工程教育改革過程中案例教學法的實踐與探討

高等工程教育的迫切任務，是盡快培養出高質量工程師，而工科高校的傳統教學方法培養出的畢業生嚴重缺乏工程應用和創新能力。因此，很多高校進行工程教育改革，倡導教師運用案例教學方法，提高學生學習主動性，培養其工程應用和創新能力。將案例教學法試用于《機械制造工程學》課程中，獲得滿意的教學效果。

工程教育案例教學法機械制造工程學一、引言

精英教育發展為大眾教育，我國大學生的數量已經超過了2200萬，而工程專業學生的比重約占三分之一。經濟全球化和科技的飛速發展，迫使用人單位需求與國際接軌的工程師。隨之，各類大學不得不突破傳統的工程教育模式，選擇更高質量的人才培養模式。

我國當前的工程教育模式現已無法滿足工業發展對高級工程人才的需求，存在的主要問題為：（1）課程缺少技術、實踐內容，而多為學術、理論內容，學生極少獲得項目或團隊實練機會；（2）教學內容求深、求細，強調課程系統性、完整性，忽略學科間交叉性、滲透性；（3）課堂上一味地灌輸深奧理論，使學生在一個缺乏適應性和競爭力的環境中學習，忽略了自學才是提高學生自主性和創造性的前提；（4）當前工程教育尚未針對經濟全球化的發展做出相應計劃，缺乏知識管理、系統思考、團隊協作，職業道德，創造性與工程設計等能力的培養。

近年來，我國各級別高校不約而同地借鑒一些著名大學的改革經驗，采用新工程教育模式，推行了一系列教學改革，目的都是提高學生的工程素質，培養學生的工程應用能力。意識到薄弱的實驗環節有悖于工科課程的工程實踐性要求，各校推行工程教育改革首先皆聚焦于增加實驗、工程實訓等實踐教學學時，這就需要大量的實驗資源。然而，相對于學生人數，實驗資源比較匱乏，單純增加學時難以使學生利用實驗真正理解課程內容。為了緩解這一矛盾，很多高校在工程教育改革過程中倡導教師運用案例教學方法，這樣既不需要刻意增加實驗學時，又可讓理論實踐相結合，提高學生的學習積極性，使其深刻理解課程理論知識，培養其工程應用和創新能力。

二、工程應用案例教學法

工程專業教育的核心是培養學生的自主創新能力及應用能力，而這兩項能力是在自主分析問題、團隊解決問題的過程中逐漸形成的，采用工程應用案例教學法是培養學生工程創新能力的一種有效途徑。

案例教學法是一種開放互動式的、并不算新興的教學方式，它不是指教師在課堂中為解釋某一理論或概念而進行的舉例分析，而是將現實環境所遇的問題通過真實的案例呈現出來，并設計適當的案例問題，針對同一問題為學生設立不同探討角度的情境，使學生體驗靈活運用理論知識來解決實際問題的樂趣與成就感，大幅度提升學生學習積極性、創新性及工程應用能力。

案例教學需要一份事先周密策劃和準備的教學材料（案例）及正確使用該材料（案例）的特殊技巧。實施過程需師生共同參與，教師結合一定理論知識，設立討論主題，學生在教師的指導下，首先開展討論甚至爭論，形成多角度全方位的交流互動，然后通過收集和評估信息、結合理論知識提出多種解決方案，最后經交換經驗和觀點得出最優解決方案，來達到解析理論和開發思維的目的。

三、案例教學在工科教學中的實踐

1.案例的精選

選擇合適的案例是成功實施案例教學計劃的前提條件，中心圍繞著應用基本理論知識解決實際工程問題，在符合教學內容的前提下，所選案例還應具備以下幾點要求：

（1）真實性。案例必須源自現實生活，不能坐在椅子上捏造案例。形象、直觀、生動的真事案例，給學生以身臨其境之感。

（2）綜合性。案例要符合教學內容，既要有課程針對性，又要顧及專業多學科間知識的交叉與滲透，體現出專業綜合性。

（3）代表性。所選案例必須是典型的、學生相對熟悉的工程實例。具有針對性和代表性的案例容易使學生產生認同感，激發學生的學習興趣、學習主動性和積極性。

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

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

2.案例教學法實踐

《機械制造工程學》是機械設計制造及自動化專業的一門專業主干課，實踐性較強。將案例教學法嘗試性地應用于該課程中，以機床夾具設計作為教學案例。

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容，并說明學生工作內容及任務要求。

其次，學生在透徹理解夾具設計要求的基礎上，小組協作分工，利用課外時間通過各種途徑搜集機床夾具設計的相關信息，分析不同設計方案可能出現的問題，并獲得解決方案。

再次，各小組需要準備多種可能的解決方案，并在組內討論各種機床夾具設計方案的優缺點及可行性，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計方案，全班討論后得出機床夾具設計的最終方案。

然后，將最終方案與實際機床夾具進行比較，教師參與評價并分析方案的利于弊。

最后，要求學生歸納總結設計分析過程，撰寫書面報告。

整個教學過程，教師的角色只是“導演”，

起到指導、監督、評價的作用，而學生才是真正的主體，任務完成的好壞，直接取決于學生本身的努力、創新思維與團隊協作能力。

3.案例教學法效果分析

案例教學法在《機械制造工程學》課程中實踐，取得較好的教學效果，主要表現為以下幾點：

（1）有利于提高學生學習專業課的積極性。由于《機械制造工程學》課程內容較多，涵蓋知識面廣，教師“滿堂灌”理論，會使學生在進入學習狀態緩慢的情況下逐漸喪失學習興趣。案例教學法徹底顛覆了專業課上學生被動學習的狀態，通過參與具體的案例，使學生有“看得見，摸得著”的感覺，把課堂營造為一個知識交易市場，學生作為學習主體，可以自由分享學，求知欲空前膨脹，課堂積極主動性顯著提高。

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

（3）有利于促進學生創新性思維能力的形成。案例具有開放性，如《機械制造工程學》中對加工同一零件的夾具設計方案多種多樣。學生根據同一案例可以從多個角度分析問題，所以并沒有固定或單一的答案，因此學生可以根據自己對知識的理解，去發現問題、分析問題、解決問題，鍛煉和提高了學生的創新思維能力。

（4）有利于培養學生對問題的歸納總結能力。仍以《機械制造工程學》中加工同一零件的夾具設計方案為例，案例教學收尾階段，要求學生用自己的語言把機床夾具設計的過程及結果重新組織并形成報告，既要突出重點和要點，又要簡明扼要。報告不是簡單的復制粘貼的過程，而是經過知識整合之后的結果，這一過程既加深了學生對知識的理解，又培養了學生歸納總結能力。

四、結論

高等工程教育培養出的畢業生，應具備工程實踐性、團隊協作性和思維創新性，因此，改變傳統教學模式，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，改變教學方法成為培養出“高級工程師”的首要任務。案例教學法立足實踐，突出學生的主體地位，鼓勵學生親力親為。實踐表明，在工程教育中采用案例教學方法，是提升學生學習興趣，提高學生工程應用能力及培養學生創新能力的有效途徑。

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本文系黑龍江省高教綜合改革試點專項“基于CDIO的機自專業卓越工程師培養模式探索與實踐”、教育部歐特克公司專業綜合改革項目“東北石油大學機械設計制造及其自動化專業綜合改革”的研究成果。