案例教學在機械創新設計課程中的應用

周啟興+余卓驊+李兵

摘 要： 案例教學對培養應用型人才有積極性影響，機械創新設計作為一門實踐性很強的工科課程，在培養應用型人才上起著關鍵作用。本文闡述了案例教學的定義、應用狀況，總結了其教學基本流程，探討了案例教學在機械創新設計課程中應用的必要性，并提出了該門課如何更有效地實施案例教學的建議，以實際教學案例說明實施方法和效果，以期為機械創新設計的案例教學提供參考。

關鍵詞： 案例教學 機械 創新設計

1.案例教學的定義和應用

在商業、企業管理中，案例通常被譯作為“個案”、“實例”之意[1]，案例教學是一種以案例為基礎的啟發式教學方法，通常在老師的指導下，通過教師講授基本知識、提出問題、組織學生討論得到不同的答案、撰寫案例分析報告等過程實現教學目標，改善教學效果，從而提高學生理論知識水平和解決實際問題能力。案例教學法起源于美國的哈佛大學商學院，首先被運用于法律教學中，后來被逐漸運用于醫學、管理學、教育學等學科，培養了一大批能夠解決實際問題的職業老板。深圳大學鐘杏云針對案例教學進行了問卷調查，研究表明，案例教學法與其他傳統教學法相比優勢明顯，最受學生期待和歡迎[2]。

2.案例教學的基本流程及注意事項

很多人認為案例教學就是舉例教學，其實不然，案例教學是一種系統的教學活動[3]，通常有四個基本環節[4]，并且每個環節都有需要注意的地方：

（1）課前準備，根據教學目的確定教學重點、難點，并結合學生的知識背景、學習現狀和心理特點，選擇難易適度、具有挖掘潛力的典型案例[5]。選擇案例時注意精選案例并建立自己的案例庫，案例要新，主題要緊跟時代和經濟生活步伐，保持學生興趣。

（2）小組討論，首先是分組，每組成員控制在5～10人之內，討論的問題數量不宜過多，一般3～4個，討論時可列出問題討論提綱，提前發給學生。然后需要意識到案例教學不是萬能的，在看到它有明顯優點的同時，認識到它在教學實踐中存在一些缺陷，如課堂秩序難以維持、討論占據課堂時間使傳授知識效率不高。為此，教學中應注意案例教學與傳統講授教學協調配合使用，使教學內容互相補充，既可維持課堂教學秩序，又可使學生學到的知識點更多。

（3）討論后的總結，討論后，教師需要對案例討論結果進行歸納、總結與點評，這是案例教學的難點，因為案例教學不注重答案，在于過程，教師能否對學生的討論結果進行高度概括與總結對學生學習興趣與思維方式的培養起關鍵作用，為了激發學生的興趣，點評時應采用激勵方式。

（4）撰寫書面總結報告，寫報告前可通過調查問卷進行教學評價，結合評價結果來寫，這樣可更有效地把握案例教學效果，并有利于教學反思與提高。

3.在機械創新設計中引入案例教學的必要性

近年來，我國機械制造業高速發展，亟須具有創新能力的機械類應用型人才，我國提出從制造大國向制造強國轉變這一目標，迫切要求提高大學生的機械創新設計能力。目前，國內許多高校機械創新設計教學的教材基本就是“創新設計理論、創新設計基礎、創新設計實例”三大塊內容，其中，理論和基礎部分主要講述創造性思維、創造原理、常用創新技法及相關例子，實例部分重點是對典型案例進行分析，類似于填鴨式教學模式，學生學習興趣低下，機械創新能力培養與提高受到極大影響。因此，為改善教學效果，必須改革傳統教學模式，采用案例驅動方式講授相關內容、引導學生對這些案例進行討論的啟發式教學，讓學生成為課堂的真正主體。機械創新設計是一門基于機械原理、機械設計的工科課程，目前，國內外學者對案例教學的研究很多，并取得比較大的成效，但在機械創新設計方面的研究較少，當前，國內主要通過開展“機械創新設計大賽”培養大學生的機械創新設計能力，但參與人數有限，為更好地培養大學生創新思維，可以將案例教學法應用在機械創新設計課堂教學中，改變傳統教學模式。

4.在機械創新設計教學中如何開展案例教學

心理學認為，新鮮的事物對學生的吸引力較大，與生活緊密關聯的事物總能引發學生的興趣。國外有的研究表明，案例一般分成3種，第1種提供答案；第2種不提供答案，通過討論得到；第3種為理論型的，目的在于提高學生的理論水平。在機械創新設計案例教學過程中，這三種案例可交叉使用，既可讓學生增長知識，又不會讓學生對過多的討論產生厭倦情緒。隨著計算機發展和多媒體技術的應用推廣，案例教學內容和形式變得更加多樣和豐富，使文本型案例發展為文本、圖片、視頻一體化的案例，案例形式的改變給課堂教學注入了新生力量，有利于培養學生的學習興趣。研究表明，人的知識八層以上來源于視覺，其次聽覺，最后是其他事物的影響，故視覺事物對人的學習至關重要[6]。當今互聯網發達，資源比較豐富，有效利用網絡資源和合理應用多媒體教學是現代教育的重要手段。因此，為激發學生的學習興趣，在機械創新設計教學中講述概念時還可以借助機械創新圖片案例或視頻短片案例，將學生帶入某種生活情境中思考問題，并提出相關問題引導學生應用理論知識解決實際問題，網絡機械圖片、機械視頻短片、機械創新設計比賽獲獎作品視頻等都是很好的案例材料，比較容易收集，教學中完全可以利用起來，當然，這些案例在課堂上需要結合教學目標導入，并由問題引入引導學生思考。

