基于案例分析和項目教學雙驅動教學模式探討
——以農機工程材料及延壽技術課程為例

河北農業大學機電工程學院 趙建國 袁大超 趙曉順 劉敬春 李建昌 郝建軍 馬躍進

近年來，應用型、創新型人才培養越來越受到社會的關注，并且已成為我國高等教學人才培養中的重中之重。在人才培養中，特別要注重學生分析問題和解決問題能力的培養，鼓勵學生從“被動接受”向“積極參與”轉變，倡導學生從“要我說”向“我要說”的思維轉變，引導學生從“知識型”向“能力型”提升。為此，以課程為抓手，做好應用型課程教學革新，不斷提高教學效果，讓師、生、課融為一體，對于培養學生掌握基礎知識和提升實踐動手能力具有重要意義。“農機工程材料及延壽技術”課程應用性強，涉及知識面廣，主要是培養農業機械裝備材料設計、失效分析、零部件維修等方面的應用型人才。本文以河北農業大學“農機工程材料及延壽技術”課程為例，探索案例分析和項目教學在該課程中的應用模式。

1 “農機工程材料及延壽技術”課程簡介

“農機工程材料及延壽技術”是一門新興的綜合性學科，也是農業機械維修的核心課。該課程涉及了摩擦學理論、統計學理論、控制論、信息論、維護保養技術、設備改造技術、零部件維修技術及工藝等，總學時32 學時，其中理論教學24 學時，實驗教學8 學時，重點介紹農機材料及失效分析和設備維修技術兩大部分內容。第一部分以故障理論為基礎，深入分析磨損失效、斷裂失效、變形失效、腐蝕與氣蝕失效的特征、機理、影響因素和有效對策；第二部分是維修延壽技術，從潤滑理論、維修技術入手，重點學習潤滑原理，潤滑材料的選用與實施，堆焊、電鍍、熱噴涂、粘接等維修技術及工藝方法。

“農機工程材料及延壽技術”是一門實踐性、應用性較強的課程，在研究機械工程設備工作性能惡化的規律基礎上，通過分析失效機理和過程，制定延長設備零部件壽命和改善其可靠性的技術和工藝。然而該課程理論知識枯燥，學生學習興趣不高；工藝技術抽象，學生興趣高但難以理解，不好掌握，更難自己進行實際操作，從而影響教學效果。課程安排中即使有實踐環節，但多為驗證性試驗，學生往往知其然而不知所以然，難以鍛煉學生綜合應用知識的能力。其次，多數學生對實踐環節重視程度不夠，往往是班中少部分同學進行試驗操作，其他同學思考少、動手少，知識點認識和應用不深入。為此，改革傳統教學模式，探索新的教學手段成為“農機工程材料及延壽技術”教學質量改善的關鍵環節。

2 案例分析和項目教學雙驅動教學模式的提出

2.1 案例教學法

案例教學法最早由美國哈佛大學提出，在培養學生綜合素質和團隊合作精神方面有較好的效果，目前在法學、醫學、管理、教育等方面得到了廣泛的應用[1]，尤其在工科領域一些課程如計算機[2]、水利工程[3]、電路分析[4]等的應用也取得了較好的效果。該方法特點鮮明，可使學生運用所學知識對案例進行分析、思考、交流，充分調動學生的積極性，案例內容生動具體、直觀易懂，學習形式活潑多樣，利于提高學生分析和解決問題的能力。

2.2 項目教學法

項目教學法主要是以項目為主線，學生為主體、教師為輔助，突出學生利用所學知識從系統性的角度獨立思考、分析解決問題。強調學生主動學習、親自動手實踐，個人或團隊獨立解決項目完成中所遇到的若干問題，在做中學，在學中做，完成完善項目任務，從而達到培養學生綜合應用知識的能力[5]。

在項目實施過程中，一般涉及項目任務設計與發布、項目實施計劃制定、項目實施與匯報、項目考核評估及項目總結反思五個階段，如圖1 所示，教師負責項目設計，突出項目的實用性、可行性、綜合性[6]；學生負責項目任務分解、計劃實施、階段總結、項目匯報等工作。首先教師通過企業調研、生產實踐、科研項目等設計項目任務，學生以小組為單位領會項目任務、制定計劃、實施、總結、交流反饋，彌補不足、不斷完善，最終完成項目任務；其次，由老師和學生依據考核標準，對項目完成情況進行考評；最后進行項目總結和反思，進一步優化項目任務設計。

