工程教育改革过程中案例教学法的实践与探讨

高等工程教育的迫切任务，是尽快培养出高质量工程师，而工科高校的传统教学方法培养出的毕业生严重缺乏工程应用和创新能力。因此，很多高校进行工程教育改革，倡导教师运用案例教学方法，提高学生学习主动性，培养其工程应用和创新能力。将案例教学法试用于《机械制造工程学》课程中，获得满意的教学效果。

工程教育案例教学法机械制造工程学一、引言

精英教育发展为大众教育，我国大学生的数量已经超过了2200万，而工程专业学生的比重约占三分之一。经济全球化和科技的飞速发展，迫使用人单位需求与国际接轨的工程师。随之，各类大学不得不突破传统的工程教育模式，选择更高质量的人才培养模式。

我国当前的工程教育模式现已无法满足工业发展对高级工程人才的需求，存在的主要问题为：（1）课程缺少技术、实践内容，而多为学术、理论内容，学生极少获得项目或团队实练机会；（2）教学内容求深、求细，强调课程系统性、完整性，忽略学科间交叉性、渗透性；（3）课堂上一味地灌输深奥理论，使学生在一个缺乏适应性和竞争力的环境中学习，忽略了自学才是提高学生自主性和创造性的前提；（4）当前工程教育尚未针对经济全球化的发展做出相应计划，缺乏知识管理、系统思考、团队协作，职业道德，创造性与工程设计等能力的培养。

近年来，我国各级别高校不约而同地借鉴一些著名大学的改革经验，采用新工程教育模式，推行了一系列教学改革，目的都是提高学生的工程素质，培养学生的工程应用能力。意识到薄弱的实验环节有悖于工科课程的工程实践性要求，各校推行工程教育改革首先皆聚焦于增加实验、工程实训等实践教学学时，这就需要大量的实验资源。然而，相对于学生人数，实验资源比较匮乏，单纯增加学时难以使学生利用实验真正理解课程内容。为了缓解这一矛盾，很多高校在工程教育改革过程中倡导教师运用案例教学方法，这样既不需要刻意增加实验学时，又可让理论实践相结合，提高学生的学习积极性，使其深刻理解课程理论知识，培养其工程应用和创新能力。

二、工程应用案例教学法

工程专业教育的核心是培养学生的自主创新能力及应用能力，而这两项能力是在自主分析问题、团队解决问题的过程中逐渐形成的，采用工程应用案例教学法是培养学生工程创新能力的一种有效途径。

案例教学法是一种开放互动式的、并不算新兴的教学方式，它不是指教师在课堂中为解释某一理论或概念而进行的举例分析，而是将现实环境所遇的问题通过真实的案例呈现出来，并设计适当的案例问题，针对同一问题为学生设立不同探讨角度的情境，使学生体验灵活运用理论知识来解决实际问题的乐趣与成就感，大幅度提升学生学习积极性、创新性及工程应用能力。

案例教学需要一份事先周密策划和准备的教学材料（案例）及正确使用该材料（案例）的特殊技巧。实施过程需师生共同参与，教师结合一定理论知识，设立讨论主题，学生在教师的指导下，首先开展讨论甚至争论，形成多角度全方位的交流互动，然后通过收集和评估信息、结合理论知识提出多种解决方案，最后经交换经验和观点得出最优解决方案，来达到解析理论和开发思维的目的。

