王曉溪　宋美娟　楊 峰　何 敏　張 寧徐州工程學(xué)院機電工程學(xué)院　江蘇徐州　221111

案例教學(xué)法在材料成形工藝課程中的應(yīng)用

王曉溪宋美娟楊 峰何 敏張 寧
徐州工程學(xué)院機電工程學(xué)院江蘇徐州221111

選用不銹鋼保溫杯的成形工藝設(shè)計作為材料成形工藝課程案例教學(xué)作業(yè)題目，將專業(yè)理論知識與工程實際案例緊密聯(lián)系起來，教學(xué)對象簡單典型，易于實施教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)實踐表明，該案例教學(xué)調(diào)動了學(xué)生積極學(xué)習(xí)的興趣，活躍了課堂教學(xué)氣氛，提高了教學(xué)效果和質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及解決工程實際問題的能力。

案例教學(xué)法；材料成形工藝；不銹鋼保溫杯

隨著我國科技水平的飛速發(fā)展和市場經(jīng)濟體制的日益完善，社會對高校的人才培養(yǎng)工作提出了更加苛刻的要求。目前，如何轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育思想和教學(xué)理念，改進落后的教學(xué)方法和教學(xué)手段，進而培養(yǎng)出“厚基礎(chǔ)、寬方向、重實踐、適應(yīng)性強”的高素質(zhì)專業(yè)創(chuàng)新型人才以適應(yīng)改革發(fā)展的要求，已成為樹立高校品牌意識、提高高校核心競爭力的關(guān)鍵所在。[1]

由于工科專業(yè)具有很強的工程應(yīng)用背景，且課程教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣，對于大多缺乏工程實踐經(jīng)驗和對專業(yè)知識感性認識的學(xué)生而言，普遍感到枯燥、難學(xué)，教學(xué)難度相當(dāng)大。為活躍課堂教學(xué)氣氛、增強師生之間的互動交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，筆者在材料成形工藝課程教學(xué)過程中采用了案例教學(xué)法。通過結(jié)合生產(chǎn)實際將工程案例融入課堂教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和積極性，利用多媒體等手段啟發(fā)學(xué)生去主動觀察和思考，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識進行分析、判斷，最終使他們通過獨立思考、集體討論等方式來尋找解決問題的有效途徑，取得了良好的教學(xué)效果。

1　案例教學(xué)法的實質(zhì)和特點

案例法由美國哈佛大學(xué)工商管理研究生院于1918年首創(chuàng)。經(jīng)過了幾十年的發(fā)展和完善，編制了大量案例，總結(jié)出一套案例教學(xué)的先進經(jīng)驗，并在高等教育領(lǐng)域得到廣泛的傳播，成為高等學(xué)校有關(guān)專業(yè)一種行之有效的新教學(xué)方法。[2]

所謂案例教學(xué)法，是指基于某個與課程相關(guān)的典型案例，在教師的精心設(shè)計和耐心指導(dǎo)下，學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的方式，對案例進行觀察、思考和分析，并通過開展研究、交流和討論等活動，實現(xiàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，進而加深學(xué)生對課程中基本原理和概念的理解，提高學(xué)生分析和解決問題能力的一種教學(xué)方法。與傳統(tǒng)灌輸式的講授教學(xué)方法相比，案例教學(xué)法具有以下特點：

1.1教學(xué)方式的啟發(fā)性

案例教學(xué)是啟發(fā)式教育，不存在正確答案，也沒有唯一的最佳方法。它以重在參與為原則，注重啟發(fā)學(xué)生獨立自主地開展學(xué)習(xí)，客觀地激發(fā)學(xué)生的好奇心和參與意識，增加課堂教學(xué)的趣味性。通過“授之以漁”使學(xué)生由“學(xué)會”變成“會學(xué)”，并建立起一套思考問題的方法和分析、解決問題的方式，從而為學(xué)生創(chuàng)新能力的提高奠定厚實的知識基礎(chǔ)。

