大學工科專業課程的案例教學法探討

[摘要] 在分析大學工科專業課程特點的基礎上，結合《高分子材料加工工藝》課程教學的實際特征，探討了實施案例教學法的必要性;結合具體的教學專題，構建并探討了案例教學法的實施模式，揭示了各個模塊的設置內容及要求。

[關鍵詞] 案例教學 高分子材料加工 教學質量

大學專業課課堂教學在人才培養中占有重要地位，是傳授專業知識、培養學生技能、提高專業人才質量的重要手段。但是，現在工科專業課課程內容多，并且教材的變化很多時候無法跟上現實應用，這使得學生感覺學的東西難以理解，與實際應用脫節嚴重，應用性不強，很容易失去學習興趣，導致專業課的課堂教學效果差。如何進行大學工科專業課程的教學改革，提高專業課的教學效果，滿足未來經濟增長和社會發展的需要，發揮大學在我國作為培養未來一線創新人才主要基地的重要作用，是教師、學生共同關心的問題。

案例教學首創于哈佛大學商學院，是在學校教育發展到一定階段基礎上產生的，是指一種“親驗式”的教學方式，它是根據教學目的和培養目標的要求，以教學案例為基本教學素材，將學習者引入教育實踐的情景中分析問題和解決問題，培養學習者反思能力，挖掘其教育機制的一種教學方式的綜合。簡而言之，就是在教師的引導下，再現案例實景，把學生帶入特定事件的現場，深入角色，以提高學生實際運用知識能力的一種教學方法。案例具有高度的仿真性、培訓為主的功能性、情景典型性等特點，案例教學通過對事件情景逼真的記錄與描述，引導學生運用所學知識或工作經驗加以分析，以提高發現問題、分析問題與解決問題的能力。案例教學在經貿、管理、法學等學科的相關專業獲得了廣泛應用并取得了顯著的成效。

《高分子材料加工工藝》是高分子材料專業的重要專業必修課，講述高分子材料制品的性能、組成、結構和成型加工工藝的關系，使學生基本掌握高分子材料的重要品種的加工工藝，對于給定高分子材料制品，學生能夠靈活運用高分子材料加工工藝獲取高分子材料制品、具有開發新材料的能力。該門課程涉及的內容繁雜、且較為枯燥，但與實際應用結合非常緊密，一般安排在《高分子材料加工原理》課程之后開課。筆者在長期的工科專業課程《高分子材料加工工藝》的教學中發現:傳統教學方法的課堂教學質量和效果不如人意，傳統教學方法已經顯得力不從心，探討新的、行之有效的教學方法勢在必行;學生也普遍反映此門課程如果采取傳統的講授式教學，學生感覺知識就像是空中樓閣，較難深入理解和掌握，在與實際結合時也難以融會貫通，迫切期望進行相關教學改革，引入新的教學方法。

一、在《高分子材料加工工藝》課程中實施案例教學法的必要性

1.強化學生對理論知識的認知水平

《高分子材料加工原理》課程中，學生已經基本掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。從掌握某種高分子材料加工工藝以及日后的深造或工作來說，這遠遠不夠，其余的需要在實踐中不斷摸索與體會。以PVC管材的擠出成型這個教學專題為例，案例教學是師生圍在加工機械——雙螺桿擠出機旁邊，從原料開始，直至得到成品，讓學生親眼看到完整的加工過程;然后，教師下達案例教學內容，學生根據具體的教學內容以及要求精心準備資料，分組討論并派代表小組發言;教師點評，并給出相應答案，講解其中的關鍵點和難點。

由此可以補充學生在之前的《高分子材料加工原理》課程中對高分子材料加工工藝的基本理論的掌握，加強并深化學生對基本理論的認知水平。

2.變“被動學習”為“主動學習”，釋放學生的創新性，提高課堂教學質量

大學的工科專業課，尤其是《高分子材料加工工藝》，涉及原材料的基本性能、紛繁復雜的各種高分子添加劑的基本性能，靈活多樣的加工工藝等，內容比較枯燥，加之開課對象基本為大三下學期或大四上學期的高年級學生，傳統的教學方法只能使學生困頓乏味、昏昏欲睡，教學質量可以想象。

