工程案例教学在机械类课程中的运用

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工程教育的目的不只是让学生掌握工程理论知识，更重要的是能够学以致用，用工程理论知识解决工程实际问题。培养工程应用能力，有必要将-些合适的工程实例引人课堂教学之中，通过对具体工程案例的分析探讨，使学生在理论学习的同时置身于实际工程背景之中，消化抽象的理论知识，培养理论联系实际的自觉性，提高工程能力。同时，也有助于培养学生的创新思维、学习主动性和团队协作能力。

工程案例教学是以工程案例为基本研究对象，以师生互动为基础，以全面提升学生工程分析能力为目标，是不同于课堂理论教学的新型教学方法。

-、 工程案例教学与传统课堂教学的区别和联系工程案例教学与传统课堂教学方法既有较大区别又有密切联系。二者的区别主要表现在教学目的、教材、教学方式、知识传授沟通等方面。在教学目的上，传统课堂教学主要侧重于讲授知识，向学生全面、系统地传授基本概念和基本原理，注重理论知识的传授；工程案例教学通过工程案例引出问题，以学生为主体解决问题，强调培养学生分析、解决工程问题的能力。在教材上，传统课堂教学使用的教材是以理论知识体系为构架、内容相对固定的教科书和讲义；工程案例教学使用的是对某-实际工程情景进行客观描述的案例，强调工程背景。案例不等同于传统课堂教学中的举例、课堂讨论、实验教学。在教学第 52页方式上，传统课堂教学主要是以教师为主角的讲授式，教师向学生单向传授知识，因而知识传授沟通主要是单向流动；案例教学强调启发式，以学生为主体，教师为主导，主要采取讨论、分析等方法，学生之间、教师与学生之间形成知识传授沟通的多向流动。

目前，机械课程课堂教学尤其是专业基次程的课堂教学，-直广泛采用的是传统的教学法，即全面、系统地传授基本概念和基本原理，注重理论知识的传授，学生能较好地掌握课程的理论知识体系，有助于学生系统地掌握重点知识与知识结构。传统课堂教学存在不足之处，主要体现在教师单向传授知识，学生被动接受知识，缺乏教师与学生的互动，不利于调动学生学习的主动I生；侧重理论知识的传授，忽视学生应用理论知识分析问题、发现问题、解决问题能力的培养，不利于提高学生的实际工程能力。传统教学中，学生只是记住了-些概念、原理 、原则和方法，遇到实际问题时往往束手无策，即通常所说的眼高手低、高分低能现象。

传统机械学科教学方法具有系统、严谨的特点，对于机械专业理论基础知识的掌握具有重要意义。

但是，这种教学方法制约了学生主动性、创造性的形成和发挥。工程案例教学通过实际工程案例的展开和分析，形象客观，学生如身临其境，既加深对基础理论知识的理解，提高了学习兴趣，又能克服教师照本宣科，学生记笔记、背笔记的传统模式弊端，培养了学生的学习能动性，推动了传统教学方式的改革。

中国冶金教育 2013年第 3期传统教学方式以单-学科为中心，注重该学科知识的全面性、系统性，忽视了学科之间的联系；案例教学以有效地解决实际问题为目的，打破了学科专业之间的界限，在各学科之间寻求解决具体问题的有效途径。从教学目标和内容看，工程案例教学有利于工程能力的培养，特别有利于培养学生分析和处理工程问题的能力。案例教学为学生设置了-个现实的工程嘲，让学生直面-些具体、活生生、错综复杂的工程问题，以工程师的身份去分析、思考，从中学会分析和处理实际工程问题的能力。

总之，传统教学的目的主要是传授知识，工程案例教学主要是培养工程能力，案例教学应当以理论教学为前提和基础，配合理论教学展开，二者相辅相成，缺-不可。只有掌握必要的科学理论知识，才能形成正确的思维方式，具备基本的分析、解决问题的能力。脱离了系统理论知识的学习，开展案例教学将会变成零散、浅层次的思想交流，很难取得预期的教学效果。传统教学中教师传授的理论知识是案例教学的基赐先导，案例教学则是传统教学的补充与延伸，也是传统教学的应用与扩展。

二、机械类课程工程案例教学实施机械类课程教学是培养学生机械工程能力的主要环节，应立足于机械工程教育的内涵和要求，以培养学生机械工程应用能力为目标，探索在课堂教学中如何引入工程案例教学。

