大學(xué)工科專業(yè)課程的案例教學(xué)法探討

[摘要] 在分析大學(xué)工科專業(yè)課程特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合《高分子材料加工工藝》課程教學(xué)的實際特征，探討了實施案例教學(xué)法的必要性;結(jié)合具體的教學(xué)專題，構(gòu)建并探討了案例教學(xué)法的實施模式，揭示了各個模塊的設(shè)置內(nèi)容及要求。

[關(guān)鍵詞] 案例教學(xué) 高分子材料加工 教學(xué)質(zhì)量

大學(xué)專業(yè)課課堂教學(xué)在人才培養(yǎng)中占有重要地位，是傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)學(xué)生技能、提高專業(yè)人才質(zhì)量的重要手段。但是，現(xiàn)在工科專業(yè)課課程內(nèi)容多，并且教材的變化很多時候無法跟上現(xiàn)實應(yīng)用，這使得學(xué)生感覺學(xué)的東西難以理解，與實際應(yīng)用脫節(jié)嚴(yán)重，應(yīng)用性不強(qiáng)，很容易失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致專業(yè)課的課堂教學(xué)效果差。如何進(jìn)行大學(xué)工科專業(yè)課程的教學(xué)改革，提高專業(yè)課的教學(xué)效果，滿足未來經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的需要，發(fā)揮大學(xué)在我國作為培養(yǎng)未來一線創(chuàng)新人才主要基地的重要作用，是教師、學(xué)生共同關(guān)心的問題。

案例教學(xué)首創(chuàng)于哈佛大學(xué)商學(xué)院，是在學(xué)校教育發(fā)展到一定階段基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是指一種“親驗式”的教學(xué)方式，它是根據(jù)教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以教學(xué)案例為基本教學(xué)素材，將學(xué)習(xí)者引入教育實踐的情景中分析問題和解決問題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者反思能力，挖掘其教育機(jī)制的一種教學(xué)方式的綜合。簡而言之，就是在教師的引導(dǎo)下，再現(xiàn)案例實景，把學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場，深入角色，以提高學(xué)生實際運用知識能力的一種教學(xué)方法。案例具有高度的仿真性、培訓(xùn)為主的功能性、情景典型性等特點，案例教學(xué)通過對事件情景逼真的記錄與描述，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識或工作經(jīng)驗加以分析，以提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力。案例教學(xué)在經(jīng)貿(mào)、管理、法學(xué)等學(xué)科的相關(guān)專業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用并取得了顯著的成效。

《高分子材料加工工藝》是高分子材料專業(yè)的重要專業(yè)必修課，講述高分子材料制品的性能、組成、結(jié)構(gòu)和成型加工工藝的關(guān)系，使學(xué)生基本掌握高分子材料的重要品種的加工工藝，對于給定高分子材料制品，學(xué)生能夠靈活運用高分子材料加工工藝獲取高分子材料制品、具有開發(fā)新材料的能力。該門課程涉及的內(nèi)容繁雜、且較為枯燥，但與實際應(yīng)用結(jié)合非常緊密，一般安排在《高分子材料加工原理》課程之后開課。筆者在長期的工科專業(yè)課程《高分子材料加工工藝》的教學(xué)中發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)教學(xué)方法的課堂教學(xué)質(zhì)量和效果不如人意，傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)顯得力不從心，探討新的、行之有效的教學(xué)方法勢在必行;學(xué)生也普遍反映此門課程如果采取傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，學(xué)生感覺知識就像是空中樓閣，較難深入理解和掌握，在與實際結(jié)合時也難以融會貫通，迫切期望進(jìn)行相關(guān)教學(xué)改革，引入新的教學(xué)方法。

一、在《高分子材料加工工藝》課程中實施案例教學(xué)法的必要性

1.強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的認(rèn)知水平

《高分子材料加工原理》課程中，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。從掌握某種高分子材料加工工藝以及日后的深造或工作來說，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其余的需要在實踐中不斷摸索與體會。以PVC管材的擠出成型這個教學(xué)專題為例，案例教學(xué)是師生圍在加工機(jī)械——雙螺桿擠出機(jī)旁邊，從原料開始，直至得到成品，讓學(xué)生親眼看到完整的加工過程;然后，教師下達(dá)案例教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容以及要求精心準(zhǔn)備資料，分組討論并派代表小組發(fā)言;教師點評，并給出相應(yīng)答案，講解其中的關(guān)鍵點和難點。

