案例教學(xué)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程中的應(yīng)用

周啟興+余卓驊+李兵

摘 要： 案例教學(xué)對培養(yǎng)應(yīng)用型人才有積極性影響，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工科課程，在培養(yǎng)應(yīng)用型人才上起著關(guān)鍵作用。本文闡述了案例教學(xué)的定義、應(yīng)用狀況，總結(jié)了其教學(xué)基本流程，探討了案例教學(xué)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程中應(yīng)用的必要性，并提出了該門課如何更有效地實(shí)施案例教學(xué)的建議，以實(shí)際教學(xué)案例說明實(shí)施方法和效果，以期為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的案例教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞： 案例教學(xué) 機(jī)械 創(chuàng)新設(shè)計

1.案例教學(xué)的定義和應(yīng)用

在商業(yè)、企業(yè)管理中，案例通常被譯作為“個案”、“實(shí)例”之意[1]，案例教學(xué)是一種以案例為基礎(chǔ)的啟發(fā)式教學(xué)方法，通常在老師的指導(dǎo)下，通過教師講授基本知識、提出問題、組織學(xué)生討論得到不同的答案、撰寫案例分析報告等過程實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，改善教學(xué)效果，從而提高學(xué)生理論知識水平和解決實(shí)際問題能力。案例教學(xué)法起源于美國的哈佛大學(xué)商學(xué)院，首先被運(yùn)用于法律教學(xué)中，后來被逐漸運(yùn)用于醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科，培養(yǎng)了一大批能夠解決實(shí)際問題的職業(yè)老板。深圳大學(xué)鐘杏云針對案例教學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查，研究表明，案例教學(xué)法與其他傳統(tǒng)教學(xué)法相比優(yōu)勢明顯，最受學(xué)生期待和歡迎[2]。

2.案例教學(xué)的基本流程及注意事項

很多人認(rèn)為案例教學(xué)就是舉例教學(xué)，其實(shí)不然，案例教學(xué)是一種系統(tǒng)的教學(xué)活動[3]，通常有四個基本環(huán)節(jié)[4]，并且每個環(huán)節(jié)都有需要注意的地方：

（1）課前準(zhǔn)備，根據(jù)教學(xué)目的確定教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，并結(jié)合學(xué)生的知識背景、學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和心理特點(diǎn)，選擇難易適度、具有挖掘潛力的典型案例[5]。選擇案例時注意精選案例并建立自己的案例庫，案例要新，主題要緊跟時代和經(jīng)濟(jì)生活步伐，保持學(xué)生興趣。

（2）小組討論，首先是分組，每組成員控制在5～10人之內(nèi)，討論的問題數(shù)量不宜過多，一般3～4個，討論時可列出問題討論提綱，提前發(fā)給學(xué)生。然后需要意識到案例教學(xué)不是萬能的，在看到它有明顯優(yōu)點(diǎn)的同時，認(rèn)識到它在教學(xué)實(shí)踐中存在一些缺陷，如課堂秩序難以維持、討論占據(jù)課堂時間使傳授知識效率不高。為此，教學(xué)中應(yīng)注意案例教學(xué)與傳統(tǒng)講授教學(xué)協(xié)調(diào)配合使用，使教學(xué)內(nèi)容互相補(bǔ)充，既可維持課堂教學(xué)秩序，又可使學(xué)生學(xué)到的知識點(diǎn)更多。

（3）討論后的總結(jié)，討論后，教師需要對案例討論結(jié)果進(jìn)行歸納、總結(jié)與點(diǎn)評，這是案例教學(xué)的難點(diǎn)，因為案例教學(xué)不注重答案，在于過程，教師能否對學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行高度概括與總結(jié)對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與思維方式的培養(yǎng)起關(guān)鍵作用，為了激發(fā)學(xué)生的興趣，點(diǎn)評時應(yīng)采用激勵方式。

（4）撰寫書面總結(jié)報告，寫報告前可通過調(diào)查問卷進(jìn)行教學(xué)評價，結(jié)合評價結(jié)果來寫，這樣可更有效地把握案例教學(xué)效果，并有利于教學(xué)反思與提高。

