工程教育改革過程中案例教學(xué)法的實(shí)踐與探討

高等工程教育的迫切任務(wù)，是盡快培養(yǎng)出高質(zhì)量工程師，而工科高校的傳統(tǒng)教學(xué)方法培養(yǎng)出的畢業(yè)生嚴(yán)重缺乏工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。因此，很多高校進(jìn)行工程教育改革，倡導(dǎo)教師運(yùn)用案例教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)其工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。將案例教學(xué)法試用于《機(jī)械制造工程學(xué)》課程中，獲得滿意的教學(xué)效果。

工程教育案例教學(xué)法機(jī)械制造工程學(xué)一、引言

精英教育發(fā)展為大眾教育，我國大學(xué)生的數(shù)量已經(jīng)超過了2200萬，而工程專業(yè)學(xué)生的比重約占三分之一。經(jīng)濟(jì)全球化和科技的飛速發(fā)展，迫使用人單位需求與國際接軌的工程師。隨之，各類大學(xué)不得不突破傳統(tǒng)的工程教育模式，選擇更高質(zhì)量的人才培養(yǎng)模式。

我國當(dāng)前的工程教育模式現(xiàn)已無法滿足工業(yè)發(fā)展對高級(jí)工程人才的需求，存在的主要問題為：（1）課程缺少技術(shù)、實(shí)踐內(nèi)容，而多為學(xué)術(shù)、理論內(nèi)容，學(xué)生極少獲得項(xiàng)目或團(tuán)隊(duì)實(shí)練機(jī)會(huì)；（2）教學(xué)內(nèi)容求深、求細(xì)，強(qiáng)調(diào)課程系統(tǒng)性、完整性，忽略學(xué)科間交叉性、滲透性；（3）課堂上一味地灌輸深?yuàn)W理論，使學(xué)生在一個(gè)缺乏適應(yīng)性和競爭力的環(huán)境中學(xué)習(xí)，忽略了自學(xué)才是提高學(xué)生自主性和創(chuàng)造性的前提；（4）當(dāng)前工程教育尚未針對經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展做出相應(yīng)計(jì)劃，缺乏知識(shí)管理、系統(tǒng)思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作，職業(yè)道德，創(chuàng)造性與工程設(shè)計(jì)等能力的培養(yǎng)。

近年來，我國各級(jí)別高校不約而同地借鑒一些著名大學(xué)的改革經(jīng)驗(yàn)，采用新工程教育模式，推行了一系列教學(xué)改革，目的都是提高學(xué)生的工程素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。意識(shí)到薄弱的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有悖于工科課程的工程實(shí)踐性要求，各校推行工程教育改革首先皆聚焦于增加實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，這就需要大量的實(shí)驗(yàn)資源。然而，相對于學(xué)生人數(shù)，實(shí)驗(yàn)資源比較匱乏，單純增加學(xué)時(shí)難以使學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)真正理解課程內(nèi)容。為了緩解這一矛盾，很多高校在工程教育改革過程中倡導(dǎo)教師運(yùn)用案例教學(xué)方法，這樣既不需要刻意增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，又可讓理論實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其深刻理解課程理論知識(shí)，培養(yǎng)其工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

二、工程應(yīng)用案例教學(xué)法

工程專業(yè)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力及應(yīng)用能力，而這兩項(xiàng)能力是在自主分析問題、團(tuán)隊(duì)解決問題的過程中逐漸形成的，采用工程應(yīng)用案例教學(xué)法是培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力的一種有效途徑。

案例教學(xué)法是一種開放互動(dòng)式的、并不算新興的教學(xué)方式，它不是指教師在課堂中為解釋某一理論或概念而進(jìn)行的舉例分析，而是將現(xiàn)實(shí)環(huán)境所遇的問題通過真實(shí)的案例呈現(xiàn)出來，并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)陌咐龁栴}，針對同一問題為學(xué)生設(shè)立不同探討角度的情境，使學(xué)生體驗(yàn)靈活運(yùn)用理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的樂趣與成就感，大幅度提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新性及工程應(yīng)用能力。

案例教學(xué)需要一份事先周密策劃和準(zhǔn)備的教學(xué)材料（案例）及正確使用該材料（案例）的特殊技巧。實(shí)施過程需師生共同參與，教師結(jié)合一定理論知識(shí)，設(shè)立討論主題，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，首先開展討論甚至爭論，形成多角度全方位的交流互動(dòng)，然后通過收集和評(píng)估信息、結(jié)合理論知識(shí)提出多種解決方案，最后經(jīng)交換經(jīng)驗(yàn)和觀點(diǎn)得出最優(yōu)解決方案，來達(dá)到解析理論和開發(fā)思維的目的。

三、案例教學(xué)在工科教學(xué)中的實(shí)踐

1.案例的精選

選擇合適的案例是成功實(shí)施案例教學(xué)計(jì)劃的前提條件，中心圍繞著應(yīng)用基本理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題，在符合教學(xué)內(nèi)容的前提下，所選案例還應(yīng)具備以下幾點(diǎn)要求：

（1）真實(shí)性。案例必須源自現(xiàn)實(shí)生活，不能坐在椅子上捏造案例。形象、直觀、生動(dòng)的真事案例，給學(xué)生以身臨其境之感。

（2）綜合性。案例要符合教學(xué)內(nèi)容，既要有課程針對性，又要顧及專業(yè)多學(xué)科間知識(shí)的交叉與滲透，體現(xiàn)出專業(yè)綜合性。

（3）代表性。所選案例必須是典型的、學(xué)生相對熟悉的工程實(shí)例。具有針對性和代表性的案例容易使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

（4）直觀性。簡單明了的案例，更容易被學(xué)生接受，信息量太大的案例短時(shí)間內(nèi)難以深入分析和討論，直接影響教學(xué)效果。

（5）可判定性。選擇案例時(shí)需要考慮該案例是否能設(shè)立多種情境并得出最優(yōu)解決方案，便于學(xué)生從不同角度思考問題，取得相應(yīng)成果。

2.案例教學(xué)法實(shí)踐

《機(jī)械制造工程學(xué)》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)主干課，實(shí)踐性較強(qiáng)。將案例教學(xué)法嘗試性地應(yīng)用于該課程中，以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)作為教學(xué)案例。

首先，教師在完成理論課講解之后，通過文本、影片等方式介紹案例內(nèi)容，并說明學(xué)生工作內(nèi)容及任務(wù)要求。

其次，學(xué)生在透徹理解夾具設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，小組協(xié)作分工，利用課外時(shí)間通過各種途徑搜集機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，分析不同設(shè)計(jì)方案可能出現(xiàn)的問題，并獲得解決方案。

再次，各小組需要準(zhǔn)備多種可能的解決方案，并在組內(nèi)討論各種機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)及可行性，提出小組決策方案。

隨后，以小組為單位，派出代表展示本組的設(shè)計(jì)方案，全班討論后得出機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的最終方案。

然后，將最終方案與實(shí)際機(jī)床夾具進(jìn)行比較，教師參與評(píng)價(jià)并分析方案的利于弊。

最后，要求學(xué)生歸納總結(jié)設(shè)計(jì)分析過程，撰寫書面報(bào)告。

整個(gè)教學(xué)過程，教師的角色只是“導(dǎo)演”，

起到指導(dǎo)、監(jiān)督、評(píng)價(jià)的作用，而學(xué)生才是真正的主體，任務(wù)完成的好壞，直接取決于學(xué)生本身的努力、創(chuàng)新思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.案例教學(xué)法效果分析

案例教學(xué)法在《機(jī)械制造工程學(xué)》課程中實(shí)踐，取得較好的教學(xué)效果，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的積極性。由于《機(jī)械制造工程學(xué)》課程內(nèi)容較多，涵蓋知識(shí)面廣，教師“滿堂灌”理論，會(huì)使學(xué)生在進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)緩慢的情況下逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。案例教學(xué)法徹底顛覆了專業(yè)課上學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，通過參與具體的案例，使學(xué)生有“看得見，摸得著”的感覺，把課堂營造為一個(gè)知識(shí)交易市場，學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體，可以自由分享學(xué)，求知欲空前膨脹，課堂積極主動(dòng)性顯著提高。

（2）有利于提高學(xué)生分析解決實(shí)際工程問題的能力，由于《機(jī)械制造工程學(xué)》是實(shí)踐性要求較強(qiáng)的一門機(jī)械類專業(yè)課程，案例教學(xué)方法的運(yùn)用，避免了理論脫離實(shí)際的尷尬境遇，學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識(shí)，分析實(shí)際工程案例，拓寬了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生的面對實(shí)際情況的分析應(yīng)變能力。

（3）有利于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的形成。案例具有開放性，如《機(jī)械制造工程學(xué)》中對加工同一零件的夾具設(shè)計(jì)方案多種多樣。學(xué)生根據(jù)同一案例可以從多個(gè)角度分析問題，所以并沒有固定或單一的答案，因此學(xué)生可以根據(jù)自己對知識(shí)的理解，去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，鍛煉和提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

（4）有利于培養(yǎng)學(xué)生對問題的歸納總結(jié)能力。仍以《機(jī)械制造工程學(xué)》中加工同一零件的夾具設(shè)計(jì)方案為例，案例教學(xué)收尾階段，要求學(xué)生用自己的語言把機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的過程及結(jié)果重新組織并形成報(bào)告，既要突出重點(diǎn)和要點(diǎn)，又要簡明扼要。報(bào)告不是簡單的復(fù)制粘貼的過程，而是經(jīng)過知識(shí)整合之后的結(jié)果，這一過程既加深了學(xué)生對知識(shí)的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生歸納總結(jié)能力。

四、結(jié)論

高等工程教育培養(yǎng)出的畢業(yè)生，應(yīng)具備工程實(shí)踐性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作性和思維創(chuàng)新性，因此，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，使工程教育真正“回歸工程”迫在眉睫。而課程教育處于高等教育的核心地位，改變教學(xué)方法成為培養(yǎng)出“高級(jí)工程師”的首要任務(wù)。案例教學(xué)法立足實(shí)踐，突出學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生親力親為。實(shí)踐表明，在工程教育中采用案例教學(xué)方法，是提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永華.應(yīng)用案例教學(xué)法提高工科大學(xué)生工程素質(zhì)的探討[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，6（1）：106-109.

[2]佟永祥，江樹勇，吳濱.機(jī)械制造基礎(chǔ)課程案例教學(xué)法的應(yīng)用[J].高教論壇，2010，（7）：70-71.

[3]李杰.案例教學(xué)法在機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012，34（6）：153-156.

[4]凌芳，呂恬生，范成杰.以CDIO模式推進(jìn)工程實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（10）：141-142.

本文系黑龍江省高教綜合改革試點(diǎn)專項(xiàng)“基于CDIO的機(jī)自專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”、教育部歐特克公司專業(yè)綜合改革項(xiàng)目“東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)綜合改革”的研究成果。