合作式案例教學(xué)法在風(fēng)電人才培養(yǎng)中的應(yīng)用

（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300130）

（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300130）

合作式案例教學(xué)法是以提高學(xué)生分析與解決問題的能力為導(dǎo)向，提升學(xué)生與教師交流的一種雙向互動教學(xué)方法。風(fēng)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及風(fēng)電核心技術(shù)的突破，急需大量開拓創(chuàng)新型風(fēng)電人才。本文以風(fēng)能與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)課程《風(fēng)力發(fā)電原理》中的實(shí)踐為基礎(chǔ)，闡述了合作式案例教學(xué)法的實(shí)施流程，評估了合作式案例教學(xué)法的效果。

合作式案例教學(xué)法；案例教學(xué)法；風(fēng)電人才培養(yǎng)

0 引言

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，對于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)教學(xué)活動、提高教學(xué)效果有重要作用。合作式案例教學(xué)法是結(jié)合了合作式學(xué)習(xí)和案例教學(xué)法兩種教學(xué)方法的特點(diǎn)，形成的以案例為基礎(chǔ)，以團(tuán)隊(duì)合作、師生合作為宗旨的教學(xué)方法。合作式學(xué)習(xí)（Cooperative Learning）強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)學(xué)生之間的相互交流，在教學(xué)活動中鼓勵(lì)全體學(xué)生共同進(jìn)行學(xué)習(xí)，以達(dá)到全體學(xué)生共同發(fā)展、師生教學(xué)相長的目的。而案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法(case-based teaching)，案例可以成為教學(xué)中互動的情境。

近年來，我國大力提倡發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會也多次召開了“中國風(fēng)能教育專題研討會”，以探討我國風(fēng)電人才的教育問題。2010年2月，教育部啟動“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)”申報(bào)和審批工作，把風(fēng)能本科人才的培養(yǎng)提到戰(zhàn)略性高度。也由于風(fēng)電專業(yè)涉及到機(jī)械、力學(xué)、電氣與控制、電力系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場投資運(yùn)營等諸多專業(yè)領(lǐng)域知識，在教學(xué)中要將多學(xué)科的理論基礎(chǔ)圍繞風(fēng)能發(fā)電工程的集成應(yīng)用，同時(shí)需要系統(tǒng)的理論知識和工程經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，因此，教學(xué)難度加大。本文借鑒相關(guān)專業(yè)應(yīng)用案例教學(xué)法和合作式教學(xué)方法的經(jīng)驗(yàn)，探索合作式教學(xué)在《風(fēng)力發(fā)電原理》課程中的應(yīng)用，總結(jié)了合作式案例教學(xué)法的實(shí)施步驟和效果評價(jià)等，以期為同類工科專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 合作式案例教學(xué)法

案例教學(xué)法起源于20世紀(jì)20年代的美國哈佛商學(xué)院，上世紀(jì)80年代開始受到師資培養(yǎng)的重視，美國卡內(nèi)基小組將其視為一種相當(dāng)有效的教學(xué)模式。我國國內(nèi)從上世紀(jì)90年代以后開始探討案例教學(xué)法。該教學(xué)法鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，引導(dǎo)學(xué)生注重知識也注重能力，重視師生的雙向交流。將合作式學(xué)習(xí)運(yùn)用在課堂教學(xué)的研究始于20世紀(jì)70年代初。當(dāng)時(shí)美國的約翰遜兄弟等[1-2]人在明尼蘇達(dá)大學(xué)開始采用合作式學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)，并創(chuàng)立了合作學(xué)習(xí)中心，進(jìn)行合作式學(xué)習(xí)的相關(guān)研究。后來，合作式學(xué)習(xí)在教育領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，從幼兒園到大學(xué)都有人對合作式學(xué)習(xí)的影響進(jìn)行了研究。到20世紀(jì)80年代，合作式學(xué)習(xí)的概念開始被引入我國，90年代出現(xiàn)合作式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐[3]。目前，介紹合作式學(xué)習(xí)理論的文獻(xiàn)較多，直接談到合作式學(xué)習(xí)實(shí)踐的較少。

合作式案例教學(xué)法的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):第一，鼓勵(lì)學(xué)生交流與合作，以提高學(xué)生分析、解決問題的能力為目的；第二，要求教師從教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，精心設(shè)計(jì)或挑選案例；第三，學(xué)生以小組為單位，在課前對案例進(jìn)行討論、分析和研究，并查閱相關(guān)資料進(jìn)行必要補(bǔ)充；第四，在課上以學(xué)生討論為主，教師啟發(fā)誘導(dǎo)為輔；第五，為強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的意識，學(xué)生成績以小組為單位進(jìn)行評價(jià)。

