基于专题案例的“机械制造技术基础”课程案例教学研究

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　　[摘 要] 针对机械制造技术基础课程进行了案例教学探索。提出了专题案例的概念，对专题案例总体规划、案例类型、课程内容“专题化”系统的建立、编写规范、选题设计等专题案例库的建设要点进行了讨论。通过教学改革实践表明，它可以较好的实现学生知识目标、能力目标和情感目标的达成。
　　[关键词] 机械制造技术基础;案例教学
　　[基金项目] 2018年度福建省教育科学“十三五”规划课题“基于专题案例的机械制造技术基础课程案例教学研究”（FJJKCG18-104）;2017年福建工程学院本科课程高水平案例及案例库项目“机械制造技术基础课程案例库”（JXKA18002）
　　[作者简介] 詹友基（1972—），男，福建人，博士，福建工程学院教师教学发展中心主任，教授，主要研究方向为工程教育和机械制造;许永超（1986—），男，河南人，博士，福建工程学院机械学院讲师，研究方向为工程教育和机械制造;林志熙（1971—），女，福建人，硕士，福建工程学院机械学院副教授，研究方向为工程教育和机械制造。
　　[中图分类号] G642.4    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）39-0160-03    [收稿日期] 2020-04-10
　　 《教育大辞典》对案例教学的定义是高等学校里社会科学类专业教学的一种教学手段。即通过集中组织学生对某一系列案例进行讨论分析，提出该系列问题的解决方案，在此过程中学生从中获益，他们对相关的专业技能、知识和理论有了很好的掌握。案例教学源于哈佛大学，经历了100多年的历史。到上世纪八十年初，案例教学开始引进中国，它与MBA教育相结合获得较好的教学效果。新工科背景下对工程人才培养提出了新的更高的要求，改进教学方法，提高教学质量势在必行。案例教学已经被逐渐应用在各领域，涉及到化学、航空航天、电子商务、管理、旅游、法学、医学等各个领域[1-7]，但在机械制造基础课程的教学上案例的研究明显较少[8-10 ]。所以为了培养高质量的应用型人才，急需对机械制造基础课程专题案例建设进行研究，对教学进行改革，借助实际案例，提出问题、分析和解决问题，提高学生的学习兴趣，使学生将各部分的知识融会贯通实现有效的学习。
　　一、“专题案例”的概念
　　专题案例在学术界还没有公认的学理概念，本课题在广泛收集和理解现有的学术成果和专家意见的基础上对“专题案例”作如下解释：“专题案例”为与主题密切相关的若干典型案例，具有“真实性”“完整性”“典型性”“启发性”和“综合性”的特点。除了对案例发生的背景、过程需进行详细描述之外，还应深入探析案例的原理，对不同的观点进行总结性地阐述说明和拓展性思考。
　　二、专题案例教学的意义
　　1.专题案例教学有利于培养学生主体性、主动性、自主性。专题案例教学是传统概念教学上的升华，以教师和教材为中心主旨的传统教学对学生实行的是灌输式的教学，学生不能从中获得学习潜能的开发与提升，这带来了理论与实践脱轨的不良结果。相较于传统概念教学，专题案例教学就显得尤为不同。专题案例教学培养学生收集多方面资料和信息的能力，在让学生学会自主地分析已掌握的资料的同时，深化学生的思维。并力图寻找一个问题的多个解决方案，让学生养成创造性思维的好习惯。所以说专题案例教学的核心是对学生主体性、主动性、自主性发挥的培养。
　　2.专题案例教学有利于提高学生探讨工程实践的兴趣和创新能力。将工程案例融入到课程教学过程，对培养学生的工程素质和创新意识奠定了坚实的基础。通过理论知识与工程实际的紧密结合，可有效提高学生学习兴趣及工程实践与创新能力。
　　3.专题案例教学培养了学生分析问题、解决实际问题的能力。和传统注入式教学方式不同是，案例教学呈现出的是动态的、开放式的教学模式。在案例教学中，处于特定教学情境中的学生需在信息条件不足的情况下对复杂多变的形势做出独立的判断和决策。在此过程中学生综合运用各种理论和经验的能力、分析问题解决问题的能力得到了极大的锻炼和提升。
　　4.专题案例教学对学生沟通与合作能力的培养起到了促进的作用。案例教学中学生往往需要通过小组、大组合作的方式来产生思维的碰撞，沟通与合作相辅相成、浑然一体。学生在这一过程中不但懂得了尊重别人、相互沟通，同时也增强了说服别人的能力和聆听他人发言的好习惯。
　　三、专题案例库的建设
　　1.制定总体规划。机械制造技术基础课程是高等工科院校机械类与近机类专业一门重要的专业技术基础课。该课程实践性强，课程内容与工程實践联系密切。根据机械制造技术基础课程特点和教学工作需要，提出要建立机械制造技术基础案例库的总体规划。总体规划应该明确的点有：案例库建设的总体思路、主要原则、案例库建设团队的组成、分工与职责，预算与经费保障措施、进度控制等。