由此可以補(bǔ)充學(xué)生在之前的《高分子材料加工原理》課程中對高分子材料加工工藝的基本理論的掌握，加強(qiáng)并深化學(xué)生對基本理論的認(rèn)知水平。

2.變“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”，釋放學(xué)生的創(chuàng)新性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量

大學(xué)的工科專業(yè)課，尤其是《高分子材料加工工藝》，涉及原材料的基本性能、紛繁復(fù)雜的各種高分子添加劑的基本性能，靈活多樣的加工工藝等，內(nèi)容比較枯燥，加之開課對象基本為大三下學(xué)期或大四上學(xué)期的高年級學(xué)生，傳統(tǒng)的教學(xué)方法只能使學(xué)生困頓乏味、昏昏欲睡，教學(xué)質(zhì)量可以想象。

如果采用案例教學(xué)，一方面，學(xué)生可以親眼見到、摸到具體的加工機(jī)械以及加工模式，相對于紙上談兵的傳統(tǒng)教學(xué)方式來說，案例教學(xué)法在學(xué)生心中留下的印象更加深刻;而且學(xué)生在課前需要查閱大量資料，模擬實際加工時出現(xiàn)的各種問題及并提出具體對策，這就需要學(xué)生通過自己的努力去積極主動的尋找答案，從而讓學(xué)生的“被動學(xué)習(xí)”成為“主動學(xué)習(xí)”，“主動思考”，極大的激發(fā)學(xué)生們的求知欲，進(jìn)而釋放學(xué)生的創(chuàng)新性，同時一個小組合作一個教學(xué)專題，也鍛煉了學(xué)生們的團(tuán)隊合作精神;另一方面，教師與學(xué)生之間不再是傳統(tǒng)的教與受的單向交流，而是互動式交流，學(xué)生大部分躍躍欲試，加上教師的技巧性的引導(dǎo)，大部分學(xué)生都能主動發(fā)表自己的意見，課堂氣氛大大活躍，學(xué)習(xí)的積極性得到提高，課堂教學(xué)質(zhì)量得到有效提高。

3.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力

目前，我國的高等教學(xué)，尤其是工科教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力顯得更為重要。對于高分子材料加工課程來說，高分子材料的品種如此之多，學(xué)生在課堂上不可能全部掌握，而且新的高分子材料及新的加工工藝不斷涌現(xiàn)。如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生僅僅在課堂上涉及幾種非常有限的加工工藝，而且采用的是傳統(tǒng)的教師講授式，學(xué)生對此門課程的掌握很可能也就止于這種孤立的高分子材料加工工藝。在日后的工作及深入學(xué)習(xí)中，當(dāng)遇到某個新的高分子材料制品需要加工時，學(xué)生很可能根本無所適從，無處下手。如果采用案例教學(xué)法，對于給定高分子材料制品，從原材料的優(yōu)選，到加工工藝的優(yōu)選，以及具體加工工藝參數(shù)的優(yōu)選及其對制品質(zhì)量的影響規(guī)律，學(xué)生都會涉及并需要全面考慮，尤其重點和難點部分更需要深入討論和剖析。由此可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，增強(qiáng)學(xué)生對于今后不斷涌現(xiàn)的新材料、新品種、新工藝的適應(yīng)性。

目前，工科相關(guān)專業(yè)課教學(xué)中，案例教學(xué)的應(yīng)用實例屈指可數(shù)，能夠借鑒的成功經(jīng)驗較少。筆者在實際的教學(xué)中總結(jié)并設(shè)計了一套案例教學(xué)法，在我校的高分子材料專業(yè)課程教學(xué)中取得了較好的效果。

二、《高分子材料加工工藝》課程案例教學(xué)法的實施模式

在《高分子材料加工原理》課程學(xué)習(xí)時，學(xué)生已經(jīng)掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。后續(xù)的《高分子材料加工工藝》課程教學(xué)采用案例教學(xué)法，具體的實施模式可劃分為五個模塊:

