郑作波 郑晨

一、教学案例简介

“水泥胶砂强度检测”是硅酸盐材料制品生产专业一门核心的专业实践课程，课程以提升学生的标准理解能力、规范操作能力、设备应用能力以及解决检测过程中复杂技术问题的能力为目标。在实施过程中，以《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》(GB/T17671—1999)国家标准为依据，结合企业质量检测中心的真实工作任务，引导学生完成从接收任务、制定方案、制备试件到强度测试与数据分析的全流程。

本案例选取学习任务中的关键环节——“制备水泥胶砂试件”作为载体，重点聚焦学生在实操过程中遇到各类典型操作问题时，如何系统性排查、分析并解决问题，从而确保试件质量，为后续准确的强度检测奠定基础。通过本案例的实施，旨在深化学生对标准操作流程内在逻辑的理解，显著提升其在实际工作中面对非预期结果时的“问题解决能力”，培养其严谨细致、质量第一的工匠精神和职业素养。

二、问题解决能力培养

（一）问题解决能力与工学一体化教学对应关系

问题解决能力是职业核心能力中的关键能力，具备实践性、综合性、发展性等特征的水泥性能检测课程对学生问题解决能力的培养具有直接的促进作用。问题解决能力的重点在于让学生乐于提出问题、主动发现问题、善于解决问题，使学生在真实的企业检测情境中转变面对问题的态度，提取有利于问题解决的因素，能结合标准规范与实际情况，通过团队协作、工具运用、逻辑推理等多种方式制定并执行合理的解决方案。

图：问题解决能力与工学一体化教学对应关系图

本教学案例采用工学一体化教学模式，围绕“制备水泥胶砂试件”这一核心工作环节，创设了企业检测任务情境。教师在情境中设计“制备出合格试件”的总任务，并将潜在的“质量问题”隐含于任务执行过程中。学生通过“情景导入—提出任务—探究新知—分解任务—完成任务—汇报评价”的完整工作过程，以自主、合作、探究的方式完成任务、掌握知识、最终落脚于解决问题。学生从发现问题到反思问题，将经历明确问题（识别不合格试件现象）、分解问题（界定是振实问题还是材料问题）、解决问题（调整操作或参数重新制备）、反思问题（通过新试件质量验证）的完整思维与实践闭环。

（二）问题解决能力在本教学环节中的具体体现

本案例将问题解决能力的培养具体分解并融入“制备水泥胶砂试件”教学单元的各个环节：

1.面对问题的态度：在“总结点评”环节，通过展示典型不合格试件，引导学生不回避、不推诿，以积极负责的态度正视操作失误，主动承担排查与改进的责任。

2.处理问题的方法和策略：在“分组实操”与“总结点评”环节，引导学生当试件出现质量缺陷时，不是盲目重做，而是依据标准流程，运用“人（操作手法）、机（设备状态）、料（材料称量）、法（流程执行）、环（工位整理）”的系统性思维工具进行原因假设与逐一排查，并制定有针对性的纠正措施。

3.问题解决的品质：通过“实操复盘报告”的撰写，促使学生对整个问题解决过程进行结构化反思，追求“一次做对”和“持续改进”的质量文化，内化严谨、精准、规范的职业品格。

（三）问题解决能力与教学流程对应关系

本案例将问题解决能力划分为“面对问题的态度”“处理问题的方法和策略”“问题解决的态度”三个维度。为了使任务驱动式教学更能准确改善学生问题解决能力的不足、培养学生的问题解决能力，本案例中任务驱动式教学的每个环节都指向学生问题解决能力的具体维度，从面对问题的态度、处理问题的方法和策略、问题解决的品质上培养学生的问题解决能力。

