鄭作波 鄭晨
一、教學案例簡介
“水泥膠砂強度檢測”是硅酸鹽材料制品生產(chǎn)專業(yè)一門核心的專業(yè)實踐課程，課程以提升學生的標準理解能力、規(guī)范操作能力、設備應用能力以及解決檢測過程中復雜技術問題的能力為目標。在實施過程中，以《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》(GB/T17671—1999)國家標準為依據(jù)，結合企業(yè)質(zhì)量檢測中心的真實工作任務，引導學生完成從接收任務、制定方案、制備試件到強度測試與數(shù)據(jù)分析的全流程。
本案例選取學習任務中的關鍵環(huán)節(jié)——“制備水泥膠砂試件”作為載體，重點聚焦學生在實操過程中遇到各類典型操作問題時，如何系統(tǒng)性排查、分析并解決問題，從而確保試件質(zhì)量，為后續(xù)準確的強度檢測奠定基礎。通過本案例的實施，旨在深化學生對標準操作流程內(nèi)在邏輯的理解，顯著提升其在實際工作中面對非預期結果時的“問題解決能力”，培養(yǎng)其嚴謹細致、質(zhì)量第一的工匠精神和職業(yè)素養(yǎng)。
二、問題解決能力培養(yǎng)
（一）問題解決能力與工學一體化教學對應關系
問題解決能力是職業(yè)核心能力中的關鍵能力，具備實踐性、綜合性、發(fā)展性等特征的水泥性能檢測課程對學生問題解決能力的培養(yǎng)具有直接的促進作用。問題解決能力的重點在于讓學生樂于提出問題、主動發(fā)現(xiàn)問題、善于解決問題，使學生在真實的企業(yè)檢測情境中轉(zhuǎn)變面對問題的態(tài)度，提取有利于問題解決的因素，能結合標準規(guī)范與實際情況，通過團隊協(xié)作、工具運用、邏輯推理等多種方式制定并執(zhí)行合理的解決方案。
圖：問題解決能力與工學一體化教學對應關系圖
本教學案例采用工學一體化教學模式，圍繞“制備水泥膠砂試件”這一核心工作環(huán)節(jié)，創(chuàng)設了企業(yè)檢測任務情境。教師在情境中設計“制備出合格試件”的總?cè)蝿眨撛诘?ldquo;質(zhì)量問題”隱含于任務執(zhí)行過程中。學生通過“情景導入—提出任務—探究新知—分解任務—完成任務—匯報評價”的完整工作過程，以自主、合作、探究的方式完成任務、掌握知識、最終落腳于解決問題。學生從發(fā)現(xiàn)問題到反思問題，將經(jīng)歷明確問題（識別不合格試件現(xiàn)象）、分解問題（界定是振實問題還是材料問題）、解決問題（調(diào)整操作或參數(shù)重新制備）、反思問題（通過新試件質(zhì)量驗證）的完整思維與實踐閉環(huán)。
（二）問題解決能力在本教學環(huán)節(jié)中的具體體現(xiàn)
本案例將問題解決能力的培養(yǎng)具體分解并融入“制備水泥膠砂試件”教學單元的各個環(huán)節(jié)：
1.面對問題的態(tài)度：在“總結點評”環(huán)節(jié)，通過展示典型不合格試件，引導學生不回避、不推諉，以積極負責的態(tài)度正視操作失誤，主動承擔排查與改進的責任。
2.處理問題的方法和策略：在“分組實操”與“總結點評”環(huán)節(jié)，引導學生當試件出現(xiàn)質(zhì)量缺陷時，不是盲目重做，而是依據(jù)標準流程，運用“人（操作手法）、機（設備狀態(tài)）、料（材料稱量）、法（流程執(zhí)行）、環(huán)（工位整理）”的系統(tǒng)性思維工具進行原因假設與逐一排查，并制定有針對性的糾正措施。
3.問題解決的品質(zhì)：通過“實操復盤報告”的撰寫，促使學生對整個問題解決過程進行結構化反思，追求“一次做對”和“持續(xù)改進”的質(zhì)量文化，內(nèi)化嚴謹、精準、規(guī)范的職業(yè)品格。
（三）問題解決能力與教學流程對應關系
本案例將問題解決能力劃分為“面對問題的態(tài)度”“處理問題的方法和策略”“問題解決的態(tài)度”三個維度。為了使任務驅(qū)動式教學更能準確改善學生問題解決能力的不足、培養(yǎng)學生的問題解決能力，本案例中任務驅(qū)動式教學的每個環(huán)節(jié)都指向?qū)W生問題解決能力的具體維度，從面對問題的態(tài)度、處理問題的方法和策略、問題解決的品質(zhì)上培養(yǎng)學生的問題解決能力。
