基于專題案例的“機械制造技術基礎”課程案例教學研究

詹友基 許永超 林志熙

[摘 要] 針對機械制造技術基礎課程進行了案例教學探索。提出了專題案例的概念，對專題案例總體規劃、案例類型、課程內容“專題化”系統的建立、編寫規范、選題設計等專題案例庫的建設要點進行了討論。通過教學改革實踐表明，它可以較好的實現學生知識目標、能力目標和情感目標的達成。

[關鍵詞] 機械制造技術基礎;案例教學

[基金項目] 2018年度福建省教育科學“十三五”規劃課題“基于專題案例的機械制造技術基礎課程案例教學研究”（FJJKCG18-104）;2017年福建工程學院本科課程高水平案例及案例庫項目“機械制造技術基礎課程案例庫”（JXKA18002）

[作者簡介] 詹友基（1972—），男，福建人，博士，福建工程學院教師教學發展中心主任，教授，主要研究方向為工程教育和機械制造;許永超（1986—），男，河南人，博士，福建工程學院機械學院講師，研究方向為工程教育和機械制造;林志熙（1971—），女，福建人，碩士，福建工程學院機械學院副教授，研究方向為工程教育和機械制造。

[中圖分類號] G642.4 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0160-03 ? ?[收稿日期] 2020-04-10

《教育大辭典》對案例教學的定義是高等學校里社會科學類專業教學的一種教學手段。即通過集中組織學生對某一系列案例進行討論分析，提出該系列問題的解決方案，在此過程中學生從中獲益，他們對相關的專業技能、知識和理論有了很好的掌握。案例教學源于哈佛大學，經歷了100多年的歷史。到上世紀八十年初，案例教學開始引進中國，它與MBA教育相結合獲得較好的教學效果。新工科背景下對工程人才培養提出了新的更高的要求，改進教學方法，提高教學質量勢在必行。案例教學已經被逐漸應用在各領域，涉及到化學、航空航天、電子商務、管理、旅游、法學、醫學等各個領域[1-7]，但在機械制造基礎課程的教學上案例的研究明顯較少[8-10 ]。所以為了培養高質量的應用型人才，急需對機械制造基礎課程專題案例建設進行研究，對教學進行改革，借助實際案例，提出問題、分析和解決問題，提高學生的學習興趣，使學生將各部分的知識融會貫通實現有效的學習。

一、“專題案例”的概念

專題案例在學術界還沒有公認的學理概念，本課題在廣泛收集和理解現有的學術成果和專家意見的基礎上對“專題案例”作如下解釋：“專題案例”為與主題密切相關的若干典型案例，具有“真實性”“完整性”“典型性”“啟發性”和“綜合性”的特點。除了對案例發生的背景、過程需進行詳細描述之外，還應深入探析案例的原理，對不同的觀點進行總結性地闡述說明和拓展性思考。

二、專題案例教學的意義

1.專題案例教學有利于培養學生主體性、主動性、自主性。專題案例教學是傳統概念教學上的升華，以教師和教材為中心主旨的傳統教學對學生實行的是灌輸式的教學，學生不能從中獲得學習潛能的開發與提升，這帶來了理論與實踐脫軌的不良結果。相較于傳統概念教學，專題案例教學就顯得尤為不同。專題案例教學培養學生收集多方面資料和信息的能力，在讓學生學會自主地分析已掌握的資料的同時，深化學生的思維。并力圖尋找一個問題的多個解決方案，讓學生養成創造性思維的好習慣。所以說專題案例教學的核心是對學生主體性、主動性、自主性發揮的培養。

2.專題案例教學有利于提高學生探討工程實踐的興趣和創新能力。將工程案例融入到課程教學過程，對培養學生的工程素質和創新意識奠定了堅實的基礎。通過理論知識與工程實際的緊密結合，可有效提高學生學習興趣及工程實踐與創新能力。

3.專題案例教學培養了學生分析問題、解決實際問題的能力。和傳統注入式教學方式不同是，案例教學呈現出的是動態的、開放式的教學模式。在案例教學中，處于特定教學情境中的學生需在信息條件不足的情況下對復雜多變的形勢做出獨立的判斷和決策。在此過程中學生綜合運用各種理論和經驗的能力、分析問題解決問題的能力得到了極大的鍛煉和提升。

4.專題案例教學對學生溝通與合作能力的培養起到了促進的作用。案例教學中學生往往需要通過小組、大組合作的方式來產生思維的碰撞，溝通與合作相輔相成、渾然一體。學生在這一過程中不但懂得了尊重別人、相互溝通，同時也增強了說服別人的能力和聆聽他人發言的好習慣。

三、專題案例庫的建設

1.制定總體規劃。機械制造技術基礎課程是高等工科院校機械類與近機類專業一門重要的專業技術基礎課。該課程實踐性強，課程內容與工程實踐聯系密切。根據機械制造技術基礎課程特點和教學工作需要，提出要建立機械制造技術基礎案例庫的總體規劃。總體規劃應該明確的點有：案例庫建設的總體思路、主要原則、案例庫建設團隊的組成、分工與職責，預算與經費保障措施、進度控制等。

