應用案例教學法提高工科大學生工程素質的探討*

張永華

(云南農業大學 工程技術學院，云南 昆明 650201)

一、高等院校工程教育必須重視大學生工程素質的培養

(一)高等院校工程教育的培養目標

高等院校工程教育的基本任務是使學生接受系統的理工學科的理論知識、基本技能的學習和訓練，使其在完成學業時，初步具備成為工程師的基本素質和條件[1]。“大工程觀”的倡導者美國麻省理工學院院長莫西斯明確指出，高等院校工程教育培養的是具有良好素質的工程師，而非博士生源。院校工程教育是我國高等工程教育的基礎部分，是培養和造就合格工程師的至關重要的環節，在工程教育中具有舉足輕重的地位。

高等教育人才的質量素質包含知識、能力和品德三個方面[2-3]。知識教育大體上有三方面的要求：一是理論體系的完整性，二是實際需要的現實性，三是科學技術發展的動態性；能力內容甚廣，能力對于創新來說非常關鍵，歸納起來包括思維能力、技藝能力、溝通能力和學習能力四個方面；品德應包括個人修養、基本道德、社會公德和職業道德等方面[2-3]。

工程是應用科學理論和技術手段創造新事物的活動[4]。工程教育具有實踐性、綜合性、經濟性和創新性的特性[3]。因此，院校工程教育培養的人才除具備一般高等教育人才的素質之外需要更加突出工程素質的培養。工程素質既包含技術性素質，即工程師完成設計、制造、運行、施工、研究開發和管理工作所需的專業知識和專業能力；還包含非技術性素質，也即工程師在知識經濟時代應該具有的工程師意識和職業遷移能力、工程實踐能力和與他人溝通合作的能力[5]。一般來講，工程素質主要包含以下內容：廣博的工程知識、良好的思維方法、工程實踐操作能力、耐心細致扎實的工作作風、工程創新意識和創新能力[6]。

美國從20世紀30年代《威肯頓報告》到21世紀美國“2020工程師”研究計劃，始終沒有停止對工程教育研究，一直保持其工程教育走在世界前列。持續80年的屢次重大改革的基本思想都是要求改變美國的工程教育，使學生具備良好的工程素質。這些改革使美國在高等工程教育發展方面取得了令人矚目的成績，培養出了大批具有國際競爭力的工程技術人才。

(二)我國高等工程院校教育大學生工程素質培養現狀

截止到2010年，我國開設工科專業的本科高校有 1 003 所，占本科高校總數的90%；高等工程教育的本科在校生達到371萬人[7]。我國高等工程教育規模很大，但培養質量，尤其是學生的工程素質一直存在問題。世界經濟論壇(WEF)(World Economic Forum),亦稱“達沃斯論壇”發布的年度《全球競爭力報告》( GCR)(Global Competitiveness Report) 2008～2009中顯示，在參與排名的134個國家或經濟體中我國“高等教育與培訓”競爭力位列第64，“科學家和工程師的可獲得性”排在第52位，均落后于中國整體競爭力(30位)。

從新世紀我國高等工程人才需求調查的結果來看[8]，社會對未來工程人才的需求和企業對工科畢業生的評價在工程素質方面的矛盾最為顯著。一方面是社會對未來高等工程人才的知識、能力和道德素質特別是專業知識、實踐經驗、分析和解決問題的能力和終身學習能力期望較高；另一方面，企業對當前工科畢業生的工程素質滿意率普遍較低，其中對工科畢業生實踐經驗的滿意率差距最大。

(三)我國高等工程院校教育工程素質培養存在的主要問題

1.工程教育的“工程性”明顯不足

長久以來，院校工程教育明顯存在“工程性”不足的缺陷，基本上是科學導向，模式單一，工程教育的工科特色不明顯[4]。教學內容劃分過細，求全、求深；各門課程過分強調各自的系統性、完整性，不同學科的交叉和滲透欠缺；教學安排偏重于科學基礎，削弱了工程素質的培養。未能真正按照“面向工程”的要求規劃教學活動。其結果就是畢業生工程素質較低，無法較好地滿足社會需求。

2.忽視了課程教學在工程素質培養中的作用

高等院校工程教育包含了課程、實驗、工程實訓、畢業設計等環節。工程素質的培養是貫穿于全部教學活動之中的。因此加強工程素質培養不應當狹義地理解為增加實驗、工程實訓等實踐教學學時，必須從院校工程教育的每個環節入手，改革人才培養模式、工程實訓內容和方法、課程體系、課程內容和教學方法等，要將工程素質的培養作為工程教育的核心任務和目標溶進每個教學環節之中。由于課程教育處于高等教育的核心地位，因此以提高學生的工程素質為目標，改革課程教學勢在必行。

二、工科課程應用案例教學法培養大學生工程素質探討

(一)案例教學法概述

“案例教學法”是指教學者使用案例，以團隊和小組討論、角色扮演與撰寫案例等方式來增進成員間的交流，引發學習者思考，并給予成員真實狀況學習的一種教學方法。聯合國教科文組織曾對課堂講授、案例研究、研討會等九種教學方法進行研究，分別在知識傳授、分析力培養、態度轉變、提高人際技巧、接受度和知識保留力等六個方面對各國專家做了廣泛調查，結果發現案例研究的教學方法綜合效果名列第一。案例教學法在管理學、醫學、法學等教育領域已經得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果。

