工程案例在本科教學(xué)中的應(yīng)用分析

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(重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400054)

目前，我國高等教育促進工程教育改革的呼聲日益高漲，要求工程教育回歸工程，強調(diào)多學(xué)科的綜合與集成已成為大趨勢[1-2]。

在此要求下，希望工程專業(yè)的教育能夠為建設(shè)創(chuàng)新型國家服務(wù)，因此處理好學(xué)科交叉與學(xué)科綜合的教學(xué)問題，全面提高工科學(xué)生，特別是本科生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力具有重要意義[3-5]。同時，學(xué)生的基本工程素質(zhì)是工程教育的基礎(chǔ)，更是當(dāng)代社會從事高級專業(yè)技術(shù)工作所必須的基礎(chǔ)。

案例分析教學(xué)法源自1820年，這種教學(xué)模式被著名的美國哈佛商學(xué)院廣泛應(yīng)用。案例教學(xué)與一般是依據(jù)具體的教學(xué)知識點，在教師的引導(dǎo)下，運用應(yīng)用典型案例，通過引導(dǎo)、探索、溝通、整合等多種手段去學(xué)習(xí)和分析，讓學(xué)生在實踐中獲得分析問題及解決問題所需之綜合性知識和技能[6-7]。

1 本科工程教學(xué)的現(xiàn)狀

對于工科學(xué)生而言，實踐是創(chuàng)造性應(yīng)用和發(fā)展理論的過程，是綜合能力形成的過程，而大學(xué)本科四年更是參與工程實踐、形成工程思維、獲得工程經(jīng)驗的重要時機。對比時代的要求，我國本科工程教學(xué)還存在諸多的不足，影響了人才質(zhì)量和國際競爭力。

1.1 本科工程教育實踐教學(xué)目標(biāo)有待更新

目前，國內(nèi)很多高校實踐教學(xué)的目標(biāo)不能適應(yīng)時代的發(fā)展需求。實踐教學(xué)中仍以驗證理論知識為主，而對學(xué)生的責(zé)任感、創(chuàng)新能力以及團隊精神的培養(yǎng)不夠，實踐教學(xué)對學(xué)生的素質(zhì)要求需要進一步提高。另外，實踐教學(xué)的督導(dǎo)環(huán)節(jié)約束不夠，對實踐教學(xué)的評價僅僅流于形式，對實踐能力培養(yǎng)的考核機制需要提高。

1.2 本科工程教育實踐教學(xué)體系不夠完善。

現(xiàn)有的工程教學(xué)體系依然存在偏重理論知識學(xué)習(xí)、淡化綜合能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。以實踐教學(xué)所占比例為例，在美國大學(xué)的課程體系中，實踐教學(xué)比例均在30%以上，而我國大學(xué)這一比例都在20%左右，相差較大。以機械類專業(yè)為例，斯坦福大學(xué)總學(xué)分為189，其中實踐學(xué)分為68，占總學(xué)分比例為36%；伊利諾伊大學(xué)總學(xué)分為132，實踐學(xué)分為45，占總學(xué)分比例為34%[5]。

1.3 本科工程教育實踐教學(xué)方法不合適

工程教育與其他課程的教育有所不同，尤其應(yīng)突出學(xué)生的中心作用，教師在整個教學(xué)活動中起到引導(dǎo)作用即可。以產(chǎn)品開發(fā)為例，當(dāng)以學(xué)生為教學(xué)活動的中心時，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性，從最初的產(chǎn)品構(gòu)思出發(fā)，經(jīng)歷產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品搭建以及最終的產(chǎn)品成型。通過不同階段的實踐，讓學(xué)生獲得應(yīng)用工程科學(xué)技術(shù)知識設(shè)計產(chǎn)品的能力和制作產(chǎn)品的能力。

1.4 本科工程教育實踐教學(xué)環(huán)境條件不能滿足要求

我國很多高校的校內(nèi)實踐或者實習(xí)場所，存在實驗設(shè)備陳舊老化的現(xiàn)象，甚至很多設(shè)備不能正常運作，僅供演示；另外，實驗設(shè)備臺套數(shù)不足，很多學(xué)生不能親自操作，根本達不到預(yù)期的實驗教學(xué)的目的。

