案例教學法在船舶機艙自動化教學中的實踐

王自立

（海南熱帶海洋學院，海南三亞 572022）

案例教學法是一種將經典案例有效融入教學活動的教學方法。授課教師結合教學目的，組織學生針對案例，采用綜合閱讀資料、思考與分析、討論解決與總結等方式完成學習任務，從而使學生加深對知識點的理解，培養學生分析、解決問題的能力，進而使學生養成事后總結、舉一反三的好習慣[1]。

船舶機艙自動化課程是船舶電子電氣工程專業的核心課程之一，該課程著重介紹船舶各類控制系統的原理、操作、維護等方面的知識。由于船舶機艙自動化課程具有船舶機艙設備種類多樣化、設備間的關聯少、實際操作要求高等特點，教師應采用船舶機艙自動控制中常見的、真實的、具有典型意義的案例開展案例教學。教師要通過匯總、篩選、分析、加工等方式設計出符合教學目的的案例。隨后，教師利用多種教學手段將船舶現場的實際場景在課堂中呈現出來，引導學生分析討論，制定解決故障的方案[1]，再總結解決類似問題的方法，培養學生運用所學知識解決問題的能力，使教與學真正達到“見樹木更要見森林”的境界。

一、教學案例的選擇要點

教學案例的選擇可以有多種渠道。教師可以查詢國內外海事部門的相關資料，參加海事部門組織的技術交流活動，走訪具有多年海上航行工作經驗的老船員，經常與在船同行交流、討論。將案例進行匯總后，教師要對案例進行精心分析，根據教學大綱的要求選擇符合教學內容及課時安排的案例，通過改編、設計、加工后，運用多媒體等教學手段對船舶現場情況進行模擬再現[2]。由于教學目的和教學設計會有不同，教師可以選擇局部案例或綜合案例。局部案例是指短小精悍、知識點單一、針對性強的案例，多用于教學用時較短且知識點單一的內容。綜合案例需要教師進行長時間的設計準備，并構建相應的場景。綜合案例涉及多個知識點，針對的知識面較廣。教師在選擇案例時，務必要保證案例真實、因果清晰、結論明確、具有典型性且符合教學目的。

（一）案例要在重點、難點等方面符合教學內容

教學內容都是圍繞教學大綱設定的教學目標或教學任務設計的，案例教學也不例外。不管是案例的選取還是設計，甚至是案例教學的每個環節，都必須貼合教學內容。

在講授“凈油單元自動控制系統”這一內容時，教師可以選用“1號重油分油機出現故障”的案例。通過這個案例，學生可以了解船用分油機自動控制系統的結構、工作原理，進一步了解船舶凈油單元自動控制系統的工況調節及管理維護的注意事項。這些知識點正好是分油機控制系統的重點和難點。教師在課程教學中融入案例，既能引導學生討論問題，又能使學生在討論的過程中將知識點關聯起來，通過舉一反三的方式總結管理維護中的注意事項。

（二）案例的選取要具有真實性

教師選取的案例要真實、客觀。教師要講清楚事件的現象和過程，引導學生結合所學知識開展討論并得出結論，最后再引導學生進行總結，舉一反三。

（三）案例的選取要條理清晰

學生對問題的理解和接受能力會存在差異，最終達到的教學效果也不盡相同[2]。因此，為避免學生在理解方面的不同，在案例的選取和設計加工過程中，教師要充分考慮，盡可能地采用容易理解的語言，選取易于接受、貼近實際、條理清晰的案例。

（四）案例的選取要具有引導性、實踐性、典型性、綜合性

引導性是指讓學生對所選案例進行深入思考。學生要通過討論分析解決問題，并在討論過程中緊扣教學內容，實現教學目標。實踐性是指讓學生通過思想上的“角色扮演”融入所選實際案例中去，設身處地地運用專業知識，結合自身討論、思考、分析，得出自己對所選案例合理的判斷，給出解決問題的方法，從而實現從理論學習到實際運用能力的良好轉化，為以后的職業生涯積累知識、方法。典型性是個別案例具有體現實際工作過程中某些普遍意義的特征。綜合性是指所選案例的內容要豐富。學生在討論、分析、解決問題的過程中，不僅要結合本學科的理論知識，而且要結合其他專業課程的理論知識以及部分課外知識，最終培養權衡輕重的能力。

（五）案例的選取要靈活且有新意

教師選取的案例要具有靈活性，要與時俱進。因此，在選擇案例時，教師要緊扣時代發展，不是一個案例重復使用多年，或者一個案例在多個知識點的講授中重復使用[3]。教師要經常投入生產一線，不斷更新教學案例，真正做到“從生產中來，到實踐中去”，了解船舶機艙自動化技術的發展方向及新技術在船舶上的推廣使用。

二、案例教學法在實際教學中的應用

（一）案例教學設計

船舶電子電氣工程專業具有較強的實踐性和應用性，而且所學內容涉及知識面極其廣泛。專業教師在開展案例教學時，不僅要具備豐富的理論知識，而且要具有豐富的實船工作經驗。此外，專業教師還要熟悉船舶各系統，具有良好的案例教學設計能力和課堂掌控能力。

任課教師應熟練掌握所講授課程的知識結構和體系，把握好教學內容中的重點、難點，達到本課程的教學目的。同時，任課教師要了解本課程與其他專業課程之間的關系，最終實現專業總的教學目標。

案例教學法是以學生為主體的教學方法。在教學過程中，教師要充分發揮學生的主體作用，適當引導學生，從而達到理想的教學效果。

（二）案例教學的過程分析

1.在講授“船舶分油機自動控制系統”這一內容時，學生要了解控制系統的工作原理，掌握該系統的調整、維護管理等知識點。如果教師采用傳統教學方法，只對工作原理進行簡單的講解，只要求學生死記硬背分油機自動控制系統的調整和維護管理，那么，學生就無法真正理解課程內容，在開展實船工作時就不能靈活運用相關知識。為使學生真正理解知識點，達到學以致用的目的，教師要采用“1號重油分油機出現故障”的案例，讓學生進行分組討論。

