工程案例实践型教学的对比

从上述2种教学过程来看，各具特点。从不同的角度进行比较，对比结果见表1。

表1　知识传授型教学和工程案例实践型教学的对比

从以上对比中得知，工程问题实践型的课堂教学是结合恰当的工程案例进行有效思维，通过学生个体学习和相互讨论，获得技能和经验或消化理解已有的知识，过程记忆深刻，处理模糊性问题的能力增强，加强了课堂交流，促进了学生学习的积极性，但不足之处是获得的知识缺乏系统性。知识传授型的课堂教学是学生被动接收教师传授的系统理论知识，缺乏有效的思维能力训练[6-10]。

3融知识传授和工程案例实践于机械类专业课程的课堂教学

目前，将工程案例实践融于知识传授的机械类专业课程课堂教学中面临诸多问题，究其实质主要有教学内容及课时、教学对象、案例选取等问题。

3.1合理规划教学内容及课时，给予案例引入及研究有效的时间安排

不同课程的教学要求不同。针对不同的教学要求，考虑在课堂中是否要引入工程案例，面对课程内容繁多，可将教学内容分为课外学习和课堂学习两阶段。对内容较容易的，可采取布置课外预习、试做作业来学习课本中的知识；对于内容较复杂部分，辅以结构图样或图片或其他视频类课件来引导学习。

3.2结合教学对象的特点，采取恰当的引导方法

对从未离校独立承担实际工作的同学，面对案例中大量隐含的内容，他们可能会茫然失措。因此，授课教师必须根据实际情况介绍一定的专业实践经历和经验，从工程角度指导同学开展工作。

为此，根据目前教学对象和专业课程的特点，将案例引入机械类专业课堂教学应有其自身的特点，提出以下几点原则和措施。

1)确定一种具体的案例类型(如“机械加工工艺规程设计”)，根据实际情况总结经验，再逐步延展到其他内容或课程。

2)收集、编辑、制作案例材料。

3)教学过程先总体概述，后分解授课。按照教学大纲要求，引导学生了解课程全貌，然后再向下分解授课。分章分节逐渐进行，逐步掌握案例中的工程环境和相关技术要求。所推出的案例只用1～2个作为研讨对象，1个是引入案例，1个是分析案例。

3.3理论与实际的结合，是案例教学成功的关键

案例教学成功的关键是所选择的案例要能引起学生的思考和讨论。为此，工程案例应兼顾以下属性。

1)案例要有实效性。案例要尽可能涵盖某一专题所学部分的理论知识和方法，并具有一定的深度和广度。

2)案例要有针对性。根据不同年级学生的理论基础不同，选择适当案例，使之更具影响性。例如：对初构专业平台知识的学生，应引出“描述型案例”；对基本搭建专业知识平台的学生，引出“问题案例”或“综合复杂性案例”等。

3)案例要有典型性。引出的案例应具有代表性，且能够体现相关专业的规模、阶段规律，要有很强的参考性。

4)案例要有定性和定量双重性。案例的定性是加深对问题的感性认识和理论的理解；案例的定量性是促进学生对理论知识和方法的综合运用，进一步理解、掌握有关理论和方法，最终达到综合能力的提高。

4引入工程案例的课堂教学实践

4.1划分课程模块

“机械制造工艺学”课程是机械类专业的重点专业课程。根据专业技能构成和课程大纲要求，将课程内容划分为如图3所示的三大模块，各模块内容之间既独立又有一定的联系。

图3　课程模块

图中：模块Ⅰ是关于机械加工工艺过程的基本概念、编制机械加工工艺规程的基本步骤以及基本的原则、机床夹具设计的规则等内容的介绍；模块Ⅱ是关于机械加工质量受哪些因素的影响，如何影响，影响的程度如何等问题的内容；模块Ⅲ是关于机器制造过程中的装配工艺规划的基本规则以及保证装配精度的基本措施的内容。模块Ⅰ是模块Ⅱ的研究对象，模块Ⅱ将影响模块Ⅰ的形成和成果；模块Ⅲ既依赖模块Ⅰ、模块Ⅱ的结果，又影响模块Ⅰ、模块Ⅱ的过程。

