案例教學(xué)在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

鄭嬌玲，王德志，張偉鋼

（1.滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽滁州 239000;2.滁州市科學(xué)技術(shù)局，安徽滁州 239000）

案例教學(xué)作為一種教學(xué)形式，最早運用在1910 年美國哈佛大學(xué)的法學(xué)院醫(yī)學(xué)院，后被引入哈佛商學(xué)院并取得良好的效果。因此，從二十世紀(jì)50 年代世界各國開始在專業(yè)教學(xué)中引入案例教學(xué)。案例教學(xué)以教學(xué)內(nèi)容的變革為前提，以學(xué)生行為的轉(zhuǎn)變?yōu)闂l件，學(xué)生對經(jīng)過周密選擇和準(zhǔn)備的案例展開討論，通過各種觀點、知識、信息的碰撞啟示理論和啟迪思維，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我國教育部“關(guān)于加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)和聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)的意見”中也提到：案例教學(xué)是通過案例真實情境的再現(xiàn)，將課堂的理論知識與實踐工作有機(jī)結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析與理解并加以解決的能力，從而真正掌握理論，形成觀點的教學(xué)方式。案例教學(xué)在化學(xué)、化工和材料相關(guān)課程教學(xué)中存在較高的應(yīng)用價值。

1 案例教學(xué)在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的必要性

培養(yǎng)能夠適應(yīng)時代要求，特別是具有創(chuàng)新精神、實干能力的無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才是我們面臨的一個緊迫又現(xiàn)實的課題。針對目前專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在理論教學(xué)與生產(chǎn)實踐之間差距大，企業(yè)對專業(yè)人才日益增長的需求增大，相對于課本中的顯性知識而言學(xué)生的工程實踐隱性知識不足等問題，深入研究無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式具有重要的意義。

1.1 縮短理論教學(xué)與生產(chǎn)實踐之間的差距

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)作為工程應(yīng)用類專業(yè)，在教學(xué)實踐中理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系存在一定差距，很大一部分原因是工程實踐訓(xùn)練不夠，缺乏理論聯(lián)系實際。采用案例教學(xué)法，基于學(xué)生自己的體驗、理解，結(jié)合生產(chǎn)實際，通過必要的教學(xué)手段表達(dá)出來，能夠基于無機(jī)非金屬材料工程基本理論并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

1.2 緩解實踐課時少與企業(yè)對無機(jī)非金屬專業(yè)人才日益增長需求之間的矛盾

作為學(xué)校級特色專業(yè)，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)落實“地方性、應(yīng)用型、開放式、信息化”的辦學(xué)定位，以培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。雖然已經(jīng)意識到學(xué)生實踐能力亟待提高，也積極加大實踐課的課時量，努力提高實踐課與理論課之間的比例，但企業(yè)對無機(jī)非金屬專業(yè)人才的專業(yè)需求也在增大，案例教學(xué)可以緩解實踐課時少與企業(yè)對無機(jī)非金屬專業(yè)人才日益增長需求之間的矛盾。

1.3 增加學(xué)生對“隱性知識”的儲備

本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，工程實踐中相對于在學(xué)校學(xué)習(xí)的“顯性知識”包含較多非正式的、難以表達(dá)的經(jīng)驗、技巧和技能，以及團(tuán)隊的默契和組織文化等，這是不能通過語言、文字、圖表或符號明確表達(dá)的“隱性知識”。傳統(tǒng)教學(xué)無法實現(xiàn)對工程實踐中大量“隱性知識”的傳授，而案例教學(xué)則可以提供這樣的練習(xí)與實踐的機(jī)會，把實際工程案例整理成教學(xué)案例，讓學(xué)生以工程師的角色通過討論、團(tuán)隊合作等多種形式探尋工程得失的經(jīng)驗與教訓(xùn)，增加學(xué)生對“隱性知識”的儲備。這些隱性知識對學(xué)生畢業(yè)后從事生產(chǎn)實際大有益處。

2 案例教學(xué)在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 案例教學(xué)對象的選擇與案例準(zhǔn)備

按照本專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求和教學(xué)計劃安排，在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中使用的案例教學(xué)的課程，以第六學(xué)期和第七學(xué)期開展的專業(yè)課為主，例如“無機(jī)非金屬材料工學(xué)”“粉體工程與設(shè)備”“無機(jī)材料工廠工藝設(shè)計概論”等。這階段學(xué)生具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，參加過專業(yè)見習(xí)、工程實訓(xùn)、專業(yè)實習(xí)等實踐課程，案例教學(xué)的對象是具備了一定理論素養(yǎng)和實踐經(jīng)驗的大三和大四學(xué)生。

