周啟興++++陳濤

摘 要： 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，本文討論了在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程中實(shí)施案例教學(xué)的必要性和主要方法，提出了通過多種方式引入案例，可有效培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程的興趣、創(chuàng)新思維和能力，同時結(jié)合教學(xué)中的兩個案例對機(jī)械創(chuàng)新案例教學(xué)進(jìn)行探討，為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程的教學(xué)提供參考。

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

1.案例教學(xué)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中的必要性

1.1案例教學(xué)法的含義

案例教學(xué)法是一種新型教學(xué)方法，起源于上個世紀(jì)20年代的美國哈佛大學(xué)商學(xué)院，后來逐步推廣到其余課程中。案例教學(xué)是以案例為基礎(chǔ)的一種啟發(fā)式教學(xué)方法，它是在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下，運(yùn)用典型案例，調(diào)動學(xué)生積極參與課堂討論的一種互動教學(xué)，可以有效地將理論與實(shí)踐聯(lián)系在一起[1]。

1.2案例教學(xué)法可有效提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力

隨著科技的不斷進(jìn)步，人才的需求出現(xiàn)多元化特征，應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)也由此應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用型本科以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)[2]。我國是一個機(jī)械制造大國，要想實(shí)現(xiàn)從機(jī)械大國到機(jī)械強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，就需要培養(yǎng)具有機(jī)械創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)關(guān)鍵是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工科課程，它是建立在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課程之上的一門課程，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計能力。目前，國內(nèi)外學(xué)者對案例教學(xué)的研究很多，但在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方面的研究文章較少。當(dāng)前，用于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的機(jī)械創(chuàng)新活動很多，比如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品競賽等，通過這些比賽活動，培養(yǎng)了一批批優(yōu)秀人才。為更好地提高廣大大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力，可以將優(yōu)秀的機(jī)械創(chuàng)新案例帶入課堂教學(xué)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例教學(xué)法是對一個或若干個具體的機(jī)械創(chuàng)新案例的描述[3]，研究表明，這些案例描述可有效改革傳統(tǒng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計通識課程空洞的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)更多學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐，培養(yǎng)出更多機(jī)械創(chuàng)新型人才。

2.在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程中如何更好地實(shí)施案例教學(xué)

2.1案例教學(xué)的特點(diǎn)

案例教學(xué)的一般過程包括課前準(zhǔn)備、課堂討論、點(diǎn)評、總結(jié)等。國外一般將案例分成三種類型，第一種為問題評審型，這種案例有問題及其解決方案；第二種為分策型，不提供答案，通過學(xué)生討論得到；第三種為發(fā)展理論型，這種案例旨在提高學(xué)生的理論水平。案例的形式又分為多種，有純文字型的，有圖片型的，有視頻動畫型的，還有的是文字、圖片、視頻相結(jié)合的案例。

2.2案例教學(xué)中常見的問題和案例設(shè)計新思路

在眾多的課程案例教學(xué)研究過程當(dāng)中，更多的是文字描述性案例，老師給出問題，學(xué)生分好組后參與討論，這種討論更適合于法學(xué)、醫(yī)學(xué)類課程。文字案例有時比較抽象，難以長時間吸引機(jī)械學(xué)科學(xué)生的注意力，有時要引入一些既生動又具有挖掘潛力的案例，這樣才可以不斷強(qiáng)化教學(xué)效果。研究表明，案例教學(xué)中采用多種形式的案例展現(xiàn)，可以使學(xué)生保留新鮮感，激發(fā)其興趣，如豐富的圖片案例可有效觸動學(xué)生的大腦，使學(xué)生為課堂教學(xué)內(nèi)容服務(wù)[4]。人的知識85%來源于視覺，10%來源于聽覺，5%來源于其他，故視覺事物對于人的學(xué)習(xí)至關(guān)重要[5]，為此有必要在課堂上引入圖片、視頻案例。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程文本案例基礎(chǔ)之上引入圖片、視頻案例并不困難，當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)，資源比較豐富，可以找到合適的機(jī)械創(chuàng)新圖片或視頻短片案例，也可以收集機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計比賽獲獎作品視頻作為教學(xué)案例內(nèi)容，當(dāng)然，案例比較復(fù)雜的需要有問題引入，讓學(xué)生帶著問題思考，還需要進(jìn)行小組討論、組長匯報、教師點(diǎn)評，點(diǎn)評針對的是討論過程的內(nèi)容及其結(jié)果，只有經(jīng)歷這樣一個過程才能達(dá)到啟發(fā)思維的目的，同時可充分激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生成為教學(xué)主體。

