基于案例分析和项目教学双驱动教学模式探讨<br/>——以农机工程材料及延寿技术课程为例

基于案例分析和项目教学双驱动教学模式探讨
——以农机工程材料及延寿技术课程为例

2021-03-31河北农业大学机电工程学院赵建国袁大超赵晓顺刘敬春李建昌郝建军马跃进

河北农机 2021年1期

河北农业大学机电工程学院赵建国袁大超赵晓顺刘敬春李建昌郝建军马跃进

近年来，应用型、创新型人才培养越来越受到社会的关注，并且已成为我国高等教学人才培养中的重中之重。在人才培养中，特别要注重学生分析问题和解决问题能力的培养，鼓励学生从“被动接受”向“积极参与”转变，倡导学生从“要我说”向“我要说”的思维转变，引导学生从“知识型”向“能力型”提升。为此，以课程为抓手，做好应用型课程教学革新，不断提高教学效果，让师、生、课融为一体，对于培养学生掌握基础知识和提升实践动手能力具有重要意义。“农机工程材料及延寿技术”课程应用性强，涉及知识面广，主要是培养农业机械装备材料设计、失效分析、零部件维修等方面的应用型人才。本文以河北农业大学“农机工程材料及延寿技术”课程为例，探索案例分析和项目教学在该课程中的应用模式。

1 “农机工程材料及延寿技术”课程简介

“农机工程材料及延寿技术”是一门新兴的综合性学科，也是农业机械维修的核心课。该课程涉及了摩擦学理论、统计学理论、控制论、信息论、维护保养技术、设备改造技术、零部件维修技术及工艺等，总学时32 学时，其中理论教学24 学时，实验教学8 学时，重点介绍农机材料及失效分析和设备维修技术两大部分内容。第一部分以故障理论为基础，深入分析磨损失效、断裂失效、变形失效、腐蚀与气蚀失效的特征、机理、影响因素和有效对策；第二部分是维修延寿技术，从润滑理论、维修技术入手，重点学习润滑原理，润滑材料的选用与实施，堆焊、电镀、热喷涂、粘接等维修技术及工艺方法。

“农机工程材料及延寿技术”是一门实践性、应用性较强的课程，在研究机械工程设备工作性能恶化的规律基础上，通过分析失效机理和过程，制定延长设备零部件寿命和改善其可靠性的技术和工艺。然而该课程理论知识枯燥，学生学习兴趣不高；工艺技术抽象，学生兴趣高但难以理解，不好掌握，更难自己进行实际操作，从而影响教学效果。课程安排中即使有实践环节，但多为验证性试验，学生往往知其然而不知所以然，难以锻炼学生综合应用知识的能力。其次，多数学生对实践环节重视程度不够，往往是班中少部分同学进行试验操作，其他同学思考少、动手少，知识点认识和应用不深入。为此，改革传统教学模式，探索新的教学手段成为“农机工程材料及延寿技术”教学质量改善的关键环节。

2 案例分析和项目教学双驱动教学模式的提出

2.1 案例教学法

案例教学法最早由美国哈佛大学提出，在培养学生综合素质和团队合作精神方面有较好的效果，目前在法学、医学、管理、教育等方面得到了广泛的应用[1]，尤其在工科领域一些课程如计算机[2]、水利工程[3]、电路分析[4]等的应用也取得了较好的效果。该方法特点鲜明，可使学生运用所学知识对案例进行分析、思考、交流，充分调动学生的积极性，案例内容生动具体、直观易懂，学习形式活泼多样，利于提高学生分析和解决问题的能力。

2.2 项目教学法

项目教学法主要是以项目为主线，学生为主体、教师为辅助，突出学生利用所学知识从系统性的角度独立思考、分析解决问题。强调学生主动学习、亲自动手实践，个人或团队独立解决项目完成中所遇到的若干问题，在做中学，在学中做，完成完善项目任务，从而达到培养学生综合应用知识的能力[5]。

