工程教育專業認證背景下生物醫學工程應用型課程案例教學模式改革初探

朱健銘 陳洪波 李華 陳真誠

摘要：在工程教育專業認證背景下，應用型課程采用案例教學法可以更好地幫助學生在學習中運用知識，并通過學習構建和豐富自身的知識體系，逐步提升自身的能力。本文從案例教學的適用性、案例教學設計策略和原則、案例教學實施流程及案例教學質控標準與評價方法等方面討論了案例教學模式改革，可以為相關課程教學改革提供參考。

根據國務院印發的《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，我國將于2016年開啟新一輪世界一流大學和一流學科建設。在這一方案驅動下，提高高校的教育質量是擺在所有高校面前的緊迫任務。我國的1100所高校中94%的高校開設有工科專業，因此，提升工科專業培養的工程技術人才教育質量，將對我國高校教育質量的整體提高起著決定性作用。國際上，為了確保高校培養的工程技術人才質量，建立了工程教育專業認證制度。旨在通過工程教育專業認證手段，確保世界各國高校培養的工程技術人才的能力和水平得到國際認可。對于我國高校的工科專業，如何利用好工程教育專業認證這一手段，提升工程教育質量，是所有開設有工科專業的高校必須思考的問題。

工程教育的核心是以學生為中心、成果導向和持續改進。如何在課程教學中貫穿這些理念是關鍵。教師按照課程體系實施課程要求，課程體系是根據畢業要求、教學資源、師資隊伍確定的，畢業要求是根據專業人才培養目標確定的，人才培養目標是根據社會對人才的需求確定的，需要參照學校自身的特色和優勢。因此人才培養的過程是從對人才的能力需求開始，以學生的能力培養為中心，圍繞人才培養目標進行反向設計，然后從課程開始正向實施，逐步達成前一步的目標，并在實施過程中持續改進。

對應用型課程，必須堅持理論指導下的實踐。對這類理論性和實踐性要求都較高的課程的教學，怎樣才算達到目標了呢？首先需要定義教學目標：掌握本課程的基本原理、完成一個小的實驗項目，學生的實踐動手能力自然會有所提高。學生對一門課程的掌握程度，主要體現在學生能否對學到的知識進行深加工，在今后的課程或實際工作中應用，或者能夠將學到的知識點重新組織，形成完備的體系。課程教學就是幫助學生在學習中運用知識，通過學習構建和豐富自身的知識體系，逐步提升自身的能力。原有的教學模式讓學生將知識從書本“復制”到大腦，但對于工程應用中解決實際問題只能起到十分有限的作用。

桂林電子科技大學生物醫學工程專業應用型課程教學中常出現理論教學與實踐教學脫節的現象，比如學生缺乏相關實踐經歷，導致無法對理論課中的相關內容深入理解;同時，理論課中的知識學習往往只停留在表面，很難將其運用于實踐。此外，由于實踐環節學時限制，有些應用型課程并沒有開設實驗，導致學生對理論課缺乏興趣，無法深入理解與運用。人只有在有意義的活動中才能激發出興趣，學習也一樣，如果要想達到掌握知識、培養能力的目標，在課程教學中就必須改變原有的教學模式，工程教育提出采用基于成果導向的方式，就可以起到事半功倍的效果。教師如果能夠把根據實際工程或者其中抽取的一部分實例作為案例應用在課堂教學和實驗中，就可以讓學生在成就中成長，激發繼續學習的興趣，案例能夠有效地為已有基礎和新知識的聯結起到紐帶作用。

案例是對實際工程問題的模擬，引入案例教學能夠培養學生應用已有知識來分析和解決復雜工程問題的能力，對人才培養質量的提高有重要意義。一般認為，案例教學法源于19世紀70年代哈佛大學法學院，后經哈佛大學商學院推廣應用獲得成功，逐漸成為一種風靡全球的、被認為是代表未來教育方向的成功教育模式。聯合國教科文組織的一次深入調查表明，案例教學法對分析能力的培養高居各教學方法的首位。近年來我國教育界大力提倡和推動案例教學法的應用，但遺憾的是，大多數授課教師僅僅是將案例教學簡單地理解為“舉例教學”或“案例分析”，而沒有真正理解和把握案例教學法的內涵與精髓，案例教學法的價值沒有得到充分體現。案例教學是一項系統工程，包括案例的選擇與整編、案例情境的創設、學員角色扮演與實戰體驗、討論與互動環節的安排、案例的點評與知識點的闡釋等諸多環節和要素，一堂完整的案例教學課，往往需要教師進行長時間的精心準備與謀劃。

針對桂林電子科技大學生物醫學工程專業應用型課程教學中存在的問題，結合工程教育專業認證中有關培養目標和課程體系的相關要求，在生物醫學工程應用型課程教學中實施了案例教學法。案例開發和應用中需要注意以下幾個問題：

1）案例教學的適用性

案例教學有助于培養創新思維，適合要求綜合運用多種知識和能力，沒有確定解決方法甚至結果的問題，不適合培養抽象思維和邏輯思維，也不適合訓練采用流程方式解決問題、通過反復演練獲得知識和能力。因此，需要結合每門課程的具體情況或者是各知識點的情況來篩選出適合采用案例教學的應用型課程或者是知識點。

2）案例教學設計策略和原則

深刻理解案例教學的本質內涵是正確開展案例教學的基本前提。所謂案例教學，是指“以學生為中心，以案例為基礎，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、提高能力的一種教學方式”。

3）案例教學實施流程

設計好的案例需要在課堂上順利實施以達到良好的教學效果，因此需要注意案例教學實施的流程，如案例選擇、情境創設、任務設定、角色扮演、過程控制、點評講解等。

4）案例教學質控標準與評價方法

作為一種新的教學手段，必須有質控標準與評價方法。因此，需要制定案例教學的質控標準，如案例教學實施的時間、案例容量、案例時效性等，同時需要建立合理的評價方法來判斷案例教學的有效性。

案例教學是一種理論與實戰相結合的教學方法，它根據教學目的，緊緊圍繞要傳授的知識與技術，以案例為基本教學素材，通過創設情境，讓學生運用科學的理論、方法、知識對具體事件或問題進行分析討論、規劃決策甚至采取行動，它集啟發式、參與式、互動式教學于一體，著眼于開發學生的創造能力以及解決實際問題的能力，致力于將學生培養成解決實際問題的“實戰高手”，而不是培養成解釋問題的“理論高手”。這種教學模式通過案例以及精心創設生動的情境，變傳統的“填鴨式”為主動探索式教學，對于激發學生的積極主動性、培育學生的創新精神與職業素質、提高學生的實踐動手能力，有著傳統教學法無法比擬的優勢，是培養高素質的創新型應用人才，將理論知識轉化為實際工作能力的有效途徑，為本專業通過工程教育專業認證做好了準備。

【項目資助】廣西高等教育本科教學改革工程一般項目A類（2020JGA178）;桂林電子科技大學研究生案例庫建設項目（YKC202011）。