图：问题解决能力培养与水泥性能检测教学流程的对应图

三、教学案例设计

（一）任务背景

培养学生具有解决复杂问题能力是工学一体化改革的重要任务之一。在水泥制品企业的质量检测中心，检测员的核心职责不仅是按标准完成操作，更在于能够确保检测结果的准确可靠。当制备的胶砂试件出现开裂、蜂窝麻面、尺寸不均等质量缺陷时，意味着后续的强度数据将失真，必须立即进行原因排查与纠正。

本案例的任务背景直接来源于硅酸盐材料制品生产企业新生产的一批水泥需进行胶砂强度检测，检测员需完成试件制备工作。本案例中培养学生问题解决能力，就是要依据《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》(GB/T17671-1999)，在规范操作的基础上，针对制备过程中实际出现的或潜在可能出现的试件质量问题，进行分析、排查，制定并执行纠正方案，确保最终制备出符合国家标准要求的合格试件。

（二）任务目标

本教学案例的实施过程重点在于培养学生分析问题、解决问题的能力。使学生能够在执行标准制备流程的同时，具备对操作结果进行质量判读、对过程失误进行系统性排查和及时纠正的能力。具体包括：

1.能严格按照水泥：标准砂：水=1：3：0.5的配比，精准完成材料称量，并能识别称量误差对试件质量的潜在影响。

2.能规范操作JJ-5型水泥胶砂搅拌机、振实台等设备，并能在设备轻微异常或操作手法不当时，判断其对试件成型质量（如均匀性、密实度）的关联。

3.能在小组协作中，通过观察和触摸初凝前的试件，初步判断其是否存在明显气泡、分层或不密实等缺陷，并能在教师引导下分析可能的原因。

4.能在“总结点评”环节，对照合格与不合格试件样本，描述本组操作的问题点，并运用系统思维提出改进方案。

5.能在课后复盘报告中，结构化地记录问题、分析原因（从人、机、料、法、环多角度）、总结教训，形成个人知识积累。

（三）任务描述

1.任务情景：作为企业质量检测中心的新晋检测员，你所在的班组接到了“XX批次水泥胶砂强度检测”任务。你与组员需合作完成至少3组符合GB/T17671-1999标准的胶砂试件制备。在制备过程中及脱模后，需对试件质量进行自检。若发现试件存在外观或内部缺陷，需立即记录现象，小组讨论可能的原因，并在条件允许下进行调整或重新制备，确保交付合格试件。

2.任务要求：能安全、规范地操作搅拌机、振实台等所有设备；能精确控制材料配比和各工序时间参数；能主动观察和判断试件制备过程中的异常现象；能对不合格试件进行初步原因分析，并与组员、教师讨论；能严格按照7S管理要求整理工位，处理废弃物。

（四）教学要求

1.基础层：能够在教师和组长的指导下，按步骤完成制备操作。当被明确指出操作错误时（如振实时间不够），能理解并改正。

2.进阶层：能够独立完成规范操作。当试件出现质量缺陷时，能在教师引导下，与组员一起查阅标准，从2—3个主要方面（如“料”的称量和“法”的振实）分析可能原因，并提出“重新称量”或“严格计时振实”等直接解决方案。

3.拓展层：能够熟练、精准地完成操作，起到小组骨干作用。能主动发现潜在问题（如搅拌机转速异常声响），并初步判断。能系统性地运用“人机料法环”框架领导小组进行问题根因分析，设计验证小实验（如对比不同振实次数的试件断面），并总结出预防此类问题再次发生的操作要点。

四、教学案例的组织

（一）学生层面

本次授课对象为24级04班学生，处于专业学习初期。根据教案学情分析，他们动手实践兴趣高，但专业基础相对薄弱，实操经验不足，面对复杂任务时策略单一。因此，在分组时采取“强弱搭配”原则，每组4人，分别承担称量员、搅拌员、振实员、记录员（兼质量观察员）角色，确保每位学生都有明确职责和参与问题发现与讨论的机会。