1.2教學(xué)過程的互動性

在案例教學(xué)中，課堂的主導(dǎo)地位發(fā)生了根本性的改變。此時，學(xué)生成為教學(xué)活動的主體，所扮演的是一個積極的參與者角色，而教師在教學(xué)活動中居于從屬地位，對整個教學(xué)活動加以指導(dǎo)和協(xié)調(diào)。因此，可最大限度地調(diào)動教師和學(xué)生的積極性，使得傳統(tǒng)單向的、靜態(tài)的知識灌輸變成雙向的、動態(tài)的知識共享和知識運用過程，從根本上改變了傳統(tǒng)以教師講、學(xué)生聽為主的“以教定學(xué)”的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、自主學(xué)習(xí)的新型學(xué)習(xí)模式。

1.3教學(xué)目標(biāo)的多樣性

傳統(tǒng)的課堂應(yīng)試教學(xué)側(cè)重于傳播課本知識，通常以了解、理解、掌握某個知識點作為目標(biāo)；而案例教學(xué)則以現(xiàn)實需求為導(dǎo)向，改變了以傳授知識為中心的繼承性教育觀念，不僅強調(diào)學(xué)生獲取知識的重要性，而且更注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進而解決問題的能力，而非課本知識本身，為學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)提供了廣闊的天地。

2　案例教學(xué)法實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

近年來，案例教學(xué)法因其在培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、實戰(zhàn)型人才方面的獨特功能和效果，已被越來越多的人所接受，并在我國高校的教學(xué)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，案例教學(xué)在具體實施的過程中很難用一種固定不變的方式。案例教學(xué)法的運用，要掌握好以下三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3，4]：

2.1選擇高質(zhì)量的教學(xué)案例

案例是進行教學(xué)活動的基本素材，沒有一目了然的唯一正確答案。合適的案例是成功進行成功案例教學(xué)的前提，因此必須精心選編。高質(zhì)量的教學(xué)案例既要覆蓋足夠多的知識點，又要有合適的規(guī)模，即具備材料典型性、信息適量性和案例適用性等特點。通過案例分析，有助于打破學(xué)生的心理定勢，建立起隨機應(yīng)變、觸類旁通、新穎獨特、發(fā)散思維與聚合思維相結(jié)合的創(chuàng)新性思維。

2.2創(chuàng)造良好的案例教學(xué)氛圍

案例教學(xué)的分析、討論環(huán)節(jié)應(yīng)在學(xué)生做了充分準(zhǔn)備、寫好方案的基礎(chǔ)上進行。在案例教學(xué)過程中，學(xué)生互相討論，自由發(fā)表自己的見解，無拘無束，課堂氣氛熱烈。教師只是這種氛圍的培育者和討論過程的引導(dǎo)者，對于學(xué)生的不同觀點，不要急于表態(tài)，又不能使他們離題太遠。

2.3完善案例教學(xué)技巧

與傳統(tǒng)教學(xué)方法不同，在案例教學(xué)過程中，教師需要從主角變成配角，學(xué)生則要從配角變成主角，這是實現(xiàn)案例教學(xué)實質(zhì)過程的關(guān)鍵。教師應(yīng)學(xué)會贊揚、學(xué)會傾聽、學(xué)會用熱烈的情緒感染學(xué)生，通過激勵機制鼓勵更多的學(xué)生積極主動參與到案例教學(xué)的討論活動中去，使他們由此獲得自信并感到自身的價值。

3　材料成形工藝課程中案例教學(xué)法的具體應(yīng)用

材料成形工藝課程是針對材料成型及控制工程專業(yè)本科生所開設(shè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生運用課程知識分析和解決工程問題的能力。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面深入理解常見工程材料液態(tài)成形、塑性成形和焊接成形的基本過程，并在掌握典型機械零件制造基本工藝的基礎(chǔ)上，初步具備根據(jù)零件使用要求合理選擇成形工藝以及根據(jù)工藝要求合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)的能力。