1.案例的選取

典型案例的選取是完成案例教學(xué)的基本保證之一。《高分子材料加工工藝》整個課程內(nèi)容包括:塑料制品的擠出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的壓延成型、塑料制品的壓制成型、塑料制品的二次成型五個教學(xué)專題。每個專題選取1～2個典型案例，對于這五個專題以外的其他知識點運用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。

以塑料制品的擠出成型章節(jié)為例，此模塊部分的教學(xué)目標(biāo)是:讓學(xué)生掌握常見塑料制品的擠出成型工藝。對于同一種加工工藝，當(dāng)聚合物品種改變時，加工過程就存在一定程度的區(qū)別;對于同一種聚合物，加工工藝改變時，加工過程更是不同。因此，高分子材料加工涉及到聚合物品種以及加工工藝等兩方面的內(nèi)容。下面，以塑料制品的擠出成型為例，談?wù)勅绾芜x取典型案例進(jìn)行案例教學(xué)。

能夠采用擠出成型工藝加工的塑料制品品種有:管材、薄膜、異型材以及板材、片材等;采用擠出成型加工管材的聚合物品種有:硬質(zhì)與軟質(zhì)聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用擠出成型加工板材/片材的聚合物品種有:硬質(zhì)與軟質(zhì)PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯類等;采用擠出成型加工薄膜的聚合物品種有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用擠出成型加工異型材的聚合物品種有:PVC、ABS、PE、PP等。在紛繁復(fù)雜的聚合物品種以及塑料制品品種中，PVC管材是擠出成型加工的制品品種中應(yīng)用最廣泛的，因此，我們選取了PVC管材的擠出成型作為典型案例，以下均以此為例展開論述。

2.教學(xué)準(zhǔn)備工作

教師深入細(xì)致地組織與指導(dǎo)是完成案例教學(xué)的基本保證之一。教師不僅要準(zhǔn)備一份適合學(xué)生水平的高質(zhì)量的案例，而且還需要準(zhǔn)備一份案例教學(xué)的備課筆記，還應(yīng)設(shè)想下一個分析討論模塊中可能出現(xiàn)的各種問題以及如何回答等。具體來說，教師方面的準(zhǔn)備工作包括:對每個典型案例進(jìn)行學(xué)時規(guī)劃，然后就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、教案、教學(xué)指導(dǎo)與設(shè)計、時間與分組安排、考核方式等方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，保證教學(xué)過程與內(nèi)容的協(xié)調(diào)性和針對性。

對于PVC管材的擠出成型這個典型案例，教學(xué)內(nèi)容至少包括:

1.PVC的基本性能:尤其是采用擠出成型時，需要注意的重要性能。

2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工藝進(jìn)行加工，以及各種用途。

3.PVC管材的擠出成型:至少包括PVC管材的擠出成型工藝流程、關(guān)鍵工藝和關(guān)鍵工藝參數(shù)及其對PVC管材質(zhì)量的影響規(guī)律等。此部分為整個案例分析的重點內(nèi)容。

學(xué)生方面的準(zhǔn)備工作:對于案例分析所涉及的各種高分子材料加工工藝的基本原理，學(xué)生已經(jīng)在之前的課程中掌握。此部分學(xué)生需要針對具體的典型案例進(jìn)行充分準(zhǔn)備，分組做出發(fā)言提綱及講稿。以PVC管材的擠出成型為例，學(xué)生需要針對PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的擠出成型等三個部分內(nèi)容進(jìn)行充分準(zhǔn)備，尤其是PVC管材的擠出成型部分內(nèi)容需要精心準(zhǔn)備，后續(xù)的小組討論以及小組代表發(fā)言時更應(yīng)以此為重點展開。

3.分析討論案例

分析討論是案例教學(xué)法的核心模塊。教師的精心組織和及時引導(dǎo)是這個模塊乃至整個案例教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。此模塊先以組為單位進(jìn)行討論，然后各小組選派代表向全班同學(xué)對整個案例進(jìn)行闡述。

教師要注意案例教學(xué)只是手段，目的是在既定學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)。整個案例的重點是PVC管材的擠出成型，小組討論以及代表發(fā)言均應(yīng)以此為重點展開。案例的分析討論不宜信馬由韁，教師應(yīng)該使用各種方法讓整個分析討論過程在可控范圍內(nèi)進(jìn)行。教師要做好充分的準(zhǔn)備工作，在此階段啟發(fā)和組織學(xué)生在良好的氛圍中參與討論，使學(xué)生在討論中這種互動式學(xué)習(xí)中掌握大綱需要掌握的內(nèi)容。