（二）教师层面

教师扮演企业检测班长与教练的双重角色。在实操前，作为“标准宣贯者”，确保学生理解规范；在实操中，作为“巡回指导者”，不直接给出答案，而是通过提问、提示引导学生思考；在总结时，作为“案例点评者”，利用典型不合格试件，将个别小组的问题转化为全体学生的共同学习资源，深化对问题解决逻辑的理解。

（三）内容层面

围绕“制备水泥胶砂试件”单元展开，以“做出合格试件”为明线，以“解决制备过程中的质量问题”为暗线。将问题解决能力培养分解到各个子环节：预习阶段培养预防问题的意识；准备阶段培养发现设备与材料初始问题的能力；实操阶段培养实时监控与现场纠正的能力；总结阶段培养归纳分析与反思提升的能力。

图：通过“水泥性能检测”培养“问题解决能力”教学案例实施图

五、教学案例实施

（一）提出问题

1.情境导入：教师重申企业检测任务的质量要求，播放一段优质试件与缺陷试件强度数据对比的短片，直观揭示“试件质量决定数据成败”，引发学生对质量问题的重视。

2.预设问题：在教师讲解示范时，不仅讲解正确做法，更特意演示或指出一些易错点（如装模时未充分插捣排气），并提问“如果这样做了，试件可能会怎样？”引导学生预先思考问题后果。

3.生成问题：学生在25分钟分组实操中，必然会在称量、搅拌、装模、振实各环节遇到各种预期内或预期外的技术问题（如称量读数漂移、胶砂在模具中分布不均等），这些真实发生的问题构成了问题解决能力培养的最佳素材。

（二）分析问题

1.需求分析：当小组观察到试件缺陷（如脱模后边缘有蜂窝）或记录到操作异常时，首先需明确“合格试件的标准是什么”（查阅GB/T17671-1999中对试件外观的描述），界定当前差距。

2.提出解决方案：

教师引导小组从“人、机、料、法、环”五个维度进行头脑风暴。

人：振实员计数错误？装模员插捣手法不对？

机：振实台振幅今天校准过吗？搅拌锅叶片间隙是否过大？

料：水泥和砂是否受潮结块？称量水的量筒读数是否仰视？

法：搅拌程序（慢—停—快）时间是否严格执行？振实次数是否60次？

环：实验室温度、湿度是否在标准范围？工位杂乱是否影响操作？

小组根据讨论，锁定最可能的1—2个原因，并制定针对性的验证或纠正措施（如“我们怀疑振实不够，下一模严格计数并专人监督”）。

（三）解决问题

1.方案实施：小组在制备后续试件时，执行商定的改进措施。例如，针对“气泡多”的问题，采取“装模分两层，每层插捣15次”的强化排气措施。

2.过程监控：记录员详细记录调整前后的操作差异。教师巡回中，重点关注问题小组的改进过程，给予必要支持。

3.结果验证：新制备的试件脱模后，与原问题试件进行对比观察，验证改进措施是否有效。这是问题解决是否成功的直接证据。

（四）评估问题

1.成果评估：各组展示最终试件，汇报本组遇到的主要问题及解决思路。教师结合“不合格试件样本”，进行集中点评，将各组的零散经验上升为普适性的操作规范和问题解决逻辑。

2.过程评估：学生个人撰写复盘报告，必须包含“问题解决”专项部分，系统梳理所学。教师通过批改报告，评价每个学生问题解决思维的严谨性和深度。

4.能力评价：采用过程性评价，重点考察学生在面对问题时的态度（积极/消极）、分析问题的方法（系统/零散）、问题解决的品质（有效/无效）。评价融入实操评分。

六、教学案例实施效果评价

本教学案例以培养硅酸盐材料制品生产专业学生问题解决能力为出发点，重点从理解问题、辨别问题、分析表述问题、解决问题多个维度来评估学生综合解决现实问题的能力水平。对学生问题解决能力的测评维度，一是学生面对问题解决的态度；二是学生问题解决的方法和策略；三是学生问题解决的品质。具体结合本任务，分为五个评量等级：