河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院 趙建國 袁大超 趙曉順 劉敬春 李建昌 郝建軍 馬躍進(jìn)

近年來，應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)越來越受到社會的關(guān)注，并且已成為我國高等教學(xué)人才培養(yǎng)中的重中之重。在人才培養(yǎng)中，特別要注重學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生從“被動接受”向“積極參與”轉(zhuǎn)變，倡導(dǎo)學(xué)生從“要我說”向“我要說”的思維轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生從“知識型”向“能力型”提升。為此，以課程為抓手，做好應(yīng)用型課程教學(xué)革新，不斷提高教學(xué)效果，讓師、生、課融為一體，對于培養(yǎng)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和提升實踐動手能力具有重要意義?！稗r(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程應(yīng)用性強，涉及知識面廣，主要是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)機械裝備材料設(shè)計、失效分析、零部件維修等方面的應(yīng)用型人才。本文以河北農(nóng)業(yè)大學(xué)“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程為例，探索案例分析和項目教學(xué)在該課程中的應(yīng)用模式。

1 “農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程簡介

“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”是一門新興的綜合性學(xué)科，也是農(nóng)業(yè)機械維修的核心課。該課程涉及了摩擦學(xué)理論、統(tǒng)計學(xué)理論、控制論、信息論、維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)、設(shè)備改造技術(shù)、零部件維修技術(shù)及工藝等，總學(xué)時32 學(xué)時，其中理論教學(xué)24 學(xué)時，實驗教學(xué)8 學(xué)時，重點介紹農(nóng)機材料及失效分析和設(shè)備維修技術(shù)兩大部分內(nèi)容。第一部分以故障理論為基礎(chǔ)，深入分析磨損失效、斷裂失效、變形失效、腐蝕與氣蝕失效的特征、機理、影響因素和有效對策；第二部分是維修延壽技術(shù)，從潤滑理論、維修技術(shù)入手，重點學(xué)習(xí)潤滑原理，潤滑材料的選用與實施，堆焊、電鍍、熱噴涂、粘接等維修技術(shù)及工藝方法。

“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”是一門實踐性、應(yīng)用性較強的課程，在研究機械工程設(shè)備工作性能惡化的規(guī)律基礎(chǔ)上，通過分析失效機理和過程，制定延長設(shè)備零部件壽命和改善其可靠性的技術(shù)和工藝。然而該課程理論知識枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高；工藝技術(shù)抽象，學(xué)生興趣高但難以理解，不好掌握，更難自己進(jìn)行實際操作，從而影響教學(xué)效果。課程安排中即使有實踐環(huán)節(jié)，但多為驗證性試驗，學(xué)生往往知其然而不知所以然，難以鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。其次，多數(shù)學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)重視程度不夠，往往是班中少部分同學(xué)進(jìn)行試驗操作，其他同學(xué)思考少、動手少，知識點認(rèn)識和應(yīng)用不深入。為此，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索新的教學(xué)手段成為“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”教學(xué)質(zhì)量改善的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 案例分析和項目教學(xué)雙驅(qū)動教學(xué)模式的提出

2.1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法最早由美國哈佛大學(xué)提出，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和團(tuán)隊合作精神方面有較好的效果，目前在法學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理、教育等方面得到了廣泛的應(yīng)用[1]，尤其在工科領(lǐng)域一些課程如計算機[2]、水利工程[3]、電路分析[4]等的應(yīng)用也取得了較好的效果。該方法特點鮮明，可使學(xué)生運用所學(xué)知識對案例進(jìn)行分析、思考、交流，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，案例內(nèi)容生動具體、直觀易懂，學(xué)習(xí)形式活潑多樣，利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

2.2 項目教學(xué)法

項目教學(xué)法主要是以項目為主線，學(xué)生為主體、教師為輔助，突出學(xué)生利用所學(xué)知識從系統(tǒng)性的角度獨立思考、分析解決問題。強調(diào)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、親自動手實踐，個人或團(tuán)隊獨立解決項目完成中所遇到的若干問題，在做中學(xué)，在學(xué)中做，完成完善項目任務(wù)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力[5]。

在項目實施過程中，一般涉及項目任務(wù)設(shè)計與發(fā)布、項目實施計劃制定、項目實施與匯報、項目考核評估及項目總結(jié)反思五個階段，如圖1 所示，教師負(fù)責(zé)項目設(shè)計，突出項目的實用性、可行性、綜合性[6]；學(xué)生負(fù)責(zé)項目任務(wù)分解、計劃實施、階段總結(jié)、項目匯報等工作。首先教師通過企業(yè)調(diào)研、生產(chǎn)實踐、科研項目等設(shè)計項目任務(wù)，學(xué)生以小組為單位領(lǐng)會項目任務(wù)、制定計劃、實施、總結(jié)、交流反饋，彌補不足、不斷完善，最終完成項目任務(wù)；其次，由老師和學(xué)生依據(jù)考核標(biāo)準(zhǔn)，對項目完成情況進(jìn)行考評；最后進(jìn)行項目總結(jié)和反思，進(jìn)一步優(yōu)化項目任務(wù)設(shè)計。