2.案例類型。根據案例在教學環節的使用情況，可將案例分為課堂導入案例、課堂討論案例、深入研討和鞏固加深案例、課后討論案例四種。課堂導入案例主要是吸引學生，通常用一些生活中案例或者學生以往學過的內容來導入今天需要學習的內容。案例背景應該簡單有趣，引發學生的共鳴和探索熱情。課堂討論案例主要結合課程基本內容來展開，通過討論互動，實現基本知識的掌握。深入研討和鞏固加深案例是在課程基本內容基礎上的加深，通過多重互動和深入交流，注意融入課程思政元素，實現知識目標、能力目標和情感目標培養的有機結合，引導學生觸類旁通、學以致用和理論聯系實際。課后討論案例主要用于學生課后知識的拓展。

3.課程內容“專題化”系統的建立。根據機械制造基礎課程各部分內容，以機械加工生產過程為出發點，將機械制造基礎課程各部分的內容合理地規劃與組織，建立起“專題化”的知識系統，使之達到系統化、科學化的目的，見圖1。知識系統將產品的機械加工過程分為零件加工前的基礎知識、零件加工涉及的基本理論、零件加工前的工藝規程編制、零件加工的精度和質量要求、零件加工后的裝配方法等幾個專題。整個課程教學內容劃分為若干個專題，每個專題含若干個案例。課程內容“專題化”系統的建立涉及知識的系統化、體系化和碎片化，是實施案例教學法的關鍵。

4.專題案例編寫規范。課堂導入案例、課堂討論案例通常采用“簡單案例”，站在客觀的、局外人的角度上來討論案例。深入研討和鞏固加深案例通常采用“復雜案例”，站在主觀的、參與人的角度上來討論案例。專題案例具體編寫規范見表1。

5.專題案例庫的選題設計。建構主義理論將學生學習的過程分成沖突階段、建構階段和應用階段這三個階段[11]。與沖突階段相匹配的是課堂導入案例，教師案例選題要從學生已有的認知結構出發，引發學生的認知沖突，為認知結構的轉換奠定基礎。建構階段對應課堂討論案例，教師案例選題要引導學生對課本出現的新知識點進行分析并且歸納。應用階段對應深入研討和鞏固加深案例，教師案例選題要引導學生深入、鞏同和完善新的認知結構，實現認知結構遷移和應用。機械制造技術基礎課程的特點決定了專題案例庫的選題設計應圍繞著如何應用基本理論解決實際問題來進行，以生產實際為根本出發點，必須要具有工程性、典型性、時效性。案例教學的重中之重是專題案例，專題案例不僅是教學開展的核心也是載體，所以對專題案例的設計尤其要凸顯系統性、科學性、合理性和完整性，因為這將直接決定教學開展是否流暢、教學效果是否令人滿意。

四、基于“專題案例”的教學改革

教學的展開遵循著人的基本認知規律，即提出問題→分析問題→解決問題，通過教師講授基本儲備知識、提出問題、組織學生討論等過程來實現教學目的，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的能力。案例教學側重于分析案例，因此最好采用混合式教學方法，要求學生通過課前預習掌握相關理論知識，否則在案例討論時容易出現由于學生知識準備不充分而陷入困境。

以軸類零件加工教學為例。首先以學生金工實習用的CA6140主軸加工工藝導入主題，引導學生掌握軸類零件的功用、結構特點、技術要求、材料及毛坯，獲得軸類零件加工的工藝特點。接著通過錄像，結合課前預習成果，提出為什么“車工怕細長軸？”來開展闡述，引導學生分析細長軸外圓表面的車削工藝特點。進而提出相應要采取哪些措施，引導學生理解細長軸外圓表面的車削工藝特點，明確細長軸外圓表面的車削工藝措施，實現知識目標。再結合金工實習、東風商用車制造廠生產實習，列舉軸類零件的表面加工手段，引導學生掌握軸類零件外圓表面加工方法的知識目標，并培養分析軸類零件的外圓表面加工方法和特點的能力目標。然后進一步探討，通過分組探討預習作業（單件小批生產CA6140主軸的工藝路線），并且引導學生編制大批生產CA6140主軸的工藝路線，實現掌握車床主軸的加工工藝分析的知識目標，培養編制軸類零件的機械加工工藝規程的能力以及分析解決現場工藝問題的能力，并且培養學生認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風，實現情感目標。最后總結軸類零件制定工藝規程的特點，以及機械加工工藝規程制定的特點。通過基于“專題案例”的教學改革，學生普遍自主學習能動性和學習興趣提高，知識掌握的情況好于采用傳統教學方法的情況。

五、結語

本論文介紹了機械制造技術基礎課程專題案例教學的意義，詳細闡述了專題案例庫的建設過程，以軸類零件的加工為例介紹了“專題案例”的教學改革過程。“混合式”教學模式加上“專題案例”教學方法已經成為機械制造技術基礎這類工科專業課程行之有效的一種教學方法，雖然在實踐中取得了良好的教學效果，但是還應該對案例庫建設和案例教學進一步研究和探索，以適應新工科背景下對人才培養的新要求。

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