3.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例教學(xué)實(shí)例

我校為江西省應(yīng)用型本科試點(diǎn)高校之一，為適應(yīng)轉(zhuǎn)型發(fā)展，全校不斷深化課程改革，倡導(dǎo)案例教學(xué)。傳統(tǒng)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)過程中，在依次講完創(chuàng)新設(shè)計理論、創(chuàng)新設(shè)計方法之后進(jìn)行實(shí)例分析，在這種方法指導(dǎo)下，學(xué)生創(chuàng)新興趣低下。為此，筆者在講授機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計理論時采用“案例驅(qū)動”方式。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)當(dāng)中，收集并精選了近200個貼近于生活的機(jī)械創(chuàng)新文本、圖片和視頻案例，建立了案例庫，取得了較好的教學(xué)效果。下面列舉筆者在教學(xué)中的兩個機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例：

案例一：在講述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中“創(chuàng)新思維”章節(jié)的內(nèi)容時，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是講述書本的概念“想到別人沒有想到的觀念”，筆者根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，首先引入有趣的簡單的實(shí)用型生活案例：“生活中的紅黃綠燈外殼都是圓形的，但是對于色盲的人，就分不清哪種顏色的燈亮，不便于通過十字路口?！蓖瑫r展示交通燈的圖片，圖片里除了紅黃綠燈外，還有眾多行駛車輛，這樣就把學(xué)生帶入現(xiàn)實(shí)生活情境——“假設(shè)自己色盲，應(yīng)怎樣識別交通信號通過馬路”。筆者為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，首先讓學(xué)生討論發(fā)言“如何設(shè)計一種新的紅黃綠燈外殼，使色盲的人也能辨別清楚”，以此作為教學(xué)切入點(diǎn)，讓學(xué)生分組討論，這時課堂氣氛活躍，討論后，得到幾種不同解決方案。一位學(xué)生說“色盲的人不能辨別顏色，但可分辨形狀，可從外殼的形狀角度出發(fā)，把有黃燈的地方做成三角形外殼、紅燈的地方做成圓形、綠燈的地方做成方形”，這位學(xué)生話語剛落，就有學(xué)生提出“可以讓紅黃綠的燈的大小區(qū)別，比如紅燈最大，綠燈中間，黃燈最小”，還有學(xué)生提出“從左到右按紅黃綠順序排列”，筆者對各組討論意見進(jìn)行了點(diǎn)評“這些方法都可以，其實(shí)答案不止一種，只要大家認(rèn)真思考，就會有不同的結(jié)果，大家能夠想到這些方法，說明大家有一種創(chuàng)新思維能力”，這樣學(xué)生就在思考中理解并運(yùn)用了自己的“創(chuàng)新思維”。案例教學(xué)不在于答案，而在于過程，關(guān)鍵是通過這樣一種討論、分析的過程，讓學(xué)生在思考中理解“創(chuàng)新思維”的概念，同時鍛煉學(xué)生的觀察、分析和表達(dá)能力。