案例準(zhǔn)備是指根據(jù)每門課的教學(xué)目的不同選擇適合的案例，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)理論以及行業(yè)發(fā)展前沿，在實踐案例中拓展理論的應(yīng)用。準(zhǔn)備的案例并不一定是某個不容置疑或唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，而需要查資料、看教材、課上討論等。表1 中所列的工程案例——“洛陽浮法”浮法玻璃技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和提高，結(jié)合無機(jī)非金屬材料工學(xué)中玻璃成形這一章中浮法成型工藝和浮法成型設(shè)備的知識點，學(xué)生以課堂討論的形式將行業(yè)生產(chǎn)實際中的洛陽浮法與美國浮法、英國浮法相比，有哪些提高和創(chuàng)新；討論錫槽內(nèi)部的錫熱對流對玻璃質(zhì)量有何影響；熱風(fēng)冷卻和冷風(fēng)冷卻兩種形式的退火窯有什么區(qū)別等。從原料配料、稱量，到熔窯、錫槽、退火窯三大熱工設(shè)備和冷端技術(shù)以及控制軟件系統(tǒng)的使用，討論如何提高浮法工藝技術(shù)和裝備水平。在課堂上進(jìn)行案例分析學(xué)習(xí)時，學(xué)生積極參與到討論中，通過分析和思考得出自己的判斷和決策，并大膽表達(dá)自己的觀點和看法，注重與同伴的交流，集思廣益，相互促進(jìn)。

表1 無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中使用案例教學(xué)的課程及內(nèi)容實例

2.2 案例的使用形式

案例教學(xué)的使用形式主要有課堂討論、角色扮演、合作學(xué)習(xí)、小組作業(yè)等，如表1中所列的“生料均化鏈及粉磨過程中的質(zhì)量控制”這個工程案例中，學(xué)生以質(zhì)量工程師的角色進(jìn)入被描述的工程情景現(xiàn)場，為了穩(wěn)定熟料生產(chǎn)質(zhì)量，保證高溫車間窯系統(tǒng)的正常運行，對入窯生料均化性提出了嚴(yán)格要求。質(zhì)量工程師需從生料均化鏈——礦山搭配開采、原料預(yù)均化、生料配料粉磨和生料均化庫等工藝著手，分析生料粉磨過程中存在的問題，提出提高生料粉磨均化的對策，確保入窯生料率值的穩(wěn)定性。案例教學(xué)過程中企業(yè)工程師進(jìn)入課堂講授工程情景現(xiàn)場，實施雙師同堂授課，帶領(lǐng)學(xué)生更好地進(jìn)入工程師角色，反過來也促進(jìn)了實際教學(xué)案例的收集和分析。

2.3 知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)的達(dá)成

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)作為一個實踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，著力培養(yǎng)基礎(chǔ)實、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、富有社會責(zé)任感、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才。我們在案例教學(xué)中構(gòu)建了“知識-能力-素質(zhì)”的培養(yǎng)目標(biāo)，每個案例制定了知識目標(biāo)清單、能力目標(biāo)清單和素質(zhì)目標(biāo)清單。每個案例都將學(xué)生應(yīng)該掌握的知識點逐一列舉出來，學(xué)生可以通過課前預(yù)習(xí)、上課討論、課后總結(jié)的方式加深對知識的掌握。如表1 中所列的“年產(chǎn)2 000噸復(fù)合納米ZrO粉體車間工藝設(shè)計”這個工程案例中的知識目標(biāo)：掌握工藝設(shè)計的基本原則；掌握生產(chǎn)車間工藝布置的要求；掌握確定工藝流程的依據(jù)。能力目標(biāo)主要指專業(yè)能力和通用能力，專業(yè)能力著重培養(yǎng)學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)知識分析無機(jī)非金屬材料相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，設(shè)計或開發(fā)解決方案，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論的能力。通用能力著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、可持續(xù)發(fā)展理念和國際化視野，能不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具獲得知識的能力。素質(zhì)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)。課前預(yù)習(xí)鼓勵學(xué)生用多種方式查閱資料，掌握知識目標(biāo)；課堂上使用角色扮演、課堂討論、合作學(xué)習(xí)等多種形式達(dá)成能力目標(biāo)；加強(qiáng)綜合考核力度，主要有平時表現(xiàn)（課堂、研討、過程表現(xiàn)）、項目大作業(yè)、案例分析、調(diào)研報告、上機(jī)、考試等。通過考核鞏固所學(xué)的知識，檢驗所形成的能力，形成綜合素質(zhì)。

3 結(jié)束語

結(jié)合本專業(yè)多門專業(yè)課，從案例的選擇、使用形式、分析方法等方面仔細(xì)考慮，認(rèn)真設(shè)計，以學(xué)生為中心，激發(fā)了學(xué)生解決實際問題的興趣和求知的欲望，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，使得學(xué)生自主鉆研分析，解決問題，從而達(dá)到了知識掌握、能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)的多重目標(biāo)。案例教學(xué)在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，有助于進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革，提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。