案例教學在MATLAB與仿真技術課程中的應用探討

趙蘭英，薛冬娟，于靖博，宋若冰，董麗娜

（大連海洋大學，遼寧大連116023）

案例教學在MATLAB與仿真技術課程中的應用探討

趙蘭英，薛冬娟，于靖博，宋若冰，董麗娜

（大連海洋大學，遼寧大連116023）

案例教學法是一種學科間可移植的教學方法，在培養學生實踐能力上展現出了獨特的優勢。闡述了在MATLAB與仿真技術課程中應用案例教學的出發點及案例教學的特點，探討了在MATLAB與仿真技術課程中應用案例教學需注意的問題，以及案例選取、設計和實施中遵循的原則。

系統仿真技術課程；案例教學；應用探討

案例教學是以學生為中心，以案例為基本教學內容，以師生互動為基礎，通過呈現案例情境，將理論與實踐緊密結合，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，從而掌握理論、形成觀點、提高能力的一種開放、啟發式教學方式。其本質是理論與實踐相結合的互動教學模式，代表未來教育方向的成功教育模式[1-2]。綜合考慮教育部關于專業學位研究生的培養模式改革與課程特點，本文初步探討案例教學在MATLAB與仿真技術課程中的應用。

1案例教學的特點

案例教學具有如下特點：

（1）案例教學以案例為線索，以師生互動為基礎；案例教學始終圍繞著案例進行，學生和老師課前為案例作準備，在案例及問題中討論，通過案例獲得認識，與此同時進行學生全方位多層次的互動，學生通過互動最終構建自己的知識框架和方案[3]。

（2）案例教學以培養學生能力提高綜合素質為目標；案例教學主要培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，進而提高他們的素質，目標是激發學生潛力，培養學生具備有利于完成目前學習任務以及今后更多問題所需的能力，使學生在解決問題過程中所檢驗的一系列原理、方法及所形成的解決問題的思路能夠遷移到今后的問題解決活動中去。

（3）案例教學可實現對多種教學組織形式和教學媒體整體優化；案例教學前，學生需要對案例進行課前預習，形成自我對案例的認知；小組討論階段，各小組闡述各自觀點，比較分析，學生向同學學習、不斷修正自己的認識；課堂討論階段，教師可靈活運用多種教學媒體進行啟發和引導。

（4）案例解決方案的多元化與綜合評價；案例歸納沒有標準答案，討論結果可能會有若干個可行的方案，教師評價側重學生對問題的獨創性。

2在MATLAB與仿真技術課程中應用案例教學的意義

我國教育部文件“教研[2015]1號”文件《教育部關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見》指出，為深化專業學位研究生培養模式改革，提高培養質量，要求充分認識加強案例教學的重要意義，加強案例教學，改革教學模式，案例教學和基地建設情況將作為專業學位授權點合格評估的重要內容，案例教學和基地建設工作也將接受各省級教育部門和教指委的針對性督促檢查。意見的提出，為案例教學法在專業學位研究生培養工作中的推廣實施提供了政策引導和支持。根據我校農業機械化專業學位碩士研究生的培養方案，專業實踐能力是培養專業學位碩士研究生的重點工作，必須設立專業實踐環節，專業學位碩士研究生在學期間，必須保證不少于一年的專業實踐，在相關專業課程中加強案例教學，激發學生學習興趣，理論聯系實踐，是強化專業學位研究生實踐能力培養，推進教學改革，促進教學與實踐有機融合的重要途徑，是推動專業學位研究生培養模式改革的重要手段，有助于師生綜合素質的提高。

MATLAB與仿真技術是為我校農業工程學科的碩士研究生開設的專業選修課，該課程旨在培養學生應用系統仿真技術分析和解決專業問題的能力，以及應用MATLAB軟件對漁業工程實例進行仿真分析的能力。16課時的理論教學過程中，重點講授系統仿真的基本概念、基本理論、仿真模型及其理論求解方法。其中，8課時實驗安排，主要訓練學生掌握MATLAB軟件的使用，系統仿真模型的建立與求解方法；教學過程中，實例教學選取通用的機械、控制和電氣領域的典型實例。課堂教學以教師講授為主，通過實例的演練使學生掌握所學內容。教學過程中學生的主動性和創新性欠佳，典型實例的求解束縛了學生的獨立思考能力，實施案例教學模式，可通過學生在教學過程中的主動參與和互動，培養其合作意識，提高其獨立思考能力和創新能力[4-7]；同時案例教學對教師的知識結構、專業實踐水平和教學組織能力提出了更高的要求，在與學生的相互交流中，激發新的觀點、新方法，拓展思維視角從而提高教師的教學水平[8-9]。

3在MATLAB與仿真技術課程中的案例教學模式探討

3.1 處理好案例教學與非案例教學的關系

案例教學法首先要考慮案例教學與非案例教學的關系[9]，案例教學的前提，需要學生儲備一定的扎實專業理論知識，傳統課堂講授即非案例教學使學生掌握專業理論知識，案例教學則注重培養學生分析問題和解決實際問題的能力，在教學過程中既不否定傳統教學方法的作用，也不夸大案例教學的優勢，做到實事求是，因課施教，因材施法，使兩種教學方法綜合發揮作用。MATLAB于仿真技術課程側重對學生解決機械領域工程實際問題能力的培養，系統建模的基本原理和方法、連續系統與離散系統的基本模型及其通用仿真方法、控制系統仿真基礎等內容適合傳統方法講授，應用MATLAB仿真模塊解決系統仿真中的實際問題適合案例教學模式，通過案例使學生掌握系統仿真方法在解決機械工程領域的實際問題中的應用。