　　2.案例类型。根据案例在教学环节的使用情况，可将案例分为课堂导入案例、课堂讨论案例、深入研讨和巩固加深案例、课后讨论案例四种。课堂导入案例主要是吸引学生，通常用一些生活中案例或者学生以往学过的内容来导入今天需要学习的内容。案例背景应该简单有趣，引发学生的共鸣和探索热情。课堂讨论案例主要结合课程基本内容来展开，通过讨论互动，实现基本知识的掌握。深入研讨和巩固加深案例是在课程基本内容基础上的加深，通过多重互动和深入交流，注意融入课程思政元素，实现知识目标、能力目标和情感目标培养的有机结合，引导学生触类旁通、学以致用和理论联系实际。课后讨论案例主要用于学生课后知识的拓展。
　　3.课程内容“专题化”系统的建立。根据机械制造基础课程各部分内容，以机械加工生产过程为出发点，将机械制造基础课程各部分的内容合理地规划与组织，建立起“专题化”的知识系统，使之达到系统化、科学化的目的，见图1。知识系统将产品的机械加工过程分为零件加工前的基础知识、零件加工涉及的基本理论、零件加工前的工艺规程编制、零件加工的精度和质量要求、零件加工后的装配方法等几个专题。整个课程教学内容划分为若干个专题，每个专题含若干个案例。课程内容“专题化”系统的建立涉及知识的系统化、体系化和碎片化，是实施案例教学法的关键。 　　4.专题案例编写规范。课堂导入案例、课堂讨论案例通常采用“简单案例”，站在客观的、局外人的角度上来讨论案例。深入研讨和巩固加深案例通常采用“复杂案例”，站在主观的、参与人的角度上来讨论案例。专题案例具体编写规范见表1。
　　5.专题案例库的选题设计。建构主义理论将学生学习的过程分成冲突阶段、建构阶段和应用阶段这三个阶段[11]。与冲突阶段相匹配的是课堂导入案例，教师案例选题要从学生已有的认知结构出发，引发学生的认知冲突，为认知结构的转换奠定基础。建构阶段对应课堂讨论案例，教师案例选题要引导学生对课本出现的新知识点进行分析并且归纳。应用阶段对应深入研讨和巩固加深案例，教师案例选题要引导学生深入、巩同和完善新的认知结构，实现认知结构迁移和应用。机械制造技术基础课程的特点决定了专题案例库的选题设计应围绕着如何应用基本理论解决实际问题来进行，以生产实际为根本出发点，必须要具有工程性、典型性、时效性。案例教学的重中之重是专题案例，专题案例不仅是教学开展的核心也是载体，所以对专题案例的设计尤其要凸显系统性、科学性、合理性和完整性，因为这将直接决定教学开展是否流畅、教学效果是否令人满意。
　　四、基于“专题案例”的教学改革
　　教学的展开遵循着人的基本认知规律，即提出问题→分析问题→解决问题，通过教师讲授基本储备知识、提出问题、组织学生讨论等过程来实现教学目的，改善教学效果，从而提高学生理论知识水平和解决实际问题的能力。案例教学侧重于分析案例，因此最好采用混合式教学方法，要求学生通过课前预习掌握相关理论知识，否则在案例讨论时容易出现由于学生知识准备不充分而陷入困境。
　　以轴类零件加工教学为例。首先以学生金工实习用的CA6140主轴加工工艺导入主题，引导学生掌握轴类零件的功用、结构特点、技术要求、材料及毛坯，获得轴类零件加工的工艺特点。接着通过录像，结合课前预习成果，提出为什么“车工怕细长轴？”来开展阐述，引导学生分析细长轴外圆表面的车削工艺特点。进而提出相应要采取哪些措施，引导学生理解细长轴外圆表面的车削工艺特点，明确细长轴外圆表面的车削工艺措施，实现知识目标。再结合金工实习、东风商用车制造厂生产实习，列举轴类零件的表面加工手段，引导学生掌握轴类零件外圆表面加工方法的知识目标，并培养分析轴类零件的外圆表面加工方法和特点的能力目标。然后进一步探讨，通过分组探讨预习作业（单件小批生产CA6140主轴的工艺路线），并且引导学生编制大批生产CA6140主轴的工艺路线，实现掌握车床主轴的加工工艺分析的知识目标，培养编制轴类零件的机械加工工艺规程的能力以及分析解决现场工艺问题的能力，并且培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，实现情感目标。最后总结轴类零件制定工艺规程的特点，以及机械加工工艺规程制定的特点。通过基于“专题案例”的教学改革，学生普遍自主学习能动性和学习兴趣提高，知识掌握的情况好于采用传统教学方法的情况。
　　五、结语
　　本论文介绍了机械制造技术基础课程专题案例教学的意义，详细阐述了专题案例库的建设过程，以轴类零件的加工为例介绍了“专题案例”的教学改革过程。“混合式”教学模式加上“专题案例”教学方法已经成为机械制造技术基础这类工科专业课程行之有效的一种教学方法，虽然在实践中取得了良好的教学效果，但是还应该对案例库建设和案例教学进一步研究和探索，以适应新工科背景下对人才培养的新要求。
　　参考文献
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