案例教學(xué)法在船舶機(jī)艙自動(dòng)化教學(xué)中的實(shí)踐

王自立

（海南熱帶海洋學(xué)院，海南三亞 572022）

案例教學(xué)法是一種將經(jīng)典案例有效融入教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)方法。授課教師結(jié)合教學(xué)目的，組織學(xué)生針對案例，采用綜合閱讀資料、思考與分析、討論解決與總結(jié)等方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而使學(xué)生加深對知識(shí)點(diǎn)的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，進(jìn)而使學(xué)生養(yǎng)成事后總結(jié)、舉一反三的好習(xí)慣[1]。

船舶機(jī)艙自動(dòng)化課程是船舶電子電氣工程專業(yè)的核心課程之一，該課程著重介紹船舶各類控制系統(tǒng)的原理、操作、維護(hù)等方面的知識(shí)。由于船舶機(jī)艙自動(dòng)化課程具有船舶機(jī)艙設(shè)備種類多樣化、設(shè)備間的關(guān)聯(lián)少、實(shí)際操作要求高等特點(diǎn)，教師應(yīng)采用船舶機(jī)艙自動(dòng)控制中常見的、真實(shí)的、具有典型意義的案例開展案例教學(xué)。教師要通過匯總、篩選、分析、加工等方式設(shè)計(jì)出符合教學(xué)目的的案例。隨后，教師利用多種教學(xué)手段將船舶現(xiàn)場的實(shí)際場景在課堂中呈現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生分析討論，制定解決故障的方案[1]，再總結(jié)解決類似問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力，使教與學(xué)真正達(dá)到“見樹木更要見森林”的境界。

一、教學(xué)案例的選擇要點(diǎn)

教學(xué)案例的選擇可以有多種渠道。教師可以查詢國內(nèi)外海事部門的相關(guān)資料，參加海事部門組織的技術(shù)交流活動(dòng)，走訪具有多年海上航行工作經(jīng)驗(yàn)的老船員，經(jīng)常與在船同行交流、討論。將案例進(jìn)行匯總后，教師要對案例進(jìn)行精心分析，根據(jù)教學(xué)大綱的要求選擇符合教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排的案例，通過改編、設(shè)計(jì)、加工后，運(yùn)用多媒體等教學(xué)手段對船舶現(xiàn)場情況進(jìn)行模擬再現(xiàn)[2]。由于教學(xué)目的和教學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)有不同，教師可以選擇局部案例或綜合案例。局部案例是指短小精悍、知識(shí)點(diǎn)單一、針對性強(qiáng)的案例，多用于教學(xué)用時(shí)較短且知識(shí)點(diǎn)單一的內(nèi)容。綜合案例需要教師進(jìn)行長時(shí)間的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，并構(gòu)建相應(yīng)的場景。綜合案例涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，針對的知識(shí)面較廣。教師在選擇案例時(shí)，務(wù)必要保證案例真實(shí)、因果清晰、結(jié)論明確、具有典型性且符合教學(xué)目的。

（一）案例要在重點(diǎn)、難點(diǎn)等方面符合教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容都是圍繞教學(xué)大綱設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)或教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)的，案例教學(xué)也不例外。不管是案例的選取還是設(shè)計(jì)，甚至是案例教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，都必須貼合教學(xué)內(nèi)容。

在講授“凈油單元自動(dòng)控制系統(tǒng)”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以選用“1號(hào)重油分油機(jī)出現(xiàn)故障”的案例。通過這個(gè)案例，學(xué)生可以了解船用分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理，進(jìn)一步了解船舶凈油單元自動(dòng)控制系統(tǒng)的工況調(diào)節(jié)及管理維護(hù)的注意事項(xiàng)。這些知識(shí)點(diǎn)正好是分油機(jī)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師在課程教學(xué)中融入案例，既能引導(dǎo)學(xué)生討論問題，又能使學(xué)生在討論的過程中將知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來，通過舉一反三的方式總結(jié)管理維護(hù)中的注意事項(xiàng)。

（二）案例的選取要具有真實(shí)性

教師選取的案例要真實(shí)、客觀。教師要講清楚事件的現(xiàn)象和過程，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)開展討論并得出結(jié)論，最后再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，舉一反三。

（三）案例的選取要條理清晰

學(xué)生對問題的理解和接受能力會(huì)存在差異，最終達(dá)到的教學(xué)效果也不盡相同[2]。因此，為避免學(xué)生在理解方面的不同，在案例的選取和設(shè)計(jì)加工過程中，教師要充分考慮，盡可能地采用容易理解的語言，選取易于接受、貼近實(shí)際、條理清晰的案例。