同樣，校外生產(chǎn)實踐活動的效果也與預(yù)期目標(biāo)存在較大差異。在校外生產(chǎn)實習(xí)活動中，學(xué)校往往找不到合適的實習(xí)企業(yè)；而很多企業(yè)鑒于生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本等原因，對參與實踐的學(xué)生要求也僅僅局限于理論學(xué)習(xí)和現(xiàn)場觀摩，不能夠?qū)嶋H操作。在這種情況下，校外實踐過程往往演變?yōu)閰⒂^，完全達不到生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)目標(biāo)；對于部分條件差些的學(xué)校則只給學(xué)生布置實習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自己解決，讓學(xué)生創(chuàng)造條件自己實習(xí)，其實際效果更無法考核。

2 工程案例教學(xué)的作用

案例教學(xué)法是運用案例進行教學(xué)的方法，具有啟發(fā)性、堯互動性和民主性的特點，是基于傳統(tǒng)教學(xué)方法改進的一種應(yīng)用型教學(xué)方法。在工程背景的本科教學(xué)中采用工程案例教學(xué)，對于提高教育質(zhì)量，提高學(xué)生的工程素質(zhì)具有顯著作用。

2.1 工程案例教學(xué)是實踐教學(xué)的重要組成部分

工程案例是案例教學(xué)法的基礎(chǔ)，沒有好的案例材料，教育效果就無從談起。教學(xué)案例一般來源于本課程所服務(wù)的生產(chǎn)領(lǐng)域，本學(xué)科涉及的科研項目或應(yīng)用項目，其中包含一個或多個疑難問題。因此，通過工程案例的介紹，可以提高學(xué)生對現(xiàn)階段理論知識學(xué)習(xí)的興趣，也可以將不同的學(xué)科的理論知識進行串聯(lián)，對于知識的融會貫通，以及如何運用已學(xué)知識解決實際問題提供方法和思路。另外，通過案例學(xué)習(xí)，可以了解本學(xué)科的前沿知識，對于擴展學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)積極性具有很好的幫助作用。

2.2 工程案例教學(xué)是擴寬實踐教學(xué)的重要途徑

對于大部分工程案例而言，內(nèi)容上除了體現(xiàn)基本理論和原理的外，還應(yīng)結(jié)合課程學(xué)科發(fā)展，使用一些較新且具有典型特性的案例。通過具體案例的講解，讓學(xué)生可以深刻的體會到不同項目的實施過程，小到單一設(shè)備的選型、采購、運行和維護；大到工程項目的勘測、設(shè)計、施工、調(diào)試、運行及管理，豐富學(xué)生的專業(yè)知識，是改善現(xiàn)有工程實踐教學(xué)的重要途徑和有效補充。

另外，通過精心準(zhǔn)備案件材料，在案件中增加3D動畫、視頻等多媒體元素，可以對實踐教學(xué)可以進行有效補充。對于在實踐教學(xué)中不具備上機操作的機床、設(shè)備，通過觀摩相應(yīng)的動畫及以往操作的案例，結(jié)合現(xiàn)場學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的效果。

2.3 工程案例教學(xué)是教學(xué)方法改革的重要環(huán)節(jié)

當(dāng)工程案例融入到講課后，教師在案例剖析中會不斷提出待處理問題，供學(xué)生思考分析，啟發(fā)學(xué)生積極思考，經(jīng)過系列邏輯推導(dǎo)后最終獲得答案，有助于改變傳統(tǒng)教學(xué)過程中的教師單獨“唱主角”的特點，實現(xiàn)知識的傳授與能力培養(yǎng)有機結(jié)合；另外，教師提出問題后，組織課題教學(xué)秩序，讓學(xué)生各抒己見，在教學(xué)過程中教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生直接的討論、辯論，有利于教師與學(xué)生建立平等地位的課題關(guān)系。

3 小結(jié)

經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代工程實踐對工程技術(shù)人才的培養(yǎng)和大學(xué)生的工程素質(zhì)提出了新的要求，而目前的教學(xué)實踐在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)體系、教學(xué)方法等方面存在著諸多問題。在本科教學(xué)過程中引入工程案例不僅可以提高工程實踐的作用，也對拓寬實踐教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法具有重要作用。