4.2规划与课程模块相结合的技能培养

按照如图4所示的思路，通过知识传授与工程案例分析相结合，使学生在课堂教学过程中，既获得系统知识，又借助案例分析，理解消化知识，并获得与工程实践相应的操作技能。

通过模块Ⅰ的学习，正确理解基本概念，掌握相关步骤以及基本的原则等知识点，结合案例，培养编制机械零件机械加工工艺规程的能力和设计机床专用夹具的能力。

通过模块Ⅱ的学习，掌握机械加工质量所受因素的影响及程度等知识点，结合案例，对机械加工过程中出现的各种加工质量问题，采取有效、合理的解决措施。

通过模块Ⅲ的学习，了解关于机器制造过程中装配工艺规划的基本规则以及保证装配精度的基本措施，结合案例掌握设计机器装配工艺规程的基本方法和保证装配精度的技能。

4.3结合知识学习和技能培养的课堂规划

结合案例的课堂教学采用如图5所规划的教学模式。该模式的特点如下。

1)教师课前归纳每个模块的知识点(概念、原则、原理)，精选思考题，准备合适的案例，及时进行课后小结，纠正不足，以便于开展下一节课的教学。

2)学生课后以知识点为主，自主学习，完成思考题，并记录学习中遇到的疑难问题。

3)课堂教学前期主要以学生在模块自主学习中遇到的问题为主，或由学生相互答疑，或由老师答疑，或师生讨论；后期以案例为主，从学生所做方案出发，分组讨论，师生课堂讨论，寻找优化方案；最后，师生共同总结案例所包含的知识点。

图5　课堂案例教学模式

在具体教学实践中，必须关注以下几方面的结合：①注重集中解答和个别指导相结合；②注重学生互动和师生互动相结合；③注重教师参与讨论和小组讨论相结合；④注重作业检查和课堂学习相结合；⑤注重课堂授课和课堂讨论相结合；⑥注重知识点讲授和案例分析相结合。

5结语

课堂教学的合理规划以及教学方法的综合应用，对于人才培养，尤其人才能力的培养，将起到重要的甚至是关键的作用。将工程案例引入现阶段教学的课堂中，创新性地规划出新的课堂案例教学模式，既吸取了传统教学的优点，又发挥工程案例在技能培养中的优势，并通过教学实践，进一步完善这一模式，将有利于高素质应用型人才的培养。

[参考文献]

[1]云介平.提高“机械制造工艺学”课堂教学效果的途径之探索[J].常州工学院学报,2010(1):80-83.

[2]黄文澜.举例教学法与案例教学法的辨析及其优化整合：基于教育实例的教师教育课程实施的思考[J].湖州师范学院学报,2013(3):133-137.

[3]张丽梅.案例教学法的研究与教学实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2006(3):51-52.

[4]王青梅,赵革.国内外案例教学法研究综述[J].宁波大学学报(教育科学版),2009(3):7-11.

[5]胡世华,刘士国.工程专业案例教学若干问题研究[J].宜宾学院学报,2005(12):116-118.

[6]韩利红,陈爱祖,齐会宁.基于自主开发的案例教学研究与实践[J].教育理论与实践,2009(12):49-51.

[7]于克强,陈国辉,刘秀莲.工程案例教学在机械设计教学中的应用[J].中国电力教育,2013(7)：80-81.

[8]金晓怡.机械设计课程案例教学的研究与实践[J].机械制造与研究,2011(3):73-76.

[9]林元龙.案例教学的几个误区[J].现代教育科学,2004(10):20-21.

[10]苗张木.试论工科类课程中的案例教学[J].交通高教研究,2002(1):36-38.

责任编辑：周泽民

Research and Practice on Classroom Teaching of Specialized Courses for Mechanical Engineering Majors Based on Engineering Cases

YUN Jieping，ZHANG Jianmei，XU Hongli，YIN Feihong

(School of Mechanical and Vehicle Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

Abstract：Through analysis of the current situation of classroom teaching,this paper uncovers its characteristics.The paper also compares the problem-based teaching with case-based teaching,discusses problems that might be brought about by introducing engineering cases to classroom teaching together with corresponding measures.Combining actual module division of teaching content with corresponding skill training,the article innovates the classroom planning and sets up a teaching mode for case teaching,which provides a basis for the application of case teaching in classroom.

Key words：knowledge transmission teaching;skill training;engineering problem;curriculum module;case teaching

doi:10.3969/j.issn.1671- 0436.2016.02.018

收稿日期：2015- 12- 01

基金项目：常州工学院教学建设重点项目(A-3001-13-055)

作者简介：云介平(1966—)，男，硕士，副教授。

中图分类号：G642

文献标志码：B

文章编号：1671- 0436(2016)02- 0081- 04