综合案例教学体系构建示例教学体系――以机械工程为例

 

根据综合案例对象的选择规则，需要选择符合“复杂工程”特点的对象，具有明显的时代特征和普遍特征，结合机械工程领域智能制造的现状和未来的发展，机器人自然成为理想的对象。为此，机器人被用作综合案例教学的对象。

 

机器人一体化案例建设是以机器人为对象，从机器人设计、制造、控制等方面构建相应的教学案例。这些案例共同支持机械工程专业知识体系结构，同时也可以非常合理地支持复杂工程解决能力的培养。机器人一体化案例体系的建设应涵盖机械工程专业毕业要求对应的大部分知识、能力和素质。同时，各案例之间也应建立相应的承接关系，以便学生更好地了解机械工程专业的毕业要求。机器人一体化案例集的构建方法如图2所示。

 

以机器人控制案例构建为例，介绍如何构建案例。机器人控制涉及控制知识、传感器知识和电机驱动知识，可以培养学生分析问题、创新和综合应用的能力，因此涉及到控制工程的基础、传感器技术、《机电传动与控制》、“机械工程综合实验”等课程，最终通过判断学生解决机械工程问题所需的工程基础和专业知识及其应用能力，利用数学、自然科学、工程基础和专业知识解决机械设计、机械制造、机电系统集成控制等工程问题，评价学生是否符合毕业要求，同时注意机器人结构设计的相关内容，建立两者之间的关系。其他机器人结构设计案例、机器人制造案例等案例都是这样构建的。当需要满足以较少的案例覆盖更多的毕业要求时，才能实现高质量案例体系的构建。通过这些综合案例的教学，学生将更容易建立机械工程专业的知识体系，解决问题的综合能力，并能够理解所需的相关质量。因此，学生的学习将是系统和独立的，学习效果也将得到提高。

 

针对工程教育认证培训过程中难以构建知识体系结构、复杂工程能力培训效果差等问题，提出了工程教育理念下综合教学案例思维的构建方法。该方法利用对同一对象构建不同案例的方法，方便学生构建知识体系，提高解决复杂问题的能力。在重点研究工程教育理念和案例教学的基础上，重点研究了工程教育理念下综合案例教学的构建方法和综合案例的构建原则。在此基础上，以机械工程为对象，以机器人为案例教学对象，从案例教学的角度，将工程教育认证的知识、能力、素质等培养要求融入综合教学过程，培养学生解决问题的综合能力。