基于“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的案例糾錯討論式教學(xué)法研究

潘承怡 向敬忠 張春宜

摘 要：綜合應(yīng)用案例式教學(xué)法、討論式教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，基于“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程，提出了一種新型教學(xué)方法——案例糾錯討論式教學(xué)法。分析了案例糾錯討論式教學(xué)法的思維基礎(chǔ)，即打破慣性思維、逆向思維和批判性思維等。介紹了案例糾錯討論式教學(xué)法的具體實(shí)施辦法，包括案例庫的建立和討論方式方法，對課堂集體討論、課外小組討論、面批大作業(yè)討論和拓展性學(xué)習(xí)等進(jìn)行了詳細(xì)分析與介紹，為該種教學(xué)方法的推廣提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：案例糾錯討論式教學(xué)法；“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程；創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；案例

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）05-0027-02

一、案例糾錯討論式教學(xué)法的概念

隨著大學(xué)各類課程教學(xué)改革的不斷深入，涌現(xiàn)出了很多新型教學(xué)方法，如案例式教學(xué)法、討論式教學(xué)法、問題導(dǎo)向式教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等[1-3]，這些教學(xué)法都各有優(yōu)點(diǎn)，為傳統(tǒng)教學(xué)注入了新的活力。“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程講授各種機(jī)械零部件和機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，因此更加注重設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)中，對很多設(shè)計(jì)問題需要結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，但由于是初學(xué)者，學(xué)生在設(shè)計(jì)時很容易犯各種錯誤，尤其是在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時，更容易出現(xiàn)錯誤設(shè)計(jì)或不良設(shè)計(jì)，即所謂的“禁忌”。為提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，我們需要搜集、整理常見含“禁忌”的案例，在教學(xué)過程中讓學(xué)生了解可能出現(xiàn)的“禁忌”，并掌握如何避免“禁忌”，做出最佳的設(shè)計(jì)，從而提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。

案例糾錯討論式教學(xué)法吸取案例式教學(xué)法、討論式教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等的優(yōu)點(diǎn)，以“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程為平臺，通過對有錯誤的典型案例進(jìn)行查錯和糾錯討論，通過課上和課下多種形式的討論，訓(xùn)練學(xué)生了解并熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)中的技巧與禁忌[4-5]，提高學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。案例糾錯討論式教學(xué)法采用多媒體教學(xué)手段，引入大量圖片、錄像等，課程內(nèi)容充實(shí)、靈活、信息量大，使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)接觸到大量工程實(shí)際中的典型問題和解決技巧，通過討論加深印象，了解哪些是錯誤的設(shè)計(jì)，哪些是不良的設(shè)計(jì)，哪些是最佳的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和今后工作中避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)“禁忌”和不良設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行正確而有效的創(chuàng)新。這種教學(xué)方法集多種新型教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和高效性，適合各種設(shè)計(jì)性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，未來有很好的發(fā)展前景。

二、案例糾錯討論式教學(xué)法的思維基礎(chǔ)

要想使案例糾錯討論式教學(xué)法實(shí)施得好，除需要學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識外，還要再輔以一定的創(chuàng)新思維基礎(chǔ)。創(chuàng)新思維能使學(xué)生思維活躍，善于發(fā)現(xiàn)問題并提出新的解決方案，這有利于進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，以及調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。在課程中引入幾種常用的創(chuàng)新思維，對提高案例糾錯討論式教學(xué)法的教學(xué)效果十分有益。創(chuàng)新思維有多種類型，在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中可以嘗試使用打破慣性思維、逆向思維和批判性思維等。

打破慣性思維是指在設(shè)計(jì)時用非常規(guī)設(shè)計(jì)方法對問題提出新的解決方案，比一般傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法能得到更新、更簡單、更有效的設(shè)計(jì)結(jié)果。例如，法蘭螺栓組的設(shè)計(jì)通常是對螺栓的強(qiáng)度和連接的剛度等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，目標(biāo)是優(yōu)化螺栓直徑、重量、數(shù)量和螺栓間距等參數(shù)。然而，通過打破慣性思維，則可考慮利用簡化結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和作創(chuàng)新設(shè)計(jì)。新的方案是在法蘭四周安裝帶槽的卡條，夾緊法蘭邊緣，不僅使結(jié)構(gòu)簡單、便于加工，而且使安裝更快速、方便，縮短了設(shè)計(jì)時間，還降低了成本。這種與傳統(tǒng)方法不同的思維方式打破了思維慣性，獲得了全新的設(shè)計(jì)方向，對機(jī)械設(shè)計(jì)及其創(chuàng)新設(shè)計(jì)都十分有益。