3.2 案例教學設計與實施

3.2.1 依據教學目標，精選案例

綜合考慮農業工程領域專業碩士的培養目標和MATLAB與仿真技術課程的教學目標，所選案例既要結合生產實踐，又要深化課程所學內容；首先進行充分的企業調研，針對海產品養殖產業化發展、可持續發展的需求，調查生態采捕裝備、海產品加工裝備等漁業裝備的推廣應用現狀，從實踐中發現案例，描述案例。通過對案例的分析和討論，來提升學生分析和解決專業實際問題的能力。相應的，所選案例區別于實例，選取的案例能夠調動學生討論興趣且案例必須矛盾重重，案例中問題的處理面臨著著突出的兩難處境，采用不同的方案，結果是未知的。

3.2.2 教學案例設計

案例教學設計要求教師具備較強的案例組織能力，在課堂討論之前，需做大量的精心準備，組織多名專業教師充分了解案例信息，在明確案例要達到的教學目的前提下，共同開展課程設計。首先要設計好思考題，針對案例中的關鍵性問題分析其多種解決方案，從選課學生的已有技能和背景中思考學生可能的方案，對于復雜的問題準備引導方式，簡單問題督促學生提出多種方案，對如何組織教學提出設想；其次需選擇適合案例的討論方法，結合學生現狀設計好案例教學工具，確定合適的教學組織形式，如采用分組討論，之后總結觀點組間討論，同時利用多媒體教學手段展示案例視頻資料和仿真案例。討論過程中教師加以指導，激發學生產生更多的解決方案。比如，對于同一工程實際問題，依據不同的研究目的，根據不同的簡化方案有不同的物理模型，可以應用不同的數學模型描述該物理模型，MATLB中數學模型的建模方案有多種，模型的求解方法亦可選擇，因此產生多種解決方案。

3.2.3 案例教學的實施

為保證案例教學的順利實施，課前應讓學生熟悉案例涉及的理論體系，掌握新理論和新方法在本專業及相關行業中的應用現狀和發展前景，教師在教學前也搜集一部分相關文獻資料下發給學生，同時要求學生自己收集部分資料以便于理解案例的背景，從而使學生盡快融入案例的情境，將自己置身于案例中解決問題者這一角色中，進而思考案例中的問題，分析解決的方案和對策。

4結束語

MATLAB與仿真技術課程為工科專業技術課，與案例教學法應用較成熟的商學、法學和管理學相比，在MATLAB與仿真技術課程中應用案例教學法，目前還處于試驗、探索階段，不能盲目照搬套用。以教育部意見為指導，本文從我校農業工程學科的碩士研究生培養方案出發，對案例教學法在MATLAB與仿真技術課程中的應用進行了探討分析，對案例教學與非案例教學的關系、案例教學的設計和實施進行了討論。

[1]劉剛.哈佛商學院案例教學作用機制及其啟示[J].中國高教研究，2008（5）：89-91.

[2]張家軍，靳玉樂.論案例教學的本質與特點[J].中國教育學刊，2004（1）：48-62.

[3]徐延宇.案例教學及其運用[D].長沙：湖南師范大學，2002.

[4]汪鳳翎，崔瑜琳.案例教學：培養學生創新思維和可遷移性技能的有效方法——實用案例教學設計一則[J].北京第二外國語學院學報，2003（2）：14-17.

[5]陳福松.案例教學與創新型人才培養[J].揚州大學學報（高教研究版），2009，13（5）：81-83.

[6]羅敏.案例教學在文獻檢索課程中的應用探討[J].大學圖書館學報，2007（3）：101-103.

[7]張耀民.“項目驅動+案例教學”模式在軟件工程教學中的應用[J].中國職業技術教育，2012（8）：57-60.

[8]鄭金洲.案例教學：教師專業發展的新途徑[J].教育理論與實踐，2002，22（7）：36-41.

[9]朱濤，馬恒，劉強.專業技術課程案例教學方法研究[J].高等教育研究學報，2010，33（1）：91-93.

The Discusses of App lication Case Teaching in MATLAB Simulation Technology Course

ZHAO Lan-ying，XUE Dong-juan，YU Jing-bo，SONG Ruo-bing，DONG Li-na
（Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023，China）

Case teaching is a kind of portable between disciplines teaching method，shows unique advantages in cultivating students’practice ability.At first，starting point and the characteristics of case teaching application in the MATLAB and the simulation technology course were discussed in this paper，analyzed the application in MATLAB and the simulation technology course problems that should pay attention to case teaching，and case selection，principles of design and implementation.

system simulation technology course；case teaching；discussion on application

G642

B

1672-545X（2016）12-0227-03

2016-09-08

大連海洋大學研究生優秀教學案例建設項目支持（編號：dhdy2050903）；大連海洋大學課程群建設項目（編號：KC2014KQ12）

趙蘭英（1980-），女，內蒙古赤峰人，工學博士，副教授，研究方向：車輛-路面系統動力學研究。