基于以上教學(xué)目標(biāo)的要求，本文將不銹鋼保溫杯作為案例教學(xué)的工程對象，從金屬材料基本成形工藝入手，介紹了材料成形工藝課程中應(yīng)用案例教學(xué)法的具體情況。不銹鋼保溫杯作為板料沖壓和焊接成形案例，其成形過程除了包括板料沖壓中的分離和變形工序，還涉及材料的焊接性能、焊接工藝、焊接變形等內(nèi)容，要求學(xué)生理解和掌握沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性要求、常用沖壓工序、排樣和毛坯尺寸計算方法、焊接結(jié)構(gòu)工藝性要求、金屬材料焊接性能評價方法等內(nèi)容。

3.1案例題目選擇

選取不銹鋼保溫杯作為教學(xué)案例，一方面是因為金屬保溫杯是大家日常工作和生活中較為熟知的日用品，學(xué)生平日里經(jīng)常會接觸它，對它的形狀特征和使用要求比較熟悉(如圖1所示)。另一方面，不銹鋼保溫杯這一教學(xué)案例具有結(jié)構(gòu)簡單、成形方法多樣、覆蓋工藝內(nèi)涵豐富等特點，能夠給予學(xué)生足夠的探究空間。學(xué)生可根據(jù)自己對產(chǎn)品實物的理解和對專業(yè)知識的掌握，選擇不同的成形方法，實施創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計，并最終通過小組討論的方式完善工藝方案設(shè)計。

圖1　不銹鋼保溫杯實物圖

3.2 案例教學(xué)設(shè)計過程

案例教學(xué)的具體設(shè)計過程一般包括案例任務(wù)布置、學(xué)生分組實施、PPT匯報討論、課堂總結(jié)點評、教師評分反饋等五個環(huán)節(jié)。[5]下面以不銹鋼保溫杯成形工藝設(shè)計為例，說明案例教學(xué)法在材料成形工藝課程中的具體應(yīng)用。

(1)案例任務(wù)布置：針對不銹鋼保溫杯的結(jié)構(gòu)和功能特點，教師提出必要的成形工藝約束條件，如保溫杯外形設(shè)計要符合人機工程學(xué)、要有較強的保溫功能、要方便制造加工等，使學(xué)生聚焦思考。但同時也要注意不能約束太多，以免限制他們的想象力。教學(xué)過程中規(guī)定雙層保溫杯由外殼和內(nèi)殼構(gòu)成，內(nèi)外殼之間設(shè)置有保溫層；外殼材料為塑性較好、易成形的304不銹鋼(中文名為1Cr18Ni9Ti)，內(nèi)層杯蓋材料為聚乙烯，產(chǎn)品形狀為簡單的圓筒形，直徑為Φ65mm，高度為160mm。成形后，要求保溫杯杯口處沒有接縫，光滑平整，無須打磨，廢品率低。

(2)學(xué)生分組實施：建議學(xué)生自由組合，約5人一組，確定組長、組員各自的任務(wù)和分工。通常案例教學(xué)的實施應(yīng)在相應(yīng)章節(jié)課堂講授結(jié)束之后進行的，此時學(xué)生已經(jīng)掌握了材料成形的基本概念和方法，因此可通過自學(xué)、查閱資料、分析討論等手段，并運用課本中所學(xué)到的沖壓成形工藝、金屬連接成形方法等理論知識來完成案例報告。由于案例作業(yè)的順利完成需要團隊成員間的有力配合，在集體榮譽感的推動下，各小組成員將會積極、主動地參與，充分討論和思考，集思廣益，從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果，加強了團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。最終，各小組組長將團隊中每位成員的研究成果匯總成一份案例報告。

(3)PPT匯報討論：不銹鋼保溫杯是一個開放式案例作業(yè)題目，無唯一、正確的標(biāo)準(zhǔn)答案，因此可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思考和大膽嘗試。如保溫杯不銹鋼金屬外殼成形可采用沖壓工藝，其主要工序依次為：落料—拉深—二次拉深—切邊—卷邊-拋光；也可采用正反一體拉伸成形，其工藝包括落料—正拉伸—反拉伸—焊口—抽真空—封口等。建議在課堂教學(xué)的理論課時中專門安排1個學(xué)時，請各小組組長以PPT形式匯報各自完成的案例作業(yè)。教師在聽取學(xué)生匯報的過程中，要對工藝設(shè)計方案中錯誤的概念、工藝方法和工藝參數(shù)及時提出質(zhì)疑，同時給出改進工藝方案的合理建議，引導(dǎo)學(xué)生進一步深入思考，尋找解決辦法，從而活躍課堂教學(xué)氣氛，真正實現(xiàn)教師和學(xué)生之間的互動教學(xué)。