5.機械創新設計案例分析實例

我校被江西省教育廳列為省內十所應用型本科試點高校之一，為加快轉型發展步伐，全校不斷深化課程改革，倡導案例教學。在機械創新設計課程教學當中，通過問卷調查發現，當今大學生比較喜歡生活中的機械裝置，因此收集了大量貼近于生活的機械創新圖片案例和視頻案例，建立了案例庫，并用于教學過程，通過案例講述相關概念，取得了較好的教學效果。所用案例當中，有直接給出答案的，有不提供答案通過討論得到的，還有發展理論型的，最終目的是增長學生的機械創新知識，開拓學生的創新思維，下面列舉兩個機械創新設計教學案例：

案例一：講授組合創新設計方法時，首先提出問題“下雨的夜晚，在沒有路燈的情況下，需要攜帶什么工具便于出行”，以這類生活問題作為教學切入點，同時引入夜晚下雨的情景圖片，將學生帶入這一情境之中，這時有學生想到雨傘與手電筒，然后提出疑問“雨傘與手電筒一般需要兩只手操作，如果身上還有行李箱，不便于手持手電，如何解決此類問題呢”？經過十分鐘的討論，就有了結果，其中一學生提出“可把手電筒裝在傘的手柄上”，話語剛落，馬上又有一學生提出“將手電加上某裝置固定在頭上”，還有一學生說“將雨傘固定在人的肩膀上”，當然還有學生提出其余想法，這里不再一一描述，最后點評“其實解決的方法很多，這些方法都能解決實際問題，但方法1，可以將兩種東西變為一種東西，方便實用”，這時學生一片歡呼，課堂氣氛活躍，答對的小組都有一種成就感，感覺創新不難。通過這個案例的講解，既開拓了學生的創新思維，又讓學生懂得了機械組合創新的概念，特別是激發了學生的學習興趣。

案例二：講授“逆向思維”內容時，先不講概念，而是在課件上導入動物園的老虎，并有游客觀看的圖片，讓學生想到“一般的動物園老虎是關起來的，人在鐵欄外面觀看”的生活常識，然后提出問題“老虎會因為被人控制而表現不出其野性，如何讓人靠近老虎使人能夠接近老虎，又不驚嚇到老虎，而且更好地看到老虎的本性”？這個問題激起學生的好奇心，頓時課堂討論氣氛活躍，當然這個問題可能需要點時間思考，為了節約課堂時間并啟發學生思考，通過多媒體展示動物世界里老虎的相關視頻，引導學生站在拍攝者的角度思考問題，很快有學生提出“可用電視劇組用的攝像裝置近距離拍攝”，又有學生提出“用直升機觀看”，還有同學提出“拆除限制老虎活動范圍的鐵欄，讓人進入鐵籠車中，讓車開進動物園，讓老虎來看人，人在鐵籠車上看老虎”，最后點評“這些方法都是可行的，但是方法1和2成本較高，方法3比較可行，人可看老虎，同樣又可反過來老虎看人”。通過這個問題的思考與討論，學生懂得了逆向思維這個概念，學會了如何通過逆向思維解決實際問題，從而為講授“創新思維”其余內容提供理論基礎。為了加深學生對這部分知識的理解，并將其應用在生活中，再次提出問題“以前檢修車輛一般都是人趴在車底下，那現在用什么方式？以前搶修線路人爬電線桿，現在用什么”？經過一番思考與討論，這時有的學生根據自己的生活經驗告訴大家“檢修車輛時，小車一般會被架起來，修大車時人一般會在修車坑里操作”，“搶修電線現在都用升降裝置將工人升到相應高度”，最后點評“從大家的答案可知，大家的生活經驗不錯，可以想到這些問題的答案，在這門課中，這些都是創新方法知識的應用實例”。課堂教學在這樣一個案例討論過程中進行，學生學習興趣濃厚，都能積極思考與討論。

通過案例教學在機械創新設計課程中的實施，可將機械創新理論知識與生活、生產實際相結合，激發學生的學習興趣，改變枯燥的教學氛圍，激發學生的學習興趣，調動學生的積極性和主動性。在近幾年機械創新設計教學中實施案例教學，取得了較好的教學效果，先前的上課模式、概念和理論致使很多同學低頭上課，自采用案例教學法后，上課氣氛活躍，學生積極參與創新實踐，學生作品在第六屆全國機械創新設計大賽上獲江西賽區二等獎，還獲得了國家實用新型專利，在全國第七屆全國機械創新設計大賽中榮獲江西省一等獎兩項，其中有一項被推薦參加全國賽，通過初評已確定獲得全國二等獎。

6.結語

機械創新設計對學生的創新思維和創新設計能力起著關鍵作用，本文闡述了案例教學的意義及對機械創新設計課程的作用，并結合教學實例探討案例教學實施過程，提出了在課堂上根據機械創新設計課程教學目標引入不同形式的與理論知識相關的案例，有效組織學生討論的案例教學，可以激發學生的學習興趣，有效彌補傳統教學模式的不足，改善教學效果，最終提高學生的機械創新設計能力。

參考文獻：

[1]李玉霞.案例教學應用研究[J].西安歐亞學院學報，2009，7（1）：55-57.

[2]辛紹杰.案例教學在機械原理課程教學中的應用研究[J].中國校外教育，2010，（8）：216-217.

[3]閆冰潔.案例教學在材料力學教學中的應用[J].科技情報開發與經濟，2007，17（7）：256-257.

[4]林忠.案例教學的實踐與體會[J].東北財經大學學報，2012，（5）：81-82.

[5]徐雪梅.案例教學在《管理溝通》中的應用[J].東北財經大學學報，2008，（2）：90-92.

[6]戴文霞.圖片—視頻—案例一體化課堂教學法淺析[J].文學教育，2015，（10）：146-147.