3.在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中引入案例教學(xué)的必要性

近年來，我國機(jī)械制造業(yè)高速發(fā)展，亟須具有創(chuàng)新能力的機(jī)械類應(yīng)用型人才，我國提出從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變這一目標(biāo)，迫切要求提高大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力。目前，國內(nèi)許多高校機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)的教材基本就是“創(chuàng)新設(shè)計理論、創(chuàng)新設(shè)計基礎(chǔ)、創(chuàng)新設(shè)計實(shí)例”三大塊內(nèi)容，其中，理論和基礎(chǔ)部分主要講述創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造原理、常用創(chuàng)新技法及相關(guān)例子，實(shí)例部分重點(diǎn)是對典型案例進(jìn)行分析，類似于填鴨式教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下，機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高受到極大影響。因此，為改善教學(xué)效果，必須改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用案例驅(qū)動方式講授相關(guān)內(nèi)容、引導(dǎo)學(xué)生對這些案例進(jìn)行討論的啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生成為課堂的真正主體。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是一門基于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計的工科課程，目前，國內(nèi)外學(xué)者對案例教學(xué)的研究很多，并取得比較大的成效，但在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方面的研究較少，當(dāng)前，國內(nèi)主要通過開展“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”培養(yǎng)大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力，但參與人數(shù)有限，為更好地培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維，可以將案例教學(xué)法應(yīng)用在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課堂教學(xué)中，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式。

4.在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中如何開展案例教學(xué)

心理學(xué)認(rèn)為，新鮮的事物對學(xué)生的吸引力較大，與生活緊密關(guān)聯(lián)的事物總能引發(fā)學(xué)生的興趣。國外有的研究表明，案例一般分成3種，第1種提供答案；第2種不提供答案，通過討論得到；第3種為理論型的，目的在于提高學(xué)生的理論水平。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例教學(xué)過程中，這三種案例可交叉使用，既可讓學(xué)生增長知識，又不會讓學(xué)生對過多的討論產(chǎn)生厭倦情緒。隨著計算機(jī)發(fā)展和多媒體技術(shù)的應(yīng)用推廣，案例教學(xué)內(nèi)容和形式變得更加多樣和豐富，使文本型案例發(fā)展為文本、圖片、視頻一體化的案例，案例形式的改變給課堂教學(xué)注入了新生力量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。研究表明，人的知識八層以上來源于視覺，其次聽覺，最后是其他事物的影響，故視覺事物對人的學(xué)習(xí)至關(guān)重要[6]。當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)，資源比較豐富，有效利用網(wǎng)絡(luò)資源和合理應(yīng)用多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教育的重要手段。因此，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中講述概念時還可以借助機(jī)械創(chuàng)新圖片案例或視頻短片案例，將學(xué)生帶入某種生活情境中思考問題，并提出相關(guān)問題引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題，網(wǎng)絡(luò)機(jī)械圖片、機(jī)械視頻短片、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計比賽獲獎作品視頻等都是很好的案例材料，比較容易收集，教學(xué)中完全可以利用起來，當(dāng)然，這些案例在課堂上需要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)入，并由問題引入引導(dǎo)學(xué)生思考。

5.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例分析實(shí)例

我校被江西省教育廳列為省內(nèi)十所應(yīng)用型本科試點(diǎn)高校之一，為加快轉(zhuǎn)型發(fā)展步伐，全校不斷深化課程改革，倡導(dǎo)案例教學(xué)。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)當(dāng)中，通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今大學(xué)生比較喜歡生活中的機(jī)械裝置，因此收集了大量貼近于生活的機(jī)械創(chuàng)新圖片案例和視頻案例，建立了案例庫，并用于教學(xué)過程，通過案例講述相關(guān)概念，取得了較好的教學(xué)效果。所用案例當(dāng)中，有直接給出答案的，有不提供答案通過討論得到的，還有發(fā)展理論型的，最終目的是增長學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新知識，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維，下面列舉兩個機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)案例：