（四）案例的選取要具有引導(dǎo)性、實(shí)踐性、典型性、綜合性

引導(dǎo)性是指讓學(xué)生對所選案例進(jìn)行深入思考。學(xué)生要通過討論分析解決問題，并在討論過程中緊扣教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。實(shí)踐性是指讓學(xué)生通過思想上的“角色扮演”融入所選實(shí)際案例中去，設(shè)身處地地運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，結(jié)合自身討論、思考、分析，得出自己對所選案例合理的判斷，給出解決問題的方法，從而實(shí)現(xiàn)從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際運(yùn)用能力的良好轉(zhuǎn)化，為以后的職業(yè)生涯積累知識(shí)、方法。典型性是個(gè)別案例具有體現(xiàn)實(shí)際工作過程中某些普遍意義的特征。綜合性是指所選案例的內(nèi)容要豐富。學(xué)生在討論、分析、解決問題的過程中，不僅要結(jié)合本學(xué)科的理論知識(shí)，而且要結(jié)合其他專業(yè)課程的理論知識(shí)以及部分課外知識(shí)，最終培養(yǎng)權(quán)衡輕重的能力。

（五）案例的選取要靈活且有新意

教師選取的案例要具有靈活性，要與時(shí)俱進(jìn)。因此，在選擇案例時(shí)，教師要緊扣時(shí)代發(fā)展，不是一個(gè)案例重復(fù)使用多年，或者一個(gè)案例在多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授中重復(fù)使用[3]。教師要經(jīng)常投入生產(chǎn)一線，不斷更新教學(xué)案例，真正做到“從生產(chǎn)中來，到實(shí)踐中去”，了解船舶機(jī)艙自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向及新技術(shù)在船舶上的推廣使用。

二、案例教學(xué)法在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

（一）案例教學(xué)設(shè)計(jì)

船舶電子電氣工程專業(yè)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，而且所學(xué)內(nèi)容涉及知識(shí)面極其廣泛。專業(yè)教師在開展案例教學(xué)時(shí)，不僅要具備豐富的理論知識(shí)，而且要具有豐富的實(shí)船工作經(jīng)驗(yàn)。此外，專業(yè)教師還要熟悉船舶各系統(tǒng)，具有良好的案例教學(xué)設(shè)計(jì)能力和課堂掌控能力。

任課教師應(yīng)熟練掌握所講授課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和體系，把握好教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，達(dá)到本課程的教學(xué)目的。同時(shí)，任課教師要了解本課程與其他專業(yè)課程之間的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)專業(yè)總的教學(xué)目標(biāo)。

案例教學(xué)法是以學(xué)生為主體的教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果。

（二）案例教學(xué)的過程分析

1.在講授“船舶分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)”這一內(nèi)容時(shí)，學(xué)生要了解控制系統(tǒng)的工作原理，掌握該系統(tǒng)的調(diào)整、維護(hù)管理等知識(shí)點(diǎn)。如果教師采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，只對工作原理進(jìn)行簡單的講解，只要求學(xué)生死記硬背分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)整和維護(hù)管理，那么，學(xué)生就無法真正理解課程內(nèi)容，在開展實(shí)船工作時(shí)就不能靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)。為使學(xué)生真正理解知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到學(xué)以致用的目的，教師要采用“1號(hào)重油分油機(jī)出現(xiàn)故障”的案例，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論。

2.教師要講解船舶分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理（如圖1），向?qū)W生全面介紹選取案例的情況：船舶在海上航行期間，1號(hào)重油分油機(jī)（型號(hào)：ALFA LAVAL SA851）轉(zhuǎn)速低報(bào)警，無法正常運(yùn)行，分油機(jī)參數(shù)除轉(zhuǎn)速值為7 200rpm（正常運(yùn)轉(zhuǎn)值為8 000rpm，低轉(zhuǎn)速報(bào)警值為7 400rpm）。船舶正常航行期間的燃油消耗量較大，分油機(jī)故障需及時(shí)修復(fù)。否則，將因燃油供給量不足導(dǎo)致船舶停航。教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課上所講內(nèi)容進(jìn)行討論，找出故障原因，并給出解決辦法。

UAV+RFID技術(shù)的三維路徑規(guī)劃模型如圖1所示，圖中以網(wǎng)格形式標(biāo)注出了UAV的空間任務(wù)、空間障礙物和RFID的感應(yīng)區(qū)域。

圖1 S 型分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)圖[3]

3.教師將全班學(xué)生分成4組，學(xué)生以小組為單位分別對案例進(jìn)行討論分析。每組推薦1～2名代表負(fù)責(zé)記錄、陳述小組結(jié)論。教師給學(xué)生提出以下問題：（1）發(fā)生事故的原因？（2）針對此次事故，有什么好的解決辦法？（3）為預(yù)防此類事故的發(fā)生，我們應(yīng)采取哪些措施？

小組成員在分析案例時(shí)，教師要到各小組巡視，觀察學(xué)生的討論情況，不發(fā)表任何意見[2]。在學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，教師要給學(xué)生講解電動(dòng)機(jī)如何通過摩擦片帶動(dòng)分離桶高速旋轉(zhuǎn)，并講解傳動(dòng)裝置的工作原理（如圖2和圖3所示），給予學(xué)生相應(yīng)的啟發(fā)。

圖2 電動(dòng)機(jī)摩擦片安裝圖

圖3 分油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[3]

