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(重慶理工大學化學化工學院,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),因此處理好學科交叉與學科綜合的教學問題,全面提高工科學生,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,學生的基本工程素質(zhì)是工程教育的基礎(chǔ),更是當代社會從事高級專業(yè)技術(shù)工作所必須的基礎(chǔ)。
案例分析教學法源自1820年,這種教學模式被著名的美國哈佛商學院廣泛應(yīng)用。案例教學與一般是依據(jù)具體的教學知識點,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習和分析,讓學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]。
對于工科學生而言,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,我國本科工程教學還存在諸多的不足,影響了人才質(zhì)量和國際競爭力。
目前,國內(nèi)很多高校實踐教學的目標不能適應(yīng)時代的發(fā)展需求。實踐教學中仍以驗證理論知識為主,而對學生的責任感、創(chuàng)新能力以及團隊精神的培養(yǎng)不夠,實踐教學對學生的素質(zhì)要求需要進一步提高。另外,實踐教學的督導(dǎo)環(huán)節(jié)約束不夠,對實踐教學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。
現(xiàn)有的工程教學體系依然存在偏重理論知識學習、淡化綜合能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。以實踐教學所占比例為例,在美國大學的課程體系中,實踐教學比例均在30%以上,而我國大學這一比例都在20%左右,相差較大。以機械類專業(yè)為例,斯坦福大學總學分為189,其中實踐學分為68,占總學分比例為36%;伊利諾伊大學總學分為132,實踐學分為45,占總學分比例為34%[5]。
工程教育與其他課程的教育有所不同,尤其應(yīng)突出學生的中心作用,教師在整個教學活動中起到引導(dǎo)作用即可。以產(chǎn)品開發(fā)為例,當以學生為教學活動的中心時,充分發(fā)揮學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,讓學生獲得應(yīng)用工程科學技術(shù)知識設(shè)計產(chǎn)品的能力和制作產(chǎn)品的能力。
我國很多高校的校內(nèi)實踐或者實習場所,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,很多學生不能親自操作,根本達不到預(yù)期的實驗教學的目的。
同樣,校外生產(chǎn)實踐活動的效果也與預(yù)期目標存在較大差異。在校外生產(chǎn)實習活動中,學校往往找不到合適的實習企業(yè);而很多企業(yè)鑒于生產(chǎn)安全,生產(chǎn)成本等原因,對參與實踐的學生要求也僅僅局限于理論學習和現(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)實習的教學目標;對于部分條件差些的學校則只給學生布置實習任務(wù),讓學生自己解決,讓學生創(chuàng)造條件自己實習,其實際效果更無法考核。
案例教學法是運用案例進行教學的方法,具有啟發(fā)性、堯互動性和民主性的特點,是基于傳統(tǒng)教學方法改進的一種應(yīng)用型教學方法。在工程背景的本科教學中采用工程案例教學,對于提高教育質(zhì)量,提高學生的工程素質(zhì)具有顯著作用。
工程案例是案例教學法的基礎(chǔ),沒有好的案例材料,教育效果就無從談起。教學案例一般來源于本課程所服務(wù)的生產(chǎn)領(lǐng)域,本學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,可以提高學生對現(xiàn)階段理論知識學習的興趣,也可以將不同的學科的理論知識進行串聯(lián),對于知識的融會貫通,以及如何運用已學知識解決實際問題提供方法和思路。另外,通過案例學習,可以了解本學科的前沿知識,對于擴展學生視野,提高學習積極性具有很好的幫助作用。
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,豐富學生的專業(yè)知識,是改善現(xiàn)有工程實踐教學的重要途徑和有效補充。
另外,通過精心準備案件材料,在案件中增加3D動畫、視頻等多媒體元素,可以對實踐教學可以進行有效補充。對于在實踐教學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)場學習,提高學習的效果。
當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,供學生思考分析,啟發(fā)學生積極思考,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,組織課題教學秩序,讓學生各抒己見,在教學過程中教師與學生,學生與學生直接的討論、辯論,有利于教師與學生建立平等地位的課題關(guān)系。
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)和大學生的工程素質(zhì)提出了新的要求,而目前的教學實踐在教學目標、教學體系、教學方法等方面存在著諸多問題。在本科教學過程中引入工程案例不僅可以提高工程實踐的作用,也對拓寬實踐教學內(nèi)容,改革教學方法具有重要作用。