機械設(shè)計基礎(chǔ)案例教學初探

熊麗娟 劉文光 封立耀 王云

摘要：針對當前機械工程類專業(yè)基礎(chǔ)課中教學效果不佳的現(xiàn)狀，提出了學練結(jié)合的新型案例教學模式，對機械設(shè)計基礎(chǔ)課進行了小范圍試點實踐。根據(jù)實踐結(jié)果研究分析，對該類課程采取這種新型教學模式確實有益于激發(fā)學生學習興趣和提高其工程實踐能力。文章為開展學練結(jié)合型案例教學提供了有效的先行經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：案例教學;機械工程;學練結(jié)合

中圖分類號：G640? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）41-0199-02

當前在機械設(shè)計類課程的教學中普遍存在教學學時緊，學生學習興趣不高，教學內(nèi)容過分強調(diào)理論性、系統(tǒng)性而與工程實際結(jié)合不緊，教學方式單一枯燥難以實現(xiàn)教學互動，總體教學效果不佳的現(xiàn)狀。根據(jù)“機械原理”“機械設(shè)計”“機電傳動控制”“計算機輔助機械設(shè)計”等課程的長期教學實踐，我們認為這主要與傳統(tǒng)的教學內(nèi)容、教學方法不當有關(guān)。對這些面向工程實踐的專業(yè)基礎(chǔ)課，如果采用案例教學，將能有效地減輕其教學難度，而且可能是一種理解和掌握知識的更有效的途徑。

一、案例教學的意義與分類

美國的哈佛大學是案例教學的先行者，其行政管理案例教學法是[1]：就某個現(xiàn)實的政策問題或管理問題提供背景情況介紹，指出面臨的困境或幾種選擇性，沒有唯一正確的答案。給學生留下一個創(chuàng)造性解決問題的練習機會。

哈佛案例教學分為三類[2]：一是問題評審型，即給出問題和解決問題的方案，讓學生去評價;二是分析決策型，即沒有給出方案，需要學生討論分析以提出決策方案;三是發(fā)展理論型，即通過案例，發(fā)現(xiàn)新的理論生長點，發(fā)展并不斷完善理論體系。本文針對的是工程設(shè)計類課程的教學，擬將這三類方法糅合，形成新型的學練結(jié)合的案例教學方法。

除哈佛大學外，關(guān)于案例教學還有著名的根舍因范例方式教學論。根舍因是聯(lián)邦德國教育家，它的“范例方式教學論”是針對二次世界大戰(zhàn)后，聯(lián)邦德國“百科全書式的教育”所造成的教材龐雜，學生負擔過重，青少年的智力受到嚴重摧殘，教學質(zhì)量急劇下降等弊端而提出來的。根舍因認為在科技迅猛發(fā)展的形勢下，必須打破用完整的體系向?qū)W生傳授知識的原則[3]。其指導(dǎo)思想是：在教學內(nèi)容上突出基本性、基礎(chǔ)性和范例性;在教學要求上做到傳授知識與思想教育相結(jié)合、掌握知識與發(fā)展智能相結(jié)合、作為主體的學生與作為客體的教材相結(jié)合;在教學程序上要遵循由典型事例的個別特點推出同類事物的普遍特征，再由普遍特征上升到掌握事物的發(fā)展規(guī)律，從而提高學生對客觀世界的認識，增強對待客觀事物行動的自覺性的認識規(guī)律。

二、學練結(jié)合型案例教學的預(yù)備

為了培養(yǎng)學生進行現(xiàn)代機電產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的工程實踐能力，著眼于現(xiàn)代機電產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的全過程，我們對“機械原理”“機械設(shè)計”“機電傳動控制”“計算機輔助機械設(shè)計”等相關(guān)課程內(nèi)容進行了整合更新，構(gòu)建新的課程體系。改變傳統(tǒng)的以傳授系統(tǒng)性知識為主要教學目標，理論教學為主要教學方式的舊教學模式，希望逐步建立起以能力素質(zhì)培養(yǎng)為教學目標、案例與基礎(chǔ)知識為載體、學練結(jié)合的新型教學模式。

對機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課，我們在理論學習上擬采用范例方式教學，即由例到理，由典型事例的個別特點推斷出同類事物的普遍特征。在實踐學習上將以往在理論課后獨立進行的機械設(shè)計課程設(shè)計，改為與理論課教學同步進行，以強調(diào)知識的實用性，激發(fā)學生學習的主動性。

基于上述目標與思路，我們?yōu)闄C械設(shè)計基礎(chǔ)案例教學所做的預(yù)備工作及其中的重點注意事項如下。

1.編寫基于案例教學的文本教材、電子教材以及與課堂教學同步的課程設(shè)計指導(dǎo)書。

在機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書的編寫中，應(yīng)注意大力啟發(fā)鼓勵學生探索和選擇新的方案，并且把教學目標內(nèi)化為學生的設(shè)計任務(wù)，將欲傳授的新知識轉(zhuǎn)化為學生亟待解決的問題，從而使對新知的獲取成為學生內(nèi)在的需要。