如果采用案例教學，一方面，學生可以親眼見到、摸到具體的加工機械以及加工模式，相對于紙上談兵的傳統教學方式來說，案例教學法在學生心中留下的印象更加深刻;而且學生在課前需要查閱大量資料，模擬實際加工時出現的各種問題及并提出具體對策，這就需要學生通過自己的努力去積極主動的尋找答案，從而讓學生的“被動學習”成為“主動學習”，“主動思考”，極大的激發學生們的求知欲，進而釋放學生的創新性，同時一個小組合作一個教學專題，也鍛煉了學生們的團隊合作精神;另一方面，教師與學生之間不再是傳統的教與受的單向交流，而是互動式交流，學生大部分躍躍欲試，加上教師的技巧性的引導，大部分學生都能主動發表自己的意見，課堂氣氛大大活躍，學習的積極性得到提高，課堂教學質量得到有效提高。

3.培養學生理論聯系實際的能力

目前，我國的高等教學，尤其是工科教學中，培養學生理論聯系實際的能力顯得更為重要。對于高分子材料加工課程來說，高分子材料的品種如此之多，學生在課堂上不可能全部掌握，而且新的高分子材料及新的加工工藝不斷涌現。如果采用傳統的教學方法，學生僅僅在課堂上涉及幾種非常有限的加工工藝，而且采用的是傳統的教師講授式，學生對此門課程的掌握很可能也就止于這種孤立的高分子材料加工工藝。在日后的工作及深入學習中，當遇到某個新的高分子材料制品需要加工時，學生很可能根本無所適從，無處下手。如果采用案例教學法，對于給定高分子材料制品，從原材料的優選，到加工工藝的優選，以及具體加工工藝參數的優選及其對制品質量的影響規律，學生都會涉及并需要全面考慮，尤其重點和難點部分更需要深入討論和剖析。由此可以培養學生理論聯系實際的能力，增強學生對于今后不斷涌現的新材料、新品種、新工藝的適應性。

目前，工科相關專業課教學中，案例教學的應用實例屈指可數，能夠借鑒的成功經驗較少。筆者在實際的教學中總結并設計了一套案例教學法，在我校的高分子材料專業課程教學中取得了較好的效果。

二、《高分子材料加工工藝》課程案例教學法的實施模式

在《高分子材料加工原理》課程學習時，學生已經掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。后續的《高分子材料加工工藝》課程教學采用案例教學法，具體的實施模式可劃分為五個模塊:

1.案例的選取

典型案例的選取是完成案例教學的基本保證之一。《高分子材料加工工藝》整個課程內容包括:塑料制品的擠出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的壓延成型、塑料制品的壓制成型、塑料制品的二次成型五個教學專題。每個專題選取1～2個典型案例，對于這五個專題以外的其他知識點運用傳統教學方法進行教學。

以塑料制品的擠出成型章節為例，此模塊部分的教學目標是:讓學生掌握常見塑料制品的擠出成型工藝。對于同一種加工工藝，當聚合物品種改變時，加工過程就存在一定程度的區別;對于同一種聚合物，加工工藝改變時，加工過程更是不同。因此，高分子材料加工涉及到聚合物品種以及加工工藝等兩方面的內容。下面，以塑料制品的擠出成型為例，談談如何選取典型案例進行案例教學。

能夠采用擠出成型工藝加工的塑料制品品種有:管材、薄膜、異型材以及板材、片材等;采用擠出成型加工管材的聚合物品種有:硬質與軟質聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用擠出成型加工板材/片材的聚合物品種有:硬質與軟質PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯類等;采用擠出成型加工薄膜的聚合物品種有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用擠出成型加工異型材的聚合物品種有:PVC、ABS、PE、PP等。在紛繁復雜的聚合物品種以及塑料制品品種中，PVC管材是擠出成型加工的制品品種中應用最廣泛的，因此，我們選取了PVC管材的擠出成型作為典型案例，以下均以此為例展開論述。

2.教學準備工作

教師深入細致地組織與指導是完成案例教學的基本保證之一。教師不僅要準備一份適合學生水平的高質量的案例，而且還需要準備一份案例教學的備課筆記，還應設想下一個分析討論模塊中可能出現的各種問題以及如何回答等。具體來說，教師方面的準備工作包括:對每個典型案例進行學時規劃，然后就教學內容、教學大綱、教案、教學指導與設計、時間與分組安排、考核方式等方面進行詳細設計，保證教學過程與內容的協調性和針對性。