圖1 項目實施過程

2.3 案例分析與項目教學(xué)的協(xié)同

案例分析教學(xué)是通過具體生動的案例講解、分析，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索的欲望[7]?！稗r(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”案例選擇盡可能真實，最好源于生產(chǎn)實踐、科研項目，貼近現(xiàn)實，這樣具有直觀、生動等優(yōu)點，但案例往往是某個知識點的體現(xiàn)，呈典型化、碎片化、零散化，更加側(cè)重于描述、分析、探索，缺乏系統(tǒng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的能力。

項目驅(qū)動是由實踐到理論的提高。針對“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程，項目教學(xué)是對某個章節(jié)或幾個章節(jié)知識系統(tǒng)性的應(yīng)用。該方法要通過提問、設(shè)疑的方法去創(chuàng)造疑惑，或者是挖掘激發(fā)學(xué)生對于不了解區(qū)域的迷惑，并且讓其在實踐中找到答案[8]。

但該方法應(yīng)用系統(tǒng)性強、知識點綜合性強，對學(xué)生要求較高，如果學(xué)生沒有對知識點系統(tǒng)的深刻理解和把握，難度較大，而案例分析可為項目教學(xué)提供前期基礎(chǔ)。案例分析和項目教學(xué)中，學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)者、輔助者。通過知識點—案例教學(xué)分析—項目教學(xué)等環(huán)節(jié)，不斷提高教學(xué)效果。案例分析與項目教學(xué)協(xié)同機制如圖2 所示，以提高教學(xué)效果為目標(biāo)，以學(xué)生為中心，教師為輔助，通過知識點學(xué)習(xí)、案例分析、項目教學(xué)、總結(jié)完善，并不斷迭代，螺旋上升，最終達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

圖2 雙驅(qū)動教學(xué)螺旋曲線

3 雙驅(qū)動教學(xué)在“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程中的應(yīng)用

3.1 案例教學(xué)的設(shè)計與實施

通過生產(chǎn)實踐、企業(yè)調(diào)研、科學(xué)研究、網(wǎng)絡(luò)資源等，搜集圖片、視頻、文字等資料，結(jié)合課程知識點整理形成教學(xué)案例。部分案例的設(shè)計與引入如表1 所示。

表1 “農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”案例教學(xué)組織設(shè)計

3.2 項目教學(xué)的設(shè)計與實施

通過對課程目標(biāo)的分析，總結(jié)出需要掌握的知識、技能。通過案例分析，加深了學(xué)生對基本知識和基本理論的掌握程度，鍛煉了學(xué)生分析能力，提高了學(xué)生的參與意識。為了進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力、解決問題的能力，設(shè)計了以下教學(xué)項目任務(wù)，如表2 所示。

表2 “農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程項目任務(wù)設(shè)計

（續(xù)表）

3.3 考核與評價

為了使項目教學(xué)達(dá)到預(yù)期效果，激發(fā)每個學(xué)生的參與熱情，設(shè)計了相應(yīng)的考核細(xì)則?？己思?xì)則既注重過程考核，也注重結(jié)果考核，既注重個人能力考核，也注重小組團(tuán)體合作考核。學(xué)生個人成績=小組成績*0.7+個人參與項目表現(xiàn)成績*0.3；其中小組成績=老師評定成績*0.6+其他組評定成績平均值*0.4，個人參與項目表現(xiàn)成績?yōu)樾〗M內(nèi)綜合給定的成績。項目的總體評分表如表3 所示。

表3 項目評分表

“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程經(jīng)過幾年的不斷改革與實踐，并不斷篩選補充案例、完善凝練項目任務(wù)，從案例中學(xué)習(xí)知識點，通過項目任務(wù)提高學(xué)生的綜合能力。通過調(diào)查反饋，學(xué)生均喜歡“案例分析和項目教學(xué)”雙驅(qū)動教學(xué)模式。該模式由傳統(tǒng)的“以理論教學(xué)為主+驗證實驗”的模式轉(zhuǎn)為“以實踐教學(xué)為主+理論教學(xué)”的新模式，通過案例分析和項目任務(wù)教學(xué)雙向驅(qū)動，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性不斷提高，課堂氣氛活躍，參與熱情高漲，進(jìn)出實驗室次數(shù)增多，表達(dá)能力、動手能力、綜合分析能力得到不斷加強。

4 結(jié)論

（1）“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程是一門應(yīng)用性較強的課程，通過案例分析、項目教學(xué)模式的實施，改變了教師為主體的教學(xué)現(xiàn)狀，突出了以學(xué)生為主體，進(jìn)行討論式、探究式的學(xué)習(xí)過程。

（2）案例分析和項目教學(xué)雙驅(qū)動，既利于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，又利于學(xué)生綜合能力的提升，實現(xiàn)了理論與實踐、知識與能力的有機結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

（3）針對“農(nóng)機工程材料及延壽技術(shù)”課程的兩塊主體內(nèi)容不同的知識點，引入了10 個案例，設(shè)計了10 個項目任務(wù)，并依據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，既強調(diào)過程，也突出結(jié)果，實踐為主體的教學(xué)模式得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可。