圖：問題解決能力培養(yǎng)與水泥性能檢測教學流程的對應圖
三、教學案例設計
（一）任務背景
培養(yǎng)學生具有解決復雜問題能力是工學一體化改革的重要任務之一。在水泥制品企業(yè)的質(zhì)量檢測中心，檢測員的核心職責不僅是按標準完成操作，更在于能夠確保檢測結果的準確可靠。當制備的膠砂試件出現(xiàn)開裂、蜂窩麻面、尺寸不均等質(zhì)量缺陷時，意味著后續(xù)的強度數(shù)據(jù)將失真，必須立即進行原因排查與糾正。
本案例的任務背景直接來源于硅酸鹽材料制品生產(chǎn)企業(yè)新生產(chǎn)的一批水泥需進行膠砂強度檢測，檢測員需完成試件制備工作。本案例中培養(yǎng)學生問題解決能力，就是要依據(jù)《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》(GB/T17671-1999)，在規(guī)范操作的基礎上，針對制備過程中實際出現(xiàn)的或潛在可能出現(xiàn)的試件質(zhì)量問題，進行分析、排查，制定并執(zhí)行糾正方案，確保最終制備出符合國家標準要求的合格試件。
（二）任務目標
本教學案例的實施過程重點在于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。使學生能夠在執(zhí)行標準制備流程的同時，具備對操作結果進行質(zhì)量判讀、對過程失誤進行系統(tǒng)性排查和及時糾正的能力。具體包括：
1.能嚴格按照水泥：標準砂：水=1：3：0.5的配比，精準完成材料稱量，并能識別稱量誤差對試件質(zhì)量的潛在影響。
2.能規(guī)范操作JJ-5型水泥膠砂攪拌機、振實臺等設備，并能在設備輕微異常或操作手法不當時，判斷其對試件成型質(zhì)量（如均勻性、密實度）的關聯(lián)。
3.能在小組協(xié)作中，通過觀察和觸摸初凝前的試件，初步判斷其是否存在明顯氣泡、分層或不密實等缺陷，并能在教師引導下分析可能的原因。
4.能在“總結點評”環(huán)節(jié)，對照合格與不合格試件樣本，描述本組操作的問題點，并運用系統(tǒng)思維提出改進方案。
5.能在課后復盤報告中，結構化地記錄問題、分析原因（從人、機、料、法、環(huán)多角度）、總結教訓，形成個人知識積累。
（三）任務描述
1.任務情景：作為企業(yè)質(zhì)量檢測中心的新晉檢測員，你所在的班組接到了“XX批次水泥膠砂強度檢測”任務。你與組員需合作完成至少3組符合GB/T17671-1999標準的膠砂試件制備。在制備過程中及脫模后，需對試件質(zhì)量進行自檢。若發(fā)現(xiàn)試件存在外觀或內(nèi)部缺陷，需立即記錄現(xiàn)象，小組討論可能的原因，并在條件允許下進行調(diào)整或重新制備，確保交付合格試件。
2.任務要求：能安全、規(guī)范地操作攪拌機、振實臺等所有設備；能精確控制材料配比和各工序時間參數(shù)；能主動觀察和判斷試件制備過程中的異常現(xiàn)象；能對不合格試件進行初步原因分析，并與組員、教師討論；能嚴格按照7S管理要求整理工位，處理廢棄物。
（四）教學要求
1.基礎層：能夠在教師和組長的指導下，按步驟完成制備操作。當被明確指出操作錯誤時（如振實時間不夠），能理解并改正。
2.進階層：能夠獨立完成規(guī)范操作。當試件出現(xiàn)質(zhì)量缺陷時，能在教師引導下，與組員一起查閱標準，從2—3個主要方面（如“料”的稱量和“法”的振實）分析可能原因，并提出“重新稱量”或“嚴格計時振實”等直接解決方案。
3.拓展層：能夠熟練、精準地完成操作，起到小組骨干作用。能主動發(fā)現(xiàn)潛在問題（如攪拌機轉(zhuǎn)速異常聲響），并初步判斷。能系統(tǒng)性地運用“人機料法環(huán)”框架領導小組進行問題根因分析，設計驗證小實驗（如對比不同振實次數(shù)的試件斷面），并總結出預防此類問題再次發(fā)生的操作要點。
四、教學案例的組織
（一）學生層面
本次授課對象為24級04班學生，處于專業(yè)學習初期。根據(jù)教案學情分析，他們動手實踐興趣高，但專業(yè)基礎相對薄弱，實操經(jīng)驗不足，面對復雜任務時策略單一。因此，在分組時采取“強弱搭配”原則，每組4人，分別承擔稱量員、攪拌員、振實員、記錄員（兼質(zhì)量觀察員）角色，確保每位學生都有明確職責和參與問題發(fā)現(xiàn)與討論的機會。