圖1 項目實施過程

2.3 案例分析與項目教學的協同

案例分析教學是通過具體生動的案例講解、分析，從而激發學生學習興趣和探索的欲望[7]。“農機工程材料及延壽技術”案例選擇盡可能真實，最好源于生產實踐、科研項目，貼近現實，這樣具有直觀、生動等優點，但案例往往是某個知識點的體現，呈典型化、碎片化、零散化，更加側重于描述、分析、探索，缺乏系統性，不利于培養學生創新能力、分析問題和解決問題的能力。

項目驅動是由實踐到理論的提高。針對“農機工程材料及延壽技術”課程，項目教學是對某個章節或幾個章節知識系統性的應用。該方法要通過提問、設疑的方法去創造疑惑，或者是挖掘激發學生對于不了解區域的迷惑，并且讓其在實踐中找到答案[8]。

但該方法應用系統性強、知識點綜合性強，對學生要求較高，如果學生沒有對知識點系統的深刻理解和把握，難度較大，而案例分析可為項目教學提供前期基礎。案例分析和項目教學中，學生為主體，教師為引導者、輔助者。通過知識點—案例教學分析—項目教學等環節，不斷提高教學效果。案例分析與項目教學協同機制如圖2 所示，以提高教學效果為目標，以學生為中心，教師為輔助，通過知識點學習、案例分析、項目教學、總結完善，并不斷迭代，螺旋上升，最終達到提高教學效果的目的。

圖2 雙驅動教學螺旋曲線

3 雙驅動教學在“農機工程材料及延壽技術”課程中的應用

3.1 案例教學的設計與實施

通過生產實踐、企業調研、科學研究、網絡資源等，搜集圖片、視頻、文字等資料，結合課程知識點整理形成教學案例。部分案例的設計與引入如表1 所示。

表1 “農機工程材料及延壽技術”案例教學組織設計

3.2 項目教學的設計與實施

通過對課程目標的分析，總結出需要掌握的知識、技能。通過案例分析，加深了學生對基本知識和基本理論的掌握程度，鍛煉了學生分析能力，提高了學生的參與意識。為了進一步提高學生創新能力、實踐能力、解決問題的能力，設計了以下教學項目任務，如表2 所示。

表2 “農機工程材料及延壽技術”課程項目任務設計

（續表）

3.3 考核與評價

為了使項目教學達到預期效果，激發每個學生的參與熱情，設計了相應的考核細則。考核細則既注重過程考核，也注重結果考核，既注重個人能力考核，也注重小組團體合作考核。學生個人成績=小組成績*0.7+個人參與項目表現成績*0.3；其中小組成績=老師評定成績*0.6+其他組評定成績平均值*0.4，個人參與項目表現成績為小組內綜合給定的成績。項目的總體評分表如表3 所示。

表3 項目評分表

“農機工程材料及延壽技術”課程經過幾年的不斷改革與實踐，并不斷篩選補充案例、完善凝練項目任務，從案例中學習知識點，通過項目任務提高學生的綜合能力。通過調查反饋，學生均喜歡“案例分析和項目教學”雙驅動教學模式。該模式由傳統的“以理論教學為主+驗證實驗”的模式轉為“以實踐教學為主+理論教學”的新模式，通過案例分析和項目任務教學雙向驅動，學生學習積極性、主動性不斷提高，課堂氣氛活躍，參與熱情高漲，進出實驗室次數增多，表達能力、動手能力、綜合分析能力得到不斷加強。

4 結論

（1）“農機工程材料及延壽技術”課程是一門應用性較強的課程，通過案例分析、項目教學模式的實施，改變了教師為主體的教學現狀，突出了以學生為主體，進行討論式、探究式的學習過程。

（2）案例分析和項目教學雙驅動，既利于學生對基礎知識的掌握，又利于學生綜合能力的提升，實現了理論與實踐、知識與能力的有機結合，培養了學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

（3）針對“農機工程材料及延壽技術”課程的兩塊主體內容不同的知識點，引入了10 個案例，設計了10 個項目任務，并依據評分標準對學生實踐環節進行考核，既強調過程，也突出結果，實踐為主體的教學模式得到了學生的普遍認可。