對于PVC管材的擠出成型這個典型案例，教學內容至少包括:

1.PVC的基本性能:尤其是采用擠出成型時，需要注意的重要性能。

2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工藝進行加工，以及各種用途。

3.PVC管材的擠出成型:至少包括PVC管材的擠出成型工藝流程、關鍵工藝和關鍵工藝參數及其對PVC管材質量的影響規律等。此部分為整個案例分析的重點內容。

學生方面的準備工作:對于案例分析所涉及的各種高分子材料加工工藝的基本原理，學生已經在之前的課程中掌握。此部分學生需要針對具體的典型案例進行充分準備，分組做出發言提綱及講稿。以PVC管材的擠出成型為例，學生需要針對PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的擠出成型等三個部分內容進行充分準備，尤其是PVC管材的擠出成型部分內容需要精心準備，后續的小組討論以及小組代表發言時更應以此為重點展開。

3.分析討論案例

分析討論是案例教學法的核心模塊。教師的精心組織和及時引導是這個模塊乃至整個案例教學成功與否的關鍵。此模塊先以組為單位進行討論，然后各小組選派代表向全班同學對整個案例進行闡述。

教師要注意案例教學只是手段，目的是在既定學時內完成教學大綱所規定的教學目標。整個案例的重點是PVC管材的擠出成型，小組討論以及代表發言均應以此為重點展開。案例的分析討論不宜信馬由韁，教師應該使用各種方法讓整個分析討論過程在可控范圍內進行。教師要做好充分的準備工作，在此階段啟發和組織學生在良好的氛圍中參與討論，使學生在討論中這種互動式學習中掌握大綱需要掌握的內容。

4.總結歸納案例

教師在此模塊的歸納總結以及點評，是整個案例教學的點睛之筆。討論結束后，教師根據教學的要求引導并和學生一起總結歸納，并簡單給出所討論案例的答案，指出本次案例討論的重點、難點以及主要解決的問題，并對本次討論的成功與不足之處做出點評。學生可在課后分組作學習總結。

5.案例演練

案例演練是案例教學的最后一個模塊，也是對該門課程考核方式的重大革新。在整個課程內容所有專題的典型案例教學結束后，教師將給出綜合性更強的案例，并作為課程考核的一部分。

所謂案例演練，選取某個具體制品(由幾個高分子材料部件組成)，請根據各部件的使用環境要求，選擇材料類型并設計具體的制品配方，為各個部件選擇加工工藝，并確定制造各部件的關鍵工藝參數，最后將其組合成一個完整制品。整個過程沒有標準答案，只有最優方案。案例演練的實施模式為:

(1)選題

學生分組，每組在案例分析題庫中抽選一個作為該組的設計內容，也允許根據要求自命題目。

(2)完成設計

小組成員分工合作，根據要求完成設計。

(3)答辯及提問

每組選派一名代表在規定時間內匯報設計內容，提問并現場回答。

案例演練能夠讓學生對各種高分子材料加工工藝的認知更加深入，并融會貫通，形成高分子材料制品設計、生產和研究的科學思維，并養成“主動”探尋并“主動”獲取相關知識、綜合利用專業書籍、網絡、圖書館以及書店等多種途徑獲取知識的習慣，從中篩選出自己所需要的信息和知識，做知識的主人。

四、結論

本文結合《高分子材料加工工藝》課程的特點，提出了案例教學的模式，可以較好地解決教材穩定與教學內容不斷更新、基本原理穩定與高分子材料制品及加工工藝不斷發展之間的矛盾，能較好地適應工科領域日新月異的局面。

自實施案例教學以來，學生普遍反映:案例教學法所選取的典型案例和實際緊密結合，有助于他們對所學內容進行深入的理解和掌握、尤其是融會貫通的能力得到大大提高。案例教學在工科專業課程中的應用實例太少，具體實施模式還不成熟，而且對教師自身提出了更加嚴格的要求，需要教師在教學中積極更新自身知識結構，多總結多交流，不斷提升我國工科專業課程的教學質量。

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項目名稱:浙江理工大學教改項目(浙理工教[2008]53號)。