2.為教學過程準備充分的動畫、視頻和教具以幫助學生理解。課程中可隨時根據(jù)需要帶領(lǐng)學生參觀機械零件和機構(gòu)陳列室，讓學生對機械有實質(zhì)的接觸和感性的認識。

3.理論課備課：由于機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，針對的是以前幾乎沒有真正接觸過機械的大學生，所以課程內(nèi)容不應(yīng)過難過繁，教師備課時應(yīng)注意自己的主要工作是把基礎(chǔ)知識講透，令學生可以學以致用，同時要讓學生認識到書上的設(shè)計方案并非唯一的、也未必是最佳的方案，以鼓勵學生想象別出心裁的設(shè)計方案，建立發(fā)散性思維。

4.實踐課備課：在同步進行的課程設(shè)計中，教師可以提供解決問題的備選答案，相機引導(dǎo)學生分析、評價備擇答案，并積極鼓勵學生推出多種新的答案;也可以提出基本概念，啟發(fā)學生從基本概念入手，提出多種解決方案。

三、機械設(shè)計基礎(chǔ)案例教學實踐分析

機械設(shè)計基礎(chǔ)學練結(jié)合型案例教學首先在本校學生中進行了教學試點實踐，現(xiàn)就教學情況分析此種教學模式的優(yōu)點與尚需注意之處。

1.本次教學實踐所用的案例是從緒論部分就開始講述的，讓學生們一開始就接觸到一個完整的機器，了解到它的各部分組成和主要設(shè)計需求。這樣，學生的興趣就被調(diào)動起來了，覺得躍躍欲試。

2.本次教材的各章節(jié)被開篇的大案例串在了一起——各章節(jié)講述的其實只是同一機器上不同部分的設(shè)計過程。教師講課時要將各部分之間的聯(lián)系剖析清楚，讓學生了解章節(jié)內(nèi)容的排布順序，其實是機器設(shè)計的順序。配合以同步的課程設(shè)計任務(wù)，學生不但了解了設(shè)計過程中每一步該如何去做，也領(lǐng)會了這么做的用意何在。

3.本次案例教學是從實例引出概念。教師需要恰到好處地提出問題，由一連串回答起來并不費力的小問題（其實也就是一個個的知識點），到最后讓學生發(fā)現(xiàn)設(shè)計難題已經(jīng)迎刃而解決。這些問題的設(shè)計很考驗教師的教學能力。

4.本次案例教學將《機械原理》《機械設(shè)計》《機電傳動控制》和《計算機輔助機械設(shè)計》這些課程中的相關(guān)內(nèi)容進行了整合。比如齒輪這一章就將機械原理中的“齒輪機構(gòu)”與機械設(shè)計中的“齒輪傳動”結(jié)合到一起了。這樣做讓學生了解到機構(gòu)設(shè)計、零件強度設(shè)計、機電控制和計算機繪圖這些知識在實際應(yīng)用中、在真實的機器設(shè)計中其實是結(jié)合在一起的，他們對大學所學的各門功課也就不再互相孤立起來看待了。

5.在這次案例教學實踐中發(fā)現(xiàn)一個問題，就是關(guān)于機構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)性知識（如機構(gòu)運動簡圖和自由度）應(yīng)該在開篇進行陳述。因為包括案例在內(nèi)的很多內(nèi)容其實都用到了這部分基礎(chǔ)知識。由于本次實踐將這些基礎(chǔ)知識放到了后半部分，以致學生剛開始讀到涉及這些知識的內(nèi)容時感到一頭霧水。

6.在課程設(shè)計實踐課上，教師應(yīng)努力調(diào)動學生成為積極參與者，而不是消極被動的聽眾。教師要營造一種氣氛，引起爭論，使大家多多發(fā)表意見。教師必須假定不存在唯一最佳解決辦法，推動學生自行尋找解決方案。

四、結(jié)論

本文主要研究如何對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程進行學練結(jié)合型案例教學，以期改變教學效果不佳的現(xiàn)狀。現(xiàn)基于教學實踐情況分析得出以下幾點結(jié)論。

1.對于工程實踐類課程，采用學練結(jié)合型的案例教學能更好地調(diào)動學生興趣和學習主動性，且有利于把學習、模仿練習、借鑒和創(chuàng)新有機結(jié)合起來。

2.學練結(jié)合型案例教學在案例的選擇和教材內(nèi)容的排布上都需要精心策劃，更要輔以同步的實踐操作。

3.教師在學練結(jié)合型案例教學中必須假定不存在唯一最佳解決辦法，推動學生自行尋找解決方案，盡力培養(yǎng)學生自主學習、自主設(shè)計的意識。

4.通過不斷的案例教學實踐，教師要逐步提高案例質(zhì)量、改進授課方法，讓學生真正地得到能力的提高，能夠?qū)W以致用。

參考文獻：

[1]孫偉，陳濤.以參與者為中心的哈佛管理案例教學法及其啟示——基于哈佛商學院PCMPCL項目的述評[J].武漢科技大學學報（社會科學版），2015，17（01）：97-103.

[2]李謐.哈佛大學案例教學研究[D].沈陽師范大學，2012.

[3]徐少紅，林惠華.哈佛行政管理案例教學法與根舍因范例方式教學論[J].社科縱橫，2007，（05）：131+137.