（二）教師層面
教師扮演企業(yè)檢測班長與教練的雙重角色。在實操前，作為“標準宣貫者”，確保學生理解規(guī)范；在實操中，作為“巡回指導者”，不直接給出答案，而是通過提問、提示引導學生思考；在總結時，作為“案例點評者”，利用典型不合格試件，將個別小組的問題轉(zhuǎn)化為全體學生的共同學習資源，深化對問題解決邏輯的理解。
（三）內(nèi)容層面
圍繞“制備水泥膠砂試件”單元展開，以“做出合格試件”為明線，以“解決制備過程中的質(zhì)量問題”為暗線。將問題解決能力培養(yǎng)分解到各個子環(huán)節(jié)：預習階段培養(yǎng)預防問題的意識；準備階段培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)設備與材料初始問題的能力；實操階段培養(yǎng)實時監(jiān)控與現(xiàn)場糾正的能力；總結階段培養(yǎng)歸納分析與反思提升的能力。
圖：通過“水泥性能檢測”培養(yǎng)“問題解決能力”教學案例實施圖
五、教學案例實施
（一）提出問題
1.情境導入：教師重申企業(yè)檢測任務的質(zhì)量要求，播放一段優(yōu)質(zhì)試件與缺陷試件強度數(shù)據(jù)對比的短片，直觀揭示“試件質(zhì)量決定數(shù)據(jù)成敗”，引發(fā)學生對質(zhì)量問題的重視。
2.預設問題：在教師講解示范時，不僅講解正確做法，更特意演示或指出一些易錯點（如裝模時未充分插搗排氣），并提問“如果這樣做了，試件可能會怎樣？”引導學生預先思考問題后果。
3.生成問題：學生在25分鐘分組實操中，必然會在稱量、攪拌、裝模、振實各環(huán)節(jié)遇到各種預期內(nèi)或預期外的技術問題（如稱量讀數(shù)漂移、膠砂在模具中分布不均等），這些真實發(fā)生的問題構成了問題解決能力培養(yǎng)的最佳素材。
（二）分析問題
1.需求分析：當小組觀察到試件缺陷（如脫模后邊緣有蜂窩）或記錄到操作異常時，首先需明確“合格試件的標準是什么”（查閱GB/T17671-1999中對試件外觀的描述），界定當前差距。
2.提出解決方案：
教師引導小組從“人、機、料、法、環(huán)”五個維度進行頭腦風暴。
人：振實員計數(shù)錯誤？裝模員插搗手法不對？
機：振實臺振幅今天校準過嗎？攪拌鍋葉片間隙是否過大？
料：水泥和砂是否受潮結塊？稱量水的量筒讀數(shù)是否仰視？
法：攪拌程序（慢—停—快）時間是否嚴格執(zhí)行？振實次數(shù)是否60次？
環(huán)：實驗室溫度、濕度是否在標準范圍？工位雜亂是否影響操作？
小組根據(jù)討論，鎖定最可能的1—2個原因，并制定針對性的驗證或糾正措施（如“我們懷疑振實不夠，下一模嚴格計數(shù)并專人監(jiān)督”）。
（三）解決問題
1.方案實施：小組在制備后續(xù)試件時，執(zhí)行商定的改進措施。例如，針對“氣泡多”的問題，采取“裝模分兩層，每層插搗15次”的強化排氣措施。
2.過程監(jiān)控：記錄員詳細記錄調(diào)整前后的操作差異。教師巡回中，重點關注問題小組的改進過程，給予必要支持。
3.結果驗證：新制備的試件脫模后，與原問題試件進行對比觀察，驗證改進措施是否有效。這是問題解決是否成功的直接證據(jù)。
（四）評估問題
1.成果評估：各組展示最終試件，匯報本組遇到的主要問題及解決思路。教師結合“不合格試件樣本”，進行集中點評，將各組的零散經(jīng)驗上升為普適性的操作規(guī)范和問題解決邏輯。
2.過程評估：學生個人撰寫復盤報告，必須包含“問題解決”專項部分，系統(tǒng)梳理所學。教師通過批改報告，評價每個學生問題解決思維的嚴謹性和深度。
4.能力評價：采用過程性評價，重點考察學生在面對問題時的態(tài)度（積極/消極）、分析問題的方法（系統(tǒng)/零散）、問題解決的品質(zhì)（有效/無效）。評價融入實操評分。
六、教學案例實施效果評價
本教學案例以培養(yǎng)硅酸鹽材料制品生產(chǎn)專業(yè)學生問題解決能力為出發(fā)點，重點從理解問題、辨別問題、分析表述問題、解決問題多個維度來評估學生綜合解決現(xiàn)實問題的能力水平。對學生問題解決能力的測評維度，一是學生面對問題解決的態(tài)度；二是學生問題解決的方法和策略；三是學生問題解決的品質(zhì)。具體結合本任務，分為五個評量等級：