(二)工科課程應用案例教學法培養大學生工程素質的優越性

1.以研究“問題”為中心，有利于培養學的工程實踐能力和創新能力

案例教學法以研究“問題”為中心，以學生掌握分析、解決問題的方法為主要目標，引導學生針對某一具體問題，學習、研究如何綜合地運用所學的理論知識和經驗去分析和解決問題，有利于培養學生良好的思維方法和發現問題、分析問題和解決問題的工程實踐能力。作為案例的工程問題通常可能有完全不同的合理解決方案，沒有統一的標準答案，因此案例教學法有利于培養學生的工程創新能力。

2.應用真實的工程案例教學，有利于培養學生的工程意識

案例教學法強調案例的真實性。由于工程實踐性、綜合性、經濟性和創新性的特性，工程實際問題作為教學案例具有天然的優勢。采用工程實例進行案例教學將學生置身于真實的工程環境之中，有利于培養學生的工程意識和嚴謹細致的工作作風。通過小組討論、課堂集體討論環節的學習，有利于培養學生的溝通能力和團隊協作的意識。

3.突出了學生的主體地位，激發學生學習的主動性

案例教學是參與式、體驗式的教學方法。案例教學法以學生為主體，通過學生自主地閱讀、了解、思考案例，自主地討論、交流、研究案例，從而使他們獲得認識、分析、解決問題的思路、方法與能力[9]。大學生擁有較強的自學能力和理解能力，教學中適時采取學生自學為主、教師課堂提問檢查的方式容易激發學生的學習興趣和主動性，起到事半功倍的作用。

4.易化了學習內容

案例教學在引導學生解決問題時，更多地立足于具體的樣例而不是抽象的理論，提供了一種有效的問題解決式的創造性學習形式。把對抽象知識適應性地用于具體現象的教學要求轉化為具體案例的形式，易化了學習內容。合理有效的案例教學與理論教學有機結合可以最大限度地減輕學生的認知負荷，提高學習效率。

(三)工科課程案例教學的實施

1.案例的選擇

案例選擇是否恰當關系到整個案例教學的成敗。工科課程案例教學選擇的案例必須是真實的工程案例，要與教學目標、內容相吻合。選擇的案例還必須具有一定的代表性，案例必須是典型的、學生相對熟悉的工程實例。具有針對性和代表性的案例容易使學生產生認同感，激發學生的學習興趣、學習主動性和積極性。最后還應該考慮案例的難易程度，處理好與理論教學之間的關系，太難的、信息量太大的案例短時間內難以深入分析和討論，影響教學效果。

2.案例教學的組織和實施

案例教學在組織和實施過程中需要認真把握好案例的準備(引入)、分組討論、課堂集體討論分析和總結幾個重要環節[10]。

案例的準備要早。在理論教學開始之前就應當將案例的要求通知學生，讓學生有充足的時間來了解案例的內容和要求。同時，學生帶著問題(案例中的問題)來進行理論學習，目的性更強，學習更積極主動。

分組討論要深入。小組討論是案例教學的重要環節，同學之間相互交流、相互啟發、相互補充，使分析的內容不斷深入，從而提出更優的、更完善的解決方案[10]。一般以5～10位同學為一組進行討論，對每個同學完成的設計結果進行分析，爭取達成共識，形成小組設計方案。小組討論中，由小組長負責組織討論，教師要參與其中起到監督和指導的作用。討論針對具體的設計問題展開，要求每位同學發表個人的意見，形成小組設計方案后，推舉1～2名同學參加課堂集體討論。

課堂集體討論要抓好重點和難點。工程設計沒有標準的答案，但存在設計方案合理和不夠合理的區別。教師需要事先了解每個小組設計的差異，在小組代表介紹本組設計方案后引導同學重點分析、討論各個設計方案不同的部分，設計結果存在差異的部分往往是教學的難點，需要深入討論。

總結要完善。好的總結能提升案例教學的效果。總結分為教師概括總結和同學個人設計總結，教師對小組設計方案進行分析和評價，每個學生要根據小組和課堂集體討論的結果修改、完善個人的設計方案，以作業的形式提交。

3.案例教學中需要注意的問題

由于本科生基礎理論、基礎知識和基本技能與研究生相比相對不足，案例教學法在課程教學中應用時應注意選取恰當的組織方式，以穿插式和討論式為宜，所選案例應與講授的理論緊密聯系，案例不宜過于復雜。同時還應注意處理好案例教學和授課教學的關系，授課教學的優勢在于可以為案例教學提供必需的基礎知識和理論，案例教學的優勢在于彌補傳統授課重理論輕務實、重傳授輕參與的不足。案例教學花費的時間較長，每個分案例通常需要1～2個學時。課堂理論教學的內容和方式都必須進行相應調整，課堂教學抓重點和難點采用多媒體教學方式以增加單位授課時間內容納的信息量，相對簡單的內容安排學生自學。案例教學有別于課堂理論教學，必須突出學生的主體地位。以學生為主，教師為輔，鼓勵和引導學生，激發學生的主動性、讓學生積極思考、積極參與討論。

三、結論

按照工程教育實踐性、綜合性、經濟性和創新性的特性，改革我國高等工程教育，使工程教育真正“回歸工程”，著力提高工科畢業生的工程素質是新世紀我國高等工程教育肩負的歷史使命。工程素質的培養貫穿于工程教育的全部教學活動之中，由于課程教育處于高等教育的核心地位，因此以提高學生的工程素質為目標，改革課程教學勢在必行。案例教學法強調務實，突出學生在教學中的主體地位，注重引導學生主動參與教學活動。與授課教學相比較，案例教學法應用于工科課程教學有利于培養學生的工程實踐能力和創新能力、培養學生的工程意識、激發學生學習的主動性，提高學習的效率，是培養學生工程素質的良好途徑。

[參考文獻]

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