案例二：在講述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中“組合創(chuàng)新”章節(jié)時，筆者引入了生活中的自行車案例，首先提出問題：“目前自行車形式多樣，大家能否將自行車改成更好的健身娛樂型的自行車？”然后分組討論，討論結(jié)果是，大部分學(xué)生想到了跑步機(jī)自行車，當(dāng)然還有一種是沒有鏈條的改裝腳蹬自行車，從字面上分析，提到“健身娛樂”，大部分學(xué)生想到了健身房中的健身器材，這時將學(xué)生帶入健身房運(yùn)動的情境“健身房可看見啞鈴、彈簧拉力器、握力器、跑步機(jī)等”，由于自行車在學(xué)生的腦海里是用腳驅(qū)動的，因此大部分學(xué)生想到的是跑步機(jī)，然后筆者因勢誘導(dǎo)地提出問題：“跑步機(jī)又怎樣和自行車結(jié)合在一起？”學(xué)生有了好奇心，想到了但又因?yàn)闆]見過而產(chǎn)生質(zhì)疑，這時筆者導(dǎo)入網(wǎng)上已有的健身自行車圖片，讓學(xué)生看后，很多學(xué)生有一種想法得到認(rèn)可的成就感，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新并不難，就積極參與思考。圖中跑步機(jī)自行車形象直觀，然而，圖片不能體現(xiàn)這種健身自行車能否動起來，還有其內(nèi)部傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不清楚。為了讓學(xué)生感受其真實(shí)性，在授課過程中筆者又展示這種健身自行車真實(shí)作品的視頻，筆者收集了第五屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽作品視頻，里面有這一種自行車的視頻。通過播放這種跑步自行車的視頻，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，感覺到了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的新鮮感，所以教學(xué)中筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入另外一個思考的問題“跑步輸送帶如何與自行車連接在一起，運(yùn)動是怎么傳遞的？”，這時讓學(xué)生回憶學(xué)過的傳動系統(tǒng)知識，在課堂后面讓學(xué)生分組討論如何利用自身學(xué)過的機(jī)械原理知識畫出這種跑步機(jī)自行車的結(jié)構(gòu)簡圖時，學(xué)生都積極參與，畫出由帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動兩兩組合以實(shí)現(xiàn)跑步裝置與自行車后輪連接的幾種方案，最后筆者在課堂上做了總結(jié)分析“各種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，有的簡單但經(jīng)濟(jì)，有的復(fù)雜但合理”。通過這一生活中機(jī)械案例的討論與分析的過程，既讓學(xué)生懂得什么叫“組合創(chuàng)新”，又讓學(xué)生用所學(xué)的知識得到運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

用傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法，概念和理論內(nèi)容使很多學(xué)生低頭上課，自機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程改革采用多種案例形式的案例教學(xué)法后，通過精心挑選案例、組織討論案例、總結(jié)分析案例這一過程，提高學(xué)生的興趣，上課氣氛開始濃厚起來，同時學(xué)生在課外積極參與創(chuàng)新實(shí)踐，近年來，學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新作品在華東交通大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計比賽中獲得十幾項(xiàng)獎項(xiàng)，其中“多功能教學(xué)裝置”參加第六屆全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽并在江西賽區(qū)獲得二等獎，還獲得國家實(shí)用新型專利。

4.結(jié)語

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計對提高學(xué)生的實(shí)踐能力起著重要的作用，其案例教學(xué)形式很多，筆者結(jié)合自己學(xué)校的案例教學(xué)實(shí)例，提出在課堂上引入不同形式的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例的舉措，有效地實(shí)施以學(xué)生為主體，以已教師為主導(dǎo)的案例教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，改變傳統(tǒng)的單一課本內(nèi)容教學(xué)模式，可有效地提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力，供同行借鑒參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳國輝，李光煜，李陽星.案例教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)中的實(shí)施研究[J].科技教育，2014（5）：75-76.

[2]劉靜，胡唬，陳雷.《機(jī)械設(shè)計》案例式教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].科技文化，2012（20）：200-201.

[3]周林玉，謝暉.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的案例教學(xué)方法探究[J].科技信息，2008（34）：208.

[4]張夕琴.視頻教學(xué)在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2010（12）：100-101.

[5]戴文霞.圖片—視頻—案例一體化課堂教學(xué)法淺析[J].文學(xué)教育，2015（10）：146-147.