逆向思維是指用與正向設(shè)計(jì)法相反的方法進(jìn)行思考。在案例糾錯討論式教學(xué)法中，我們先給出錯誤的設(shè)計(jì)結(jié)果，讓學(xué)生挑錯和糾錯，通過討論進(jìn)行深入分析，哪里有錯？為什么錯？會產(chǎn)生哪些不良后果？如何不再犯類似錯誤？怎么修改？有哪些修改的辦法？不同修改辦法各有何優(yōu)缺點(diǎn)？這一系列問題都是從錯誤或不良設(shè)計(jì)往回找問題并回答問題，完全屬于逆向地去作設(shè)計(jì)，應(yīng)用的是逆向思維。逆向思維是案例糾錯討論式教學(xué)法的主要思維方式，對學(xué)生來講比正向思維對問題的理解更加深刻，涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容擴(kuò)展性更強(qiáng)，更貼近生產(chǎn)實(shí)際，因而更加實(shí)用。

批判性思維是指對現(xiàn)有事物進(jìn)行質(zhì)疑與否定的思考方式，是一種思維習(xí)慣，也是一種表現(xiàn)創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力的重要途徑。只有批判才能變化，只有變化才能創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能進(jìn)步。因此，利用批判性思維進(jìn)行查錯、糾錯是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的有效辦法，也是案例糾錯討論式教學(xué)法實(shí)施過程中的有力輔助。

三、案例糾錯討論式教學(xué)法的具體實(shí)施辦法

（一）案例庫的建立

建立內(nèi)容豐富，具有典型性和現(xiàn)代實(shí)用性的案例庫是案例糾錯討論式教學(xué)法有效實(shí)施的基礎(chǔ)。首先，教師需要查閱大量資料和走訪生產(chǎn)企業(yè)，積累圖紙、錄像和照片等；其次，將素材進(jìn)行分類和梳理，先從縱向按與教材相應(yīng)的各章節(jié)進(jìn)行分類，再從橫向按課堂用、課下用和拓展教學(xué)用進(jìn)行分類。形式上又分為電子的和紙質(zhì)的兩種。電子形式的有照片、錄像和PPT等，主要用于課堂教學(xué)和學(xué)生課外拓展學(xué)習(xí)；紙質(zhì)的以圖紙為主，主要用于課下討論。案例庫要不斷更新和充實(shí)，既包括課程教學(xué)大綱要求的必備知識，也包括相關(guān)的科技前沿發(fā)展動態(tài)。由于案例眾多，要對此進(jìn)行分類編號，以便于管理、保存和調(diào)用。

（二）討論方式方法

1.課堂集體討論。課堂集體討論是案例糾錯討論式教學(xué)法的核心，也是工作重點(diǎn)，它融案例式教學(xué)法、討論式教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法于一體，注意鼓勵和啟發(fā)，激發(fā)討論熱情，形成全員討論的熱烈氣氛，達(dá)到強(qiáng)化重要知識點(diǎn)、挖掘設(shè)計(jì)技巧與禁忌和提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)。課堂集體討論通常在每章末進(jìn)行，根據(jù)每章的教學(xué)內(nèi)容選取案例，既有針對各知識點(diǎn)的小型案例，又有設(shè)計(jì)性大型案例。課程初期以教師為主導(dǎo)進(jìn)行討論，到課程的中、后期則逐漸引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，逐步演化成以學(xué)生為主導(dǎo)的討論模式。因?yàn)榉D(zhuǎn)式教學(xué)法能更好地調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，而且能增加學(xué)生課前預(yù)習(xí)和思考的時間，課堂上再進(jìn)行討論則效率更高，效果更好。此外，課堂集體討論還對學(xué)生的課外小組討論和拓展性學(xué)習(xí)起到引導(dǎo)和指導(dǎo)作用。