4.各小組代表結(jié)合討論、分析結(jié)果，分別對教師提出的問題進(jìn)行限時(shí)闡述。

5.在教師的合理引導(dǎo)下，學(xué)生把案例所涉及的知識(shí)點(diǎn)整理出來。在此過程中，教師要肯定正確、糾正錯(cuò)誤，既要肯定學(xué)生的成果，又要對其存在的不足進(jìn)行分析[2]。

6.教師結(jié)合各小組闡述的觀點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)評價(jià)。

經(jīng)過分析討論，各組總結(jié)出故障原因，并結(jié)合教材內(nèi)容給出了解決辦法，歸納如下：（1）轉(zhuǎn)速傳感器故障或安裝位置移動(dòng)，對應(yīng)的解決辦法為更換或調(diào)整轉(zhuǎn)速傳感器的位置。（2）船舶電網(wǎng)頻率降低，解決辦法為檢查并調(diào)整發(fā)電原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)整電網(wǎng)頻率。（3）致使分油機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的機(jī)械故障（電動(dòng)機(jī)的工作電流會(huì)相應(yīng)增大），需檢修電動(dòng)機(jī)。（4）傳動(dòng)皮帶打滑或部分損壞，需調(diào)整或更換皮帶。摩擦片磨損超限從而引起傳動(dòng)能力降低，需更換摩擦片。（5）分油機(jī)本體出現(xiàn)機(jī)械故障引起轉(zhuǎn)速降低，需拆檢分油機(jī)本體。

7.教師對所選案例進(jìn)行總結(jié)，歸納預(yù)防船舶分油機(jī)轉(zhuǎn)速降低的方法：（1）及時(shí)對船舶發(fā)電機(jī)及其原動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)，確保船舶電網(wǎng)工作穩(wěn)定。（2）定期檢查分油機(jī)的傳動(dòng)裝置，對于摩擦片、皮帶、軸承等易損件，應(yīng)確保存有備品在船。如需調(diào)整或更換，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行校正。（3）定期檢查轉(zhuǎn)速傳感器是否存在接觸不良、固定螺母是否松動(dòng)或安裝位置是否發(fā)生變化，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。（4）定期對分油機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測，確保其工況良好。（5）定期解體清洗，檢修分離桶、立軸、分油機(jī)水系統(tǒng)，確保其工況良好[4]。（6）定期檢查測試控制系統(tǒng)功能，必要時(shí)進(jìn)行參數(shù)重整，以保證功能恢復(fù)正常。（7）定期校準(zhǔn)系統(tǒng)中的測量儀表，使之保持完好、顯示準(zhǔn)確。

三、運(yùn)用案例教學(xué)法應(yīng)注意的問題

1.案例教學(xué)法是以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，教師要避免“喧賓奪主”，要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，最終完成案例分析。

2.教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)目的選取案例。在討論過程中，教師要合理引導(dǎo)學(xué)生，避免學(xué)生“信馬由韁”，以致偏離教學(xué)主題。

3.授課教師要營造出和諧、良好的課堂氛圍，對在發(fā)言時(shí)感到緊張、拘束的學(xué)生，教師要給予鼓勵(lì)、引導(dǎo)、支持[2]。

4.由于知識(shí)的局限和經(jīng)驗(yàn)不足等原因，學(xué)生在討論中得到的見解有可能存在不全面或錯(cuò)誤的情況，在總結(jié)時(shí)，授課教師要明確指出學(xué)生存在的不足，并給出正確的結(jié)論，使學(xué)生更熟悉基本的原理和方法。

5.教師的案例總結(jié)極其重要。教師要引導(dǎo)學(xué)生“舉一反三”，從而提高合理預(yù)防和迅速處理類似事故的能力。

6.教師要對實(shí)船案例進(jìn)行分析，讓學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)的基本知識(shí)和技能，具有整體概念，加深學(xué)生對多工種技術(shù)交叉和合作應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)“工學(xué)一體”。

7.教師要在學(xué)生討論時(shí)適時(shí)融入團(tuán)結(jié)協(xié)作的理念，讓學(xué)生體驗(yàn)到團(tuán)結(jié)協(xié)作是團(tuán)隊(duì)取得勝利的基礎(chǔ)。小組成員要共享各種資源，及時(shí)進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)，作出正確有效的判斷并給出積極的反應(yīng)，提高團(tuán)隊(duì)的工作效率，從而達(dá)到1+1＞2的效果。

四、結(jié)束語

案例教學(xué)法在應(yīng)用型船舶電子電氣工程專業(yè)的教學(xué)過程中起到了極其重要的作用，在一定程度上解決了學(xué)生在傳統(tǒng)的純理論化教學(xué)中對知識(shí)點(diǎn)難以理解的問題，克服了應(yīng)試教育中針對題庫的死記硬背而忽視工作原理的理解運(yùn)用等種種弊端，加深了學(xué)生對理論知識(shí)的理解和記憶。教師在船舶機(jī)艙自動(dòng)化課程的教學(xué)過程中引入實(shí)船案例，既加深了學(xué)生對理論知識(shí)的理解，又強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)工作的重要性，從而達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。