案例一：講授組合創(chuàng)新設(shè)計方法時，首先提出問題“下雨的夜晚，在沒有路燈的情況下，需要攜帶什么工具便于出行”，以這類生活問題作為教學(xué)切入點(diǎn)，同時引入夜晚下雨的情景圖片，將學(xué)生帶入這一情境之中，這時有學(xué)生想到雨傘與手電筒，然后提出疑問“雨傘與手電筒一般需要兩只手操作，如果身上還有行李箱，不便于手持手電，如何解決此類問題呢”？經(jīng)過十分鐘的討論，就有了結(jié)果，其中一學(xué)生提出“可把手電筒裝在傘的手柄上”，話語剛落，馬上又有一學(xué)生提出“將手電加上某裝置固定在頭上”，還有一學(xué)生說“將雨傘固定在人的肩膀上”，當(dāng)然還有學(xué)生提出其余想法，這里不再一一描述，最后點(diǎn)評“其實(shí)解決的方法很多，這些方法都能解決實(shí)際問題，但方法1，可以將兩種東西變?yōu)橐环N東西，方便實(shí)用”，這時學(xué)生一片歡呼，課堂氣氛活躍，答對的小組都有一種成就感，感覺創(chuàng)新不難。通過這個案例的講解，既開拓了學(xué)生的創(chuàng)新思維，又讓學(xué)生懂得了機(jī)械組合創(chuàng)新的概念，特別是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

案例二：講授“逆向思維”內(nèi)容時，先不講概念，而是在課件上導(dǎo)入動物園的老虎，并有游客觀看的圖片，讓學(xué)生想到“一般的動物園老虎是關(guān)起來的，人在鐵欄外面觀看”的生活常識，然后提出問題“老虎會因為被人控制而表現(xiàn)不出其野性，如何讓人靠近老虎使人能夠接近老虎，又不驚嚇到老虎，而且更好地看到老虎的本性”？這個問題激起學(xué)生的好奇心，頓時課堂討論氣氛活躍，當(dāng)然這個問題可能需要點(diǎn)時間思考，為了節(jié)約課堂時間并啟發(fā)學(xué)生思考，通過多媒體展示動物世界里老虎的相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生站在拍攝者的角度思考問題，很快有學(xué)生提出“可用電視劇組用的攝像裝置近距離拍攝”，又有學(xué)生提出“用直升機(jī)觀看”，還有同學(xué)提出“拆除限制老虎活動范圍的鐵欄，讓人進(jìn)入鐵籠車中，讓車開進(jìn)動物園，讓老虎來看人，人在鐵籠車上看老虎”，最后點(diǎn)評“這些方法都是可行的，但是方法1和2成本較高，方法3比較可行，人可看老虎，同樣又可反過來老虎看人”。通過這個問題的思考與討論，學(xué)生懂得了逆向思維這個概念，學(xué)會了如何通過逆向思維解決實(shí)際問題，從而為講授“創(chuàng)新思維”其余內(nèi)容提供理論基礎(chǔ)。為了加深學(xué)生對這部分知識的理解，并將其應(yīng)用在生活中，再次提出問題“以前檢修車輛一般都是人趴在車底下，那現(xiàn)在用什么方式？以前搶修線路人爬電線桿，現(xiàn)在用什么”？經(jīng)過一番思考與討論，這時有的學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗告訴大家“檢修車輛時，小車一般會被架起來，修大車時人一般會在修車坑里操作”，“搶修電線現(xiàn)在都用升降裝置將工人升到相應(yīng)高度”，最后點(diǎn)評“從大家的答案可知，大家的生活經(jīng)驗不錯，可以想到這些問題的答案，在這門課中，這些都是創(chuàng)新方法知識的應(yīng)用實(shí)例”。課堂教學(xué)在這樣一個案例討論過程中進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，都能積極思考與討論。

通過案例教學(xué)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程中的實(shí)施，可將機(jī)械創(chuàng)新理論知識與生活、生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變枯燥的教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。在近幾年機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中實(shí)施案例教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果，先前的上課模式、概念和理論致使很多同學(xué)低頭上課，自采用案例教學(xué)法后，上課氣氛活躍，學(xué)生積極參與創(chuàng)新實(shí)踐，學(xué)生作品在第六屆全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽上獲江西賽區(qū)二等獎，還獲得了國家實(shí)用新型專利，在全國第七屆全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽中榮獲江西省一等獎兩項，其中有一項被推薦參加全國賽，通過初評已確定獲得全國二等獎。

6.結(jié)語

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計對學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計能力起著關(guān)鍵作用，本文闡述了案例教學(xué)的意義及對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程的作用，并結(jié)合教學(xué)實(shí)例探討案例教學(xué)實(shí)施過程，提出了在課堂上根據(jù)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)目標(biāo)引入不同形式的與理論知識相關(guān)的案例，有效組織學(xué)生討論的案例教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，改善教學(xué)效果，最終提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力。

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