2.教師要講解船舶分油機自動控制系統的工作原理（如圖1），向學生全面介紹選取案例的情況：船舶在海上航行期間，1號重油分油機（型號：ALFA LAVAL SA851）轉速低報警，無法正常運行，分油機參數除轉速值為7 200rpm（正常運轉值為8 000rpm，低轉速報警值為7 400rpm）。船舶正常航行期間的燃油消耗量較大，分油機故障需及時修復。否則，將因燃油供給量不足導致船舶停航。教師引導學生結合課上所講內容進行討論，找出故障原因，并給出解決辦法。

UAV+RFID技術的三維路徑規劃模型如圖1所示，圖中以網格形式標注出了UAV的空間任務、空間障礙物和RFID的感應區域。

圖1 S 型分油機自動控制系統圖[3]

3.教師將全班學生分成4組，學生以小組為單位分別對案例進行討論分析。每組推薦1～2名代表負責記錄、陳述小組結論。教師給學生提出以下問題：（1）發生事故的原因？（2）針對此次事故，有什么好的解決辦法？（3）為預防此類事故的發生，我們應采取哪些措施？

小組成員在分析案例時，教師要到各小組巡視，觀察學生的討論情況，不發表任何意見[2]。在學生進行討論時，教師要給學生講解電動機如何通過摩擦片帶動分離桶高速旋轉，并講解傳動裝置的工作原理（如圖2和圖3所示），給予學生相應的啟發。

圖2 電動機摩擦片安裝圖

圖3 分油機傳動系統結構圖[3]

4.各小組代表結合討論、分析結果，分別對教師提出的問題進行限時闡述。

5.在教師的合理引導下，學生把案例所涉及的知識點整理出來。在此過程中，教師要肯定正確、糾正錯誤，既要肯定學生的成果，又要對其存在的不足進行分析[2]。

6.教師結合各小組闡述的觀點進行總結評價。

經過分析討論，各組總結出故障原因，并結合教材內容給出了解決辦法，歸納如下：（1）轉速傳感器故障或安裝位置移動，對應的解決辦法為更換或調整轉速傳感器的位置。（2）船舶電網頻率降低，解決辦法為檢查并調整發電原動機轉速，進而調整電網頻率。（3）致使分油機電動機轉速降低的機械故障（電動機的工作電流會相應增大），需檢修電動機。（4）傳動皮帶打滑或部分損壞，需調整或更換皮帶。摩擦片磨損超限從而引起傳動能力降低，需更換摩擦片。（5）分油機本體出現機械故障引起轉速降低，需拆檢分油機本體。

7.教師對所選案例進行總結，歸納預防船舶分油機轉速降低的方法：（1）及時對船舶發電機及其原動機進行維護，確保船舶電網工作穩定。（2）定期檢查分油機的傳動裝置，對于摩擦片、皮帶、軸承等易損件，應確保存有備品在船。如需調整或更換，應嚴格按照工藝要求進行校正。（3）定期檢查轉速傳感器是否存在接觸不良、固定螺母是否松動或安裝位置是否發生變化，并及時進行調整。（4）定期對分油機電動機進行檢測，確保其工況良好。（5）定期解體清洗，檢修分離桶、立軸、分油機水系統，確保其工況良好[4]。（6）定期檢查測試控制系統功能，必要時進行參數重整，以保證功能恢復正常。（7）定期校準系統中的測量儀表，使之保持完好、顯示準確。

三、運用案例教學法應注意的問題

1.案例教學法是以學生為主體的教學方法，教師要避免“喧賓奪主”，要及時引導學生，最終完成案例分析。

2.教師應該根據教學大綱所規定的教學目的選取案例。在討論過程中，教師要合理引導學生，避免學生“信馬由韁”，以致偏離教學主題。

3.授課教師要營造出和諧、良好的課堂氛圍，對在發言時感到緊張、拘束的學生，教師要給予鼓勵、引導、支持[2]。

4.由于知識的局限和經驗不足等原因，學生在討論中得到的見解有可能存在不全面或錯誤的情況，在總結時，授課教師要明確指出學生存在的不足，并給出正確的結論，使學生更熟悉基本的原理和方法。

5.教師的案例總結極其重要。教師要引導學生“舉一反三”，從而提高合理預防和迅速處理類似事故的能力。

6.教師要對實船案例進行分析，讓學生掌握相關專業的基本知識和技能，具有整體概念，加深學生對多工種技術交叉和合作應用的認識，從而實現“工學一體”。

7.教師要在學生討論時適時融入團結協作的理念，讓學生體驗到團結協作是團隊取得勝利的基礎。小組成員要共享各種資源，及時進行溝通和協調，作出正確有效的判斷并給出積極的反應，提高團隊的工作效率，從而達到1+1＞2的效果。

四、結束語

案例教學法在應用型船舶電子電氣工程專業的教學過程中起到了極其重要的作用，在一定程度上解決了學生在傳統的純理論化教學中對知識點難以理解的問題，克服了應試教育中針對題庫的死記硬背而忽視工作原理的理解運用等種種弊端，加深了學生對理論知識的理解和記憶。教師在船舶機艙自動化課程的教學過程中引入實船案例，既加深了學生對理論知識的理解，又強化了學生實踐能力的培養，拓寬了學生的知識面，同時又能提高學生的學習興趣，讓學生體會到團隊工作的重要性，從而達到提高學生綜合素質的目的。