机械课程课堂教学尤其是专业基次程的课堂教学，如机械设计基储机械设计等课程，多年来-直是采取理论知识的系统传授，即全面、系统地传授基本概念和基本原理，而实例教学只是-些零散的应用，即对教材中某个知识点的应用，课堂上举的实例缺乏系统性及完整性，不能包含本门课程所有的重要知识点，没有相应的配套素材及教材，无法达到工程案例教学目的。因此，以机械设计基次为试点，探讨在机械设计基次堂教学中如何开展工程案例教学。

(-)工程案例选取工程案例教学的教学内容应该与理论教学内容紧密结合，既不是理论教学内容的完全复制，也不能与理论教学内容相背离，应该起到-个桥梁作用，即在知识和能力之间架起了-座桥梁√学案例的选择要与教学内容和培养目标-致。首先，应具有-定的典型性和真实性。典型性能够反映相关知识的内容和形式，通过对典型案例的分析，使学生掌握基本理论、方法等；真实的案例则有助于激发学生的创造性和主动性。其次，教学案例要具有-定的疑难性，能够提升学生思考的深度，认识到实际案例的复杂性，提高其全面思维能力。

机械类课程教学运用的工程案例形式多样 ，内容涉及面广，要根据具体课程要求及学生的层次来收集。例如，机械专业基次程主要培养学生机械机构分析与设计及通用机械零部件的设计能力。首要考虑的工程案例可以是通用的机械设备，如鄂式破碎机、冲床、车床、自动包装机等。机械专业课程学习时，学生前期已积累了较多机、电等基础专业知识，可结合专业特点，选择较复杂的机电结合的大型专业工程设备作为工程案例。工程案例的选择应考虑如下要求：-是案例要具有代表性，教学案例应能反映事物的共同特性，使学生通过案例分析能够举-反三，触类旁通；二是案例的实践性，列举的工程案例，要源于工程实践，使学生在学习理论知识的同时了解工程实际情况；三是工程案例的相关性及难易度，工程案例要与教学内容紧密相关，包含本课程的内容及前期相关课程的内容，既不能过于简单，达不到提高学生工程能力的要求，也不能太复杂，难度过大，包含过多过难的未知知识，使学生望而却步。工程案例的取得途径可以从企业工厂的实习调研中来，也可通过查阅相关资料获取相关教科书中已有的案例，或报刊、杂志中的现实案例∩以从生产实际中收集案例，根据教学目的进行筛选，将其制成录像、仿真、动画等，在课堂上通过多媒体对教学案例进行演示。

(二)教 学模式工程案例教学的教学模式有多种，不同的教学模式教学效果大不-样，需要分析比较，探索出效果较好的教学模式〖虑到目前大学本科教学的实际状况，将工程案例教学置于为课堂理论教学服务的位置，即在课堂理论教学的同时，插人工程案例教学来帮助学生对理论知识点的理解和掌握，同时能用所学知识来分析工程实际问题 ，起到举-反三的作第 53页ZHONGGUOYEJINJIAOYU用。由于课堂教学时间有限，工程案例教学不可能完全占用课堂教学时间，可采任堂与课外结合方式来实施，即在课堂中引出案例要求，要求学生利用课外时间对工程案例进行分析，然后回到课堂对案例进行讨论。

(三)具体 实施机械设计基次程是-门培养学生具有-定机械设计能力的技术基次，教学内容着重于常用机械和-般参数通用零件设计的基本知识、基本理论和基本方法，主要介绍常用平面机构的基本概念、工作原理，各种通用机械零部件的设计计算方法。为了满足教学需要，选取了DXD系列自动包装机作为教学工程案例。该包装机包含了减速器、带传动、齿轮机构、凸轮机构等，又有轴、轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆、离合器等通用零部件，是以机械传动为主、电器控制为辅的机械设备。同时，学校机械教学示范中心有该包装机的实物，可为学生呈现实际的包装过程，展现各机构的真实运动。

整个 自动包装机案例教学贯穿于课程教学始终。在学生学习完课程第-篇常用机构篇后，要求用所学有关机构学方面的知识对包装机实物进行全面机构运动分析，绘出机构运动简图，并思考能否用其它机构来代替现有机构完成相同功能。第二篇通用机械零部件设计篇学习后，要求学生分析包装机各种零部件作用、受力分析、设计思路等。在机械创新设计篇，要求学生分析现有包装机不足之处，提出创新方案。每次工程案例教学，首先在课堂上根据教学目标，给学生提出案例分析要求。学生以学习小组形式利用课外时间到示范中心对包装机实物进行分析，完成案例分析工作，写出案例分析报告，教师同时给予-定的课外指导，然后再回到课堂对工程案例进行讨论、分析、总结，并对工程案例教学的效果进行评估。在评估的基础上，进-步完善工程案例教学工作。