(4)課堂點評總結(jié)：教師在評定學(xué)生課堂報告時，要注意把握學(xué)生所選工藝方法和工藝方案的合理性，同時也要提醒學(xué)生適當(dāng)考慮工藝設(shè)計的可行性和經(jīng)濟性，即始終圍繞著“以最經(jīng)濟的手段來生產(chǎn)出最合格的產(chǎn)品”這一原則來進行設(shè)計和討論。為獲得良好的教學(xué)效果，教師不僅要積極肯定學(xué)生的合理思路、創(chuàng)新方案和技術(shù)細節(jié)，最大限度地調(diào)動學(xué)生案例教學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，同時還要指出案例報告中錯誤之處以及需要修改、完善的地方，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出必要的理論知識和基本原理，要求學(xué)生重點理解和準(zhǔn)確把握。

(5)教師評分反饋：在課堂報告、討論和教師點評環(huán)節(jié)結(jié)束后，要求學(xué)生依據(jù)討論和點評意見對最初完成的案例教學(xué)作業(yè)進行修改和潤色。最終，教師對學(xué)生提交的最終案例報告進行等級制評分，同時給出簡要的評語并將評價結(jié)果反饋給學(xué)生。學(xué)生查看評語后，會進一步思考，以便提高對各種材料成形方法理論知識的學(xué)習(xí)效果。

4　結(jié)束語

作為一種雙向的教學(xué)形式，案例教學(xué)法提供了一種開放式的教學(xué)環(huán)境。通過將枯燥的專業(yè)理論知識與工程實際案例緊密聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考和積極討論，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的不足，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性，加強了學(xué)生對重要知識點的掌握、分析和把握。教學(xué)實踐表明，以不銹鋼保溫杯的成形工藝設(shè)計為例，將案例教學(xué)法運用到材料成形工藝課程中，活躍了課堂教學(xué)氣氛，提高了教學(xué)效果和質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及解決工程實際問題的能力。

[1] 陳福松.案例教學(xué)與創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)[J].揚州大學(xué)學(xué)報:高教研究版，2009，13(5):81-83.

[2] 周川.高等教育學(xué)[M].南京:河海大學(xué)出版社，2009.

[3] 王淮慶.案例教學(xué)法在工科專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2009，25(4):40-42.

[4] 楊智勇，韓建民.“材料成型技術(shù)基礎(chǔ)”案例教學(xué)的設(shè)計與實踐[J].中國電力教育，2012(16):76-78.

[5] 吳書森，萬里，安萍.工科專業(yè)課程中的案例教學(xué)研究[J].中國電力教育，2012(35):41-42.

The Application of Case Study to the Course ofmaterial Forming Technology

Wang Xiaoxi， Songmeijuan， Yang Feng， Hemin， Zhang Ning
Xuzhou Institute of Technology， Xuzhou， 221111， China

The design and forming process of stainless steel insulation cup was selected as a title of case teaching job in "material forming technology" course， which combined professional theoretical knowledge and practical engineering case closely. This teaching object was typical， simple， and easy to implement the teaching content as well as to achieve the teaching goal. Teaching practice shows that case teachingmethod could effectively stimulate the students' interest in learning， activate classroom teaching atmosphere， improve the quality and effect of teaching.moreover， it could cultivate students' creative thinking and ability to solve practical engineering problems.

case teachingmethod；material forming technology； stainless steel insulation cup

2014-12-16

王曉溪，博士，講師。

徐州工程學(xué)院高等教育科學(xué)研究課題(編號：YGJ1489)。