三、案例教学在工科教学中的实践

1.案例的精选

选择合适的案例是成功实施案例教学计划的前提条件，中心围绕着应用基本理论知识解决实际工程问题，在符合教学内容的前提下，所选案例还应具备以下几点要求：

（1）真实性。案例必须源自现实生活，不能坐在椅子上捏造案例。形象、直观、生动的真事案例，给学生以身临其境之感。

（2）综合性。案例要符合教学内容，既要有课程针对性，又要顾及专业多学科间知识的交叉与渗透，体现出专业综合性。

（3）代表性。所选案例必须是典型的、学生相对熟悉的工程实例。具有针对性和代表性的案例容易使学生产生认同感，激发学生的学习兴趣、学习主动性和积极性。

（4）直观性。简单明了的案例，更容易被学生接受，信息量太大的案例短时间内难以深入分析和讨论，直接影响教学效果。

（5）可判定性。选择案例时需要考虑该案例是否能设立多种情境并得出最优解决方案，便于学生从不同角度思考问题，取得相应成果。

2.案例教学法实践

《机械制造工程学》是机械设计制造及自动化专业的一门专业主干课，实践性较强。将案例教学法尝试性地应用于该课程中，以机床夹具设计作为教学案例。

首先，教师在完成理论课讲解之后，通过文本、影片等方式介绍案例内容，并说明学生工作内容及任务要求。

其次，学生在透彻理解夹具设计要求的基础上，小组协作分工，利用课外时间通过各种途径搜集机床夹具设计的相关信息，分析不同设计方案可能出现的问题，并获得解决方案。

再次，各小组需要准备多种可能的解决方案，并在组内讨论各种机床夹具设计方案的优缺点及可行性，提出小组决策方案。

随后，以小组为单位，派出代表展示本组的设计方案，全班讨论后得出机床夹具设计的最终方案。

然后，将最终方案与实际机床夹具进行比较，教师参与评价并分析方案的利于弊。

最后，要求学生归纳总结设计分析过程，撰写书面报告。

整个教学过程，教师的角色只是“导演”，

起到指导、监督、评价的作用，而学生才是真正的主体，任务完成的好坏，直接取决于学生本身的努力、创新思维与团队协作能力。

3.案例教学法效果分析

案例教学法在《机械制造工程学》课程中实践，取得较好的教学效果，主要表现为以下几点：

（1）有利于提高学生学习专业课的积极性。由于《机械制造工程学》课程内容较多，涵盖知识面广，教师“满堂灌”理论，会使学生在进入学习状态缓慢的情况下逐渐丧失学习兴趣。案例教学法彻底颠覆了专业课上学生被动学习的状态，通过参与具体的案例，使学生有“看得见，摸得着”的感觉，把课堂营造为一个知识交易市场，学生作为学习主体，可以自由分享学，求知欲空前膨胀，课堂积极主动性显著提高。

（2）有利于提高学生分析解决实际工程问题的能力，由于《机械制造工程学》是实践性要求较强的一门机械类专业课程，案例教学方法的运用，避免了理论脱离实际的尴尬境遇，学生灵活运用理论知识，分析实际工程案例，拓宽了学生的视野，培养了学生的面对实际情况的分析应变能力。

（3）有利于促进学生创新性思维能力的形成。案例具有开放性，如《机械制造工程学》中对加工同一零件的夹具设计方案多种多样。学生根据同一案例可以从多个角度分析问题，所以并没有固定或单一的答案，因此学生可以根据自己对知识的理解，去发现问题、分析问题、解决问题，锻炼和提高了学生的创新思维能力。

（4）有利于培养学生对问题的归纳总结能力。仍以《机械制造工程学》中加工同一零件的夹具设计方案为例，案例教学收尾阶段，要求学生用自己的语言把机床夹具设计的过程及结果重新组织并形成报告，既要突出重点和要点，又要简明扼要。报告不是简单的复制粘贴的过程，而是经过知识整合之后的结果，这一过程既加深了学生对知识的理解，又培养了学生归纳总结能力。

四、结论

高等工程教育培养出的毕业生，应具备工程实践性、团队协作性和思维创新性，因此，改变传统教学模式，使工程教育真正“回归工程”迫在眉睫。而课程教育处于高等教育的核心地位，改变教学方法成为培养出“高级工程师”的首要任务。案例教学法立足实践，突出学生的主体地位，鼓励学生亲力亲为。实践表明，在工程教育中采用案例教学方法，是提升学生学习兴趣，提高学生工程应用能力及培养学生创新能力的有效途径。

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本文系黑龙江省高教综合改革试点专项“基于CDIO的机自专业卓越工程师培养模式探索与实践”、教育部欧特克公司专业综合改革项目“东北石油大学机械设计制造及其自动化专业综合改革”的研究成果。