在项目实施过程中，一般涉及项目任务设计与发布、项目实施计划制定、项目实施与汇报、项目考核评估及项目总结反思五个阶段，如图1 所示，教师负责项目设计，突出项目的实用性、可行性、综合性[6]；学生负责项目任务分解、计划实施、阶段总结、项目汇报等工作。首先教师通过企业调研、生产实践、科研项目等设计项目任务，学生以小组为单位领会项目任务、制定计划、实施、总结、交流反馈，弥补不足、不断完善，最终完成项目任务；其次，由老师和学生依据考核标准，对项目完成情况进行考评；最后进行项目总结和反思，进一步优化项目任务设计。

图1 项目实施过程

2.3 案例分析与项目教学的协同

案例分析教学是通过具体生动的案例讲解、分析，从而激发学生学习兴趣和探索的欲望[7]。“农机工程材料及延寿技术”案例选择尽可能真实，最好源于生产实践、科研项目，贴近现实，这样具有直观、生动等优点，但案例往往是某个知识点的体现，呈典型化、碎片化、零散化，更加侧重于描述、分析、探索，缺乏系统性，不利于培养学生创新能力、分析问题和解决问题的能力。

项目驱动是由实践到理论的提高。针对“农机工程材料及延寿技术”课程，项目教学是对某个章节或几个章节知识系统性的应用。该方法要通过提问、设疑的方法去创造疑惑，或者是挖掘激发学生对于不了解区域的迷惑，并且让其在实践中找到答案[8]。

但该方法应用系统性强、知识点综合性强，对学生要求较高，如果学生没有对知识点系统的深刻理解和把握，难度较大，而案例分析可为项目教学提供前期基础。案例分析和项目教学中，学生为主体，教师为引导者、辅助者。通过知识点—案例教学分析—项目教学等环节，不断提高教学效果。案例分析与项目教学协同机制如图2 所示，以提高教学效果为目标，以学生为中心，教师为辅助，通过知识点学习、案例分析、项目教学、总结完善，并不断迭代，螺旋上升，最终达到提高教学效果的目的。

图2 双驱动教学螺旋曲线

3 双驱动教学在“农机工程材料及延寿技术”课程中的应用

3.1 案例教学的设计与实施

通过生产实践、企业调研、科学研究、网络资源等，搜集图片、视频、文字等资料，结合课程知识点整理形成教学案例。部分案例的设计与引入如表1 所示。

表1 “农机工程材料及延寿技术”案例教学组织设计

3.2 项目教学的设计与实施

通过对课程目标的分析，总结出需要掌握的知识、技能。通过案例分析，加深了学生对基本知识和基本理论的掌握程度，锻炼了学生分析能力，提高了学生的参与意识。为了进一步提高学生创新能力、实践能力、解决问题的能力，设计了以下教学项目任务，如表2 所示。

表2 “农机工程材料及延寿技术”课程项目任务设计

（续表）

3.3 考核与评价

为了使项目教学达到预期效果，激发每个学生的参与热情，设计了相应的考核细则。考核细则既注重过程考核，也注重结果考核，既注重个人能力考核，也注重小组团体合作考核。学生个人成绩=小组成绩*0.7+个人参与项目表现成绩*0.3；其中小组成绩=老师评定成绩*0.6+其他组评定成绩平均值*0.4，个人参与项目表现成绩为小组内综合给定的成绩。项目的总体评分表如表3 所示。

表3 项目评分表

“农机工程材料及延寿技术”课程经过几年的不断改革与实践，并不断筛选补充案例、完善凝练项目任务，从案例中学习知识点，通过项目任务提高学生的综合能力。通过调查反馈，学生均喜欢“案例分析和项目教学”双驱动教学模式。该模式由传统的“以理论教学为主+验证实验”的模式转为“以实践教学为主+理论教学”的新模式，通过案例分析和项目任务教学双向驱动，学生学习积极性、主动性不断提高，课堂气氛活跃，参与热情高涨，进出实验室次数增多，表达能力、动手能力、综合分析能力得到不断加强。