教師對案例的選取和上課技巧在教學(xué)中起著關(guān)鍵作用，如何啟發(fā)學(xué)生和充分調(diào)動學(xué)生積極地進(jìn)行討論是教學(xué)中的主要問題。討論氣氛和討論效果對教學(xué)目標(biāo)能否達(dá)成有著直接的影響，對好的案例亦能起到積極的發(fā)酵作用，對班級良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣的形成也能起到很大的促進(jìn)作用。要想獲得最佳的課堂討論效果，教學(xué)內(nèi)容要合理設(shè)計(jì)，由淺入深，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐事例，也可以引入一些真實(shí)的或歷史上的故事，使課堂討論更加有趣味性，避免枯燥和疲勞。教師在課堂上除需要技巧性的啟發(fā)和引導(dǎo)外，平時還應(yīng)該多注意關(guān)心學(xué)生，形成融洽的師生關(guān)系，教師要多鼓勵和表揚(yáng)學(xué)生，不能太古板，還可以適當(dāng)幽默。教師要有全局眼光，從整體考慮，不落下每一名學(xué)生，想辦法為他們創(chuàng)造發(fā)言的機(jī)會。由于發(fā)言時間有限，這種教學(xué)法更適合小班授課，以30人左右為宜，盡量不要超過50人。

2.課外小組討論。課外小組討論是案例糾錯討論式教學(xué)法課下教學(xué)的一部分，也是課堂集體討論的重要輔助手段。學(xué)生自愿組成5人左右的學(xué)習(xí)小組，對教師給出的案例進(jìn)行課前預(yù)習(xí)討論和課后總結(jié)討論。討論小組設(shè)1名組長，1名記錄員，1名總結(jié)發(fā)言人，其余為組員。討論時間地點(diǎn)及內(nèi)容由組長協(xié)調(diào)安排，全體組員圍繞預(yù)習(xí)案例和課堂討論過的案例做查錯和糾錯討論，由于沒有教師參加，學(xué)生可能更加放松，討論更熱烈。記錄員對小組成員的發(fā)言進(jìn)行記錄，總結(jié)發(fā)言人進(jìn)行最后總結(jié)性陳述，成員進(jìn)行補(bǔ)充和修改，每人都將討論的結(jié)果記錄在筆記上，留待課堂和教師討論以及期末復(fù)習(xí)時參考用。課外小組討論配和課堂集體討論，不僅對提高案例討論質(zhì)量非常有利，而且對提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也有積極的促進(jìn)作用，還能為后面的拓展性學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

3.面批大作業(yè)討論。面批大作業(yè)討論是案例糾錯討論式教學(xué)法課下教學(xué)的另一部分，是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的設(shè)計(jì)性大作業(yè)是該課程的特色之一，是對學(xué)生設(shè)計(jì)能力的綜合性訓(xùn)練，包括各主要零部件和傳動的設(shè)計(jì)，如螺旋千斤頂、齒輪傳動、帶傳動、軸、軸系部件等的設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)由于是學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)，即使給定同樣的設(shè)計(jì)題目，由于每個學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和水平不同，學(xué)生所做出的設(shè)計(jì)也都不一樣，尤其是繪制出的設(shè)計(jì)圖紙，很容易出現(xiàn)各種各樣的錯誤。所以，教師與每一個學(xué)生面對面地批改、討論、講解大作業(yè)非常重要。當(dāng)然，這需要教師付出大量的課余時間和精力，為提高教學(xué)質(zhì)量和做到長期堅(jiān)持，建議學(xué)校給教師一些工作量補(bǔ)貼作為鼓勵和支持。

4.拓展性學(xué)習(xí)。拓展性學(xué)習(xí)是案例糾錯討論式教學(xué)法的延伸，屬于高級部分，是第三種課下教學(xué)形式，給學(xué)有余力的學(xué)生提供進(jìn)一步提升的空間。學(xué)生可以參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，或參與教師的科研課題，做項(xiàng)目驅(qū)動式學(xué)習(xí)或研究性學(xué)習(xí)，并參加各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。拓展性學(xué)習(xí)是對課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，討論機(jī)會和形式更靈活多樣，是學(xué)生進(jìn)行高層次學(xué)習(xí)的重要途徑，

深受學(xué)生歡迎，參與的學(xué)生越來越多。

案例糾錯討論式教學(xué)法近幾年在哈爾濱理工大學(xué)進(jìn)行了嘗試性實(shí)踐，效果很好，如果推廣到其他設(shè)計(jì)性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程中，對提高其教學(xué)質(zhì)量應(yīng)該會有所裨益。

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