4.總結(jié)歸納案例

教師在此模塊的歸納總結(jié)以及點評，是整個案例教學(xué)的點睛之筆。討論結(jié)束后，教師根據(jù)教學(xué)的要求引導(dǎo)并和學(xué)生一起總結(jié)歸納，并簡單給出所討論案例的答案，指出本次案例討論的重點、難點以及主要解決的問題，并對本次討論的成功與不足之處做出點評。學(xué)生可在課后分組作學(xué)習(xí)總結(jié)。

5.案例演練

案例演練是案例教學(xué)的最后一個模塊，也是對該門課程考核方式的重大革新。在整個課程內(nèi)容所有專題的典型案例教學(xué)結(jié)束后，教師將給出綜合性更強(qiáng)的案例，并作為課程考核的一部分。

所謂案例演練，選取某個具體制品(由幾個高分子材料部件組成)，請根據(jù)各部件的使用環(huán)境要求，選擇材料類型并設(shè)計具體的制品配方，為各個部件選擇加工工藝，并確定制造各部件的關(guān)鍵工藝參數(shù)，最后將其組合成一個完整制品。整個過程沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，只有最優(yōu)方案。案例演練的實施模式為:

(1)選題

學(xué)生分組，每組在案例分析題庫中抽選一個作為該組的設(shè)計內(nèi)容，也允許根據(jù)要求自命題目。

(2)完成設(shè)計

小組成員分工合作，根據(jù)要求完成設(shè)計。

(3)答辯及提問

每組選派一名代表在規(guī)定時間內(nèi)匯報設(shè)計內(nèi)容，提問并現(xiàn)場回答。

案例演練能夠讓學(xué)生對各種高分子材料加工工藝的認(rèn)知更加深入，并融會貫通，形成高分子材料制品設(shè)計、生產(chǎn)和研究的科學(xué)思維，并養(yǎng)成“主動”探尋并“主動”獲取相關(guān)知識、綜合利用專業(yè)書籍、網(wǎng)絡(luò)、圖書館以及書店等多種途徑獲取知識的習(xí)慣，從中篩選出自己所需要的信息和知識，做知識的主人。

四、結(jié)論

本文結(jié)合《高分子材料加工工藝》課程的特點，提出了案例教學(xué)的模式，可以較好地解決教材穩(wěn)定與教學(xué)內(nèi)容不斷更新、基本原理穩(wěn)定與高分子材料制品及加工工藝不斷發(fā)展之間的矛盾，能較好地適應(yīng)工科領(lǐng)域日新月異的局面。

自實施案例教學(xué)以來，學(xué)生普遍反映:案例教學(xué)法所選取的典型案例和實際緊密結(jié)合，有助于他們對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入的理解和掌握、尤其是融會貫通的能力得到大大提高。案例教學(xué)在工科專業(yè)課程中的應(yīng)用實例太少，具體實施模式還不成熟，而且對教師自身提出了更加嚴(yán)格的要求，需要教師在教學(xué)中積極更新自身知識結(jié)構(gòu)，多總結(jié)多交流，不斷提升我國工科專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

[1]李得偉，張超，李海鷹.大學(xué)工科專業(yè)課程實施研究型教學(xué)的探討[J].高等教育研究，2009，(9):74-75.

[2]鄭金洲.案例教學(xué)指南[M].上海:華東師范大學(xué)出版社，2000.7.

[3]劉剛.哈佛商學(xué)院案例教學(xué)作用機(jī)制及其啟示[J].中國高教研究，2008，(5).

[4]朱迪恩#8226;舒爾曼.教師教育中的案例教學(xué)法[M].上海:華東師范大學(xué)出版社，2007.7.

[5]楊東潔.塑料制品成型工藝[M].北京:中國紡織出版社，2007.3.

[6]鄔國銘.高分子材料加工工藝學(xué)[M].北京:中國紡織出版社，2000.7.

項目名稱:浙江理工大學(xué)教改項目(浙理工教[2008]53號)。