案例教学法在船舶机舱自动化教学中的实践

王自立

（海南热带海洋学院，海南三亚 572022）

案例教学法是一种将经典案例有效融入教学活动的教学方法。授课教师结合教学目的，组织学生针对案例，采用综合阅读资料、思考与分析、讨论解决与总结等方式完成学习任务，从而使学生加深对知识点的理解，培养学生分析、解决问题的能力，进而使学生养成事后总结、举一反三的好习惯[1]。

船舶机舱自动化课程是船舶电子电气工程专业的核心课程之一，该课程着重介绍船舶各类控制系统的原理、操作、维护等方面的知识。由于船舶机舱自动化课程具有船舶机舱设备种类多样化、设备间的关联少、实际操作要求高等特点，教师应采用船舶机舱自动控制中常见的、真实的、具有典型意义的案例开展案例教学。教师要通过汇总、筛选、分析、加工等方式设计出符合教学目的的案例。随后，教师利用多种教学手段将船舶现场的实际场景在课堂中呈现出来，引导学生分析讨论，制定解决故障的方案[1]，再总结解决类似问题的方法，培养学生运用所学知识解决问题的能力，使教与学真正达到“见树木更要见森林”的境界。

一、教学案例的选择要点

教学案例的选择可以有多种渠道。教师可以查询国内外海事部门的相关资料，参加海事部门组织的技术交流活动，走访具有多年海上航行工作经验的老船员，经常与在船同行交流、讨论。将案例进行汇总后，教师要对案例进行精心分析，根据教学大纲的要求选择符合教学内容及课时安排的案例，通过改编、设计、加工后，运用多媒体等教学手段对船舶现场情况进行模拟再现[2]。由于教学目的和教学设计会有不同，教师可以选择局部案例或综合案例。局部案例是指短小精悍、知识点单一、针对性强的案例，多用于教学用时较短且知识点单一的内容。综合案例需要教师进行长时间的设计准备，并构建相应的场景。综合案例涉及多个知识点，针对的知识面较广。教师在选择案例时，务必要保证案例真实、因果清晰、结论明确、具有典型性且符合教学目的。

（一）案例要在重点、难点等方面符合教学内容

教学内容都是围绕教学大纲设定的教学目标或教学任务设计的，案例教学也不例外。不管是案例的选取还是设计，甚至是案例教学的每个环节，都必须贴合教学内容。

在讲授“净油单元自动控制系统”这一内容时，教师可以选用“1号重油分油机出现故障”的案例。通过这个案例，学生可以了解船用分油机自动控制系统的结构、工作原理，进一步了解船舶净油单元自动控制系统的工况调节及管理维护的注意事项。这些知识点正好是分油机控制系统的重点和难点。教师在课程教学中融入案例，既能引导学生讨论问题，又能使学生在讨论的过程中将知识点关联起来，通过举一反三的方式总结管理维护中的注意事项。

（二）案例的选取要具有真实性

教师选取的案例要真实、客观。教师要讲清楚事件的现象和过程，引导学生结合所学知识开展讨论并得出结论，最后再引导学生进行总结，举一反三。

（三）案例的选取要条理清晰

学生对问题的理解和接受能力会存在差异，最终达到的教学效果也不尽相同[2]。因此，为避免学生在理解方面的不同，在案例的选取和设计加工过程中，教师要充分考虑，尽可能地采用容易理解的语言，选取易于接受、贴近实际、条理清晰的案例。

（四）案例的选取要具有引导性、实践性、典型性、综合性

引导性是指让学生对所选案例进行深入思考。学生要通过讨论分析解决问题，并在讨论过程中紧扣教学内容，实现教学目标。实践性是指让学生通过思想上的“角色扮演”融入所选实际案例中去，设身处地地运用专业知识，结合自身讨论、思考、分析，得出自己对所选案例合理的判断，给出解决问题的方法，从而实现从理论学习到实际运用能力的良好转化，为以后的职业生涯积累知识、方法。典型性是个别案例具有体现实际工作过程中某些普遍意义的特征。综合性是指所选案例的内容要丰富。学生在讨论、分析、解决问题的过程中，不仅要结合本学科的理论知识，而且要结合其他专业课程的理论知识以及部分课外知识，最终培养权衡轻重的能力。

（五）案例的选取要灵活且有新意

教师选取的案例要具有灵活性，要与时俱进。因此，在选择案例时，教师要紧扣时代发展，不是一个案例重复使用多年，或者一个案例在多个知识点的讲授中重复使用[3]。教师要经常投入生产一线，不断更新教学案例，真正做到“从生产中来，到实践中去”，了解船舶机舱自动化技术的发展方向及新技术在船舶上的推广使用。

二、案例教学法在实际教学中的应用

（一）案例教学设计

船舶电子电气工程专业具有较强的实践性和应用性，而且所学内容涉及知识面极其广泛。专业教师在开展案例教学时，不仅要具备丰富的理论知识，而且要具有丰富的实船工作经验。此外，专业教师还要熟悉船舶各系统，具有良好的案例教学设计能力和课堂掌控能力。

任课教师应熟练掌握所讲授课程的知识结构和体系，把握好教学内容中的重点、难点，达到本课程的教学目的。同时，任课教师要了解本课程与其他专业课程之间的关系，最终实现专业总的教学目标。

案例教学法是以学生为主体的教学方法。在教学过程中，教师要充分发挥学生的主体作用，适当引导学生，从而达到理想的教学效果。

（二）案例教学的过程分析

1.在讲授“船舶分油机自动控制系统”这一内容时，学生要了解控制系统的工作原理，掌握该系统的调整、维护管理等知识点。如果教师采用传统教学方法，只对工作原理进行简单的讲解，只要求学生死记硬背分油机自动控制系统的调整和维护管理，那么，学生就无法真正理解课程内容，在开展实船工作时就不能灵活运用相关知识。为使学生真正理解知识点，达到学以致用的目的，教师要采用“1号重油分油机出现故障”的案例，让学生进行分组讨论。

2.教师要讲解船舶分油机自动控制系统的工作原理（如图1），向学生全面介绍选取案例的情况：船舶在海上航行期间，1号重油分油机（型号：ALFA LAVAL SA851）转速低报警，无法正常运行，分油机参数除转速值为7 200rpm（正常运转值为8 000rpm，低转速报警值为7 400rpm）。船舶正常航行期间的燃油消耗量较大，分油机故障需及时修复。否则，将因燃油供给量不足导致船舶停航。教师引导学生结合课上所讲内容进行讨论，找出故障原因，并给出解决办法。

UAV+RFID技术的三维路径规划模型如图1所示，图中以网格形式标注出了UAV的空间任务、空间障碍物和RFID的感应区域。

图1 S 型分油机自动控制系统图[3]

3.教师将全班学生分成4组，学生以小组为单位分别对案例进行讨论分析。每组推荐1～2名代表负责记录、陈述小组结论。教师给学生提出以下问题：（1）发生事故的原因？（2）针对此次事故，有什么好的解决办法？（3）为预防此类事故的发生，我们应采取哪些措施？

小组成员在分析案例时，教师要到各小组巡视，观察学生的讨论情况，不发表任何意见[2]。在学生进行讨论时，教师要给学生讲解电动机如何通过摩擦片带动分离桶高速旋转，并讲解传动装置的工作原理（如图2和图3所示），给予学生相应的启发。

图2 电动机摩擦片安装图

图3 分油机传动系统结构图[3]

4.各小组代表结合讨论、分析结果，分别对教师提出的问题进行限时阐述。

5.在教师的合理引导下，学生把案例所涉及的知识点整理出来。在此过程中，教师要肯定正确、纠正错误，既要肯定学生的成果，又要对其存在的不足进行分析[2]。

6.教师结合各小组阐述的观点进行总结评价。

经过分析讨论，各组总结出故障原因，并结合教材内容给出了解决办法，归纳如下：（1）转速传感器故障或安装位置移动，对应的解决办法为更换或调整转速传感器的位置。（2）船舶电网频率降低，解决办法为检查并调整发电原动机转速，进而调整电网频率。（3）致使分油机电动机转速降低的机械故障（电动机的工作电流会相应增大），需检修电动机。（4）传动皮带打滑或部分损坏，需调整或更换皮带。摩擦片磨损超限从而引起传动能力降低，需更换摩擦片。（5）分油机本体出现机械故障引起转速降低，需拆检分油机本体。

7.教师对所选案例进行总结，归纳预防船舶分油机转速降低的方法：（1）及时对船舶发电机及其原动机进行维护，确保船舶电网工作稳定。（2）定期检查分油机的传动装置，对于摩擦片、皮带、轴承等易损件，应确保存有备品在船。如需调整或更换，应严格按照工艺要求进行校正。（3）定期检查转速传感器是否存在接触不良、固定螺母是否松动或安装位置是否发生变化，并及时进行调整。（4）定期对分油机电动机进行检测，确保其工况良好。（5）定期解体清洗，检修分离桶、立轴、分油机水系统，确保其工况良好[4]。（6）定期检查测试控制系统功能，必要时进行参数重整，以保证功能恢复正常。（7）定期校准系统中的测量仪表，使之保持完好、显示准确。

三、运用案例教学法应注意的问题

1.案例教学法是以学生为主体的教学方法，教师要避免“喧宾夺主”，要及时引导学生，最终完成案例分析。

2.教师应该根据教学大纲所规定的教学目的选取案例。在讨论过程中，教师要合理引导学生，避免学生“信马由缰”，以致偏离教学主题。

3.授课教师要营造出和谐、良好的课堂氛围，对在发言时感到紧张、拘束的学生，教师要给予鼓励、引导、支持[2]。

4.由于知识的局限和经验不足等原因，学生在讨论中得到的见解有可能存在不全面或错误的情况，在总结时，授课教师要明确指出学生存在的不足，并给出正确的结论，使学生更熟悉基本的原理和方法。

5.教师的案例总结极其重要。教师要引导学生“举一反三”，从而提高合理预防和迅速处理类似事故的能力。

6.教师要对实船案例进行分析，让学生掌握相关专业的基本知识和技能，具有整体概念，加深学生对多工种技术交叉和合作应用的认识，从而实现“工学一体”。

7.教师要在学生讨论时适时融入团结协作的理念，让学生体验到团结协作是团队取得胜利的基础。小组成员要共享各种资源，及时进行沟通和协调，作出正确有效的判断并给出积极的反应，提高团队的工作效率，从而达到1+1＞2的效果。

四、结束语

案例教学法在应用型船舶电子电气工程专业的教学过程中起到了极其重要的作用，在一定程度上解决了学生在传统的纯理论化教学中对知识点难以理解的问题，克服了应试教育中针对题库的死记硬背而忽视工作原理的理解运用等种种弊端，加深了学生对理论知识的理解和记忆。教师在船舶机舱自动化课程的教学过程中引入实船案例，既加深了学生对理论知识的理解，又强化了学生实践能力的培养，拓宽了学生的知识面，同时又能提高学生的学习兴趣，让学生体会到团队工作的重要性，从而达到提高学生综合素质的目的。