2 合作式案例教學(xué)法在風(fēng)電人才培養(yǎng)中的實(shí)施

《風(fēng)力發(fā)電原理》課程是風(fēng)能與動力工程專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課。學(xué)生通過對該課程的學(xué)習(xí)，可以了解國內(nèi)外風(fēng)電的發(fā)展趨勢，掌握風(fēng)電的基本原理、風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性，并了解風(fēng)能資源的基本情況及評估方法，為學(xué)習(xí)后繼課程以及從事本專業(yè)工程技術(shù)工作提供必要的理論基礎(chǔ)[4]。

在授課過程中，合作式案例教學(xué)法的實(shí)施可以分為以下四個(gè)階段：

2.1 學(xué)生團(tuán)隊(duì)的組建

教師要了解學(xué)生的基本情況，根據(jù)他們的性格特點(diǎn)、學(xué)習(xí)動機(jī)、興趣等進(jìn)行評估，以3人至4人的規(guī)模組建學(xué)生團(tuán)隊(duì)，注意團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的優(yōu)勢互補(bǔ)，并由小組成員選出一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)成員間的關(guān)系，任務(wù)分配。

2.2 案例的選取

在教學(xué)過程中，案例的選取一般選擇具有“模塊組合”性質(zhì)的內(nèi)容。如風(fēng)電機(jī)組包括葉輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變流器、主控系統(tǒng)等；離網(wǎng)型系統(tǒng)包括風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)、風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)、儲能、分布式發(fā)電等；風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)用到的現(xiàn)場總線包括CAN總線、Profibus總線、EtherCAT、RS-485總線等；國內(nèi)外主要整機(jī)廠主流機(jī)型的展示等。對于理論性較強(qiáng)的環(huán)節(jié)，不建議采用案例教學(xué)法，如貝茲極限、空氣動力學(xué)等[5-6]。

根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排，教師一般會提前兩周布置相關(guān)案例，進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容簡介，使同學(xué)們盡快地進(jìn)入案例情境之中，從而充分感知案例。如在離網(wǎng)型系統(tǒng)的教學(xué)安排中，班內(nèi)七個(gè)團(tuán)隊(duì)分別承擔(dān)了風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)、風(fēng)光柴互補(bǔ)系統(tǒng)、儲能、建筑風(fēng)光一體化、頁巖氣、可燃冰和離網(wǎng)型系統(tǒng)的應(yīng)用等案例的搜集整理工作，內(nèi)容既包括了教材中的必選內(nèi)容，還涵蓋了國內(nèi)外新能源行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)問題。學(xué)生團(tuán)隊(duì)根據(jù)承擔(dān)的案例，課下進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，搜集整理文字、圖片和視頻資料，進(jìn)行小組討論，并制作演講PPT。

2.3 展示交流

展示交流是在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的全班所有學(xué)生積極參與的活動。教師隨機(jī)選取團(tuán)隊(duì)成員，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)成員的全員參與。被選中的同學(xué)對PPT進(jìn)行講解，并在講解結(jié)束后回答同學(xué)們的質(zhì)疑。同時(shí)，教師和其他團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人組成評議小組，對該團(tuán)隊(duì)的展示交流內(nèi)容評價(jià)打分，打分項(xiàng)目包括講解的內(nèi)容、PPT的制作、講解者對內(nèi)容掌握的熟練程度等方面。最后的分?jǐn)?shù)將作為團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員平時(shí)成績的一部分，計(jì)入期末成績總評。

展示交流環(huán)節(jié)尊重和肯定每個(gè)學(xué)生的個(gè)性及每個(gè)團(tuán)隊(duì)自主探究的成果，給學(xué)生展示自己的機(jī)會，從中獲取成功的體驗(yàn)，使個(gè)人的能力得到了鍛煉，激發(fā)和保持了進(jìn)取心和創(chuàng)新精神，并進(jìn)一步集思廣益，取長補(bǔ)短，共同發(fā)展。

2.4 總結(jié)評價(jià)

合作式案例教學(xué)法的最后一個(gè)階段是教師的總結(jié)評價(jià)。教師根據(jù)各個(gè)團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，評價(jià)以正面激勵(lì)為主，對積極發(fā)言的同學(xué)給以肯定；對有獨(dú)特見解的同學(xué)給予表揚(yáng)；對學(xué)生在講解中暴露出來的問題給予合理的評價(jià)，讓學(xué)生有豁然開朗的感覺，從中得到啟示，提高思維能力。

根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，在每一屆學(xué)生第一次的PPT講解中，PPT經(jīng)常出現(xiàn)的問題是頁面風(fēng)格、色調(diào)的多樣化，隨意性很強(qiáng)，有的還配以大量動畫或卡通人物，有疑似喧賓奪主之嫌。教師在點(diǎn)評環(huán)節(jié)指出存在的問題后，并向同學(xué)們展示規(guī)范的PPT，類似的問題在后續(xù)的教學(xué)過程中沒有出現(xiàn)過。

3 合作式案例教學(xué)法的效果評價(jià)

風(fēng)能與動力工程專業(yè)是新專業(yè)，招生人數(shù)少，單班授課，教師可以充分了解每個(gè)學(xué)生的情況，便于因材施教。在近三年的應(yīng)用探索中，合作式案例教學(xué)法在《風(fēng)力發(fā)電原理》等相關(guān)課程教學(xué)改革中發(fā)揮了積極作用，當(dāng)然，這種模式也存在一些不足。

3.1 對合作式案例教學(xué)法的積極評價(jià)

合作式案例教學(xué)法為學(xué)生探索新知提供了機(jī)會。教與學(xué)的過程，學(xué)生是主體，應(yīng)該以學(xué)生為中心，教師的是學(xué)生的組織者、引導(dǎo)者、合作者。在教學(xué)過程中，合作式案例教學(xué)法為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會去探索新的知識，運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，讓他們在實(shí)踐活動中自由獲取知識。

合作式案例教學(xué)法為學(xué)生提供了合作交流的空間。清末的改革先驅(qū)者康有為曾經(jīng)說過：成人才在學(xué)術(shù)，講學(xué)術(shù)在合群。合作交流是老師和學(xué)生之間的交流，但更主要的應(yīng)該是學(xué)生之間的合作。合作式案例教學(xué)法為學(xué)生充分合作和競爭搭建了平臺，努力營造出全體同學(xué)共同參與的生動活潑的課堂氛圍，這樣才能碰撞出思想的火花。

3.2 對合作式案例教學(xué)法的反思

合作式案例教學(xué)法要處理好教與學(xué)的關(guān)系，該教學(xué)法避免了以教師為中心的填鴨式教學(xué)的缺陷，但同時(shí)對學(xué)生提出了更高的要求，需要學(xué)生積極配合，否則難以取得良好的效果。同時(shí)也要反對一味的以學(xué)生為主體，而忽略教師的主導(dǎo)作用。合作式案例教學(xué)法對教師的教學(xué)活動和個(gè)人能力提出了更高的要求。在案例的選取、團(tuán)隊(duì)的建立、案例的展示交流和總結(jié)評價(jià)中是引導(dǎo)者、組織者和合作者，在與學(xué)生的交流中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

4 結(jié)論

風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展日新月異，風(fēng)電人才的培養(yǎng)，不僅要注重知識的傳授，更重要的是能力的提升和鍛煉。單班授課更有利于合作式案例教學(xué)法的實(shí)施。合作式案例教學(xué)法遵循教與學(xué)的客觀規(guī)律，避免了傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方式，采用以案例為主線，以團(tuán)隊(duì)合作為基礎(chǔ)的知識探索方式，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。案例交流氛圍熱烈和諧，成績評定方式客觀公正，在交流中實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。同樣，合作式案例教學(xué)法對于其他專業(yè)和課程具有一定的參考和借鑒意義。

[1] 馮張美．團(tuán)隊(duì)式案例教學(xué)法模式在優(yōu)化本科教學(xué)中的應(yīng)用[J]．浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)，Vol.9,No.5，2009:103-107.

[2] 大衛(wèi)·約翰遜,羅格·T·約翰遜,卡爾·A·史密斯(美).合作性學(xué)習(xí)的原理與技巧[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004．

[3] 陳勇,張昌華,劉群英．“現(xiàn)場總線技術(shù)”課程研究型教學(xué)方案的探討[J].中國電力教育，2009年七月下，vol.141.85-87．

[4]何建軍，陳薦．風(fēng)電人才需求與人才培養(yǎng)模式的研究[J].中國電力教育,No.31, 2010:31-33．

[5]曹長德.合作式案例教學(xué)法的形成及功能[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版）,Vol.27,No.3,2008:63-68．

[6]裴娣娜.合作學(xué)習(xí)的教學(xué)策略－發(fā)展性教學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究報(bào)告之二[J].學(xué)科教育,2000(2):1-6．

合作式案例教學(xué)法在風(fēng)電人才培養(yǎng)中的應(yīng)用*

岳大為，王華君，張家安，李潔

The Application of Cooperative Case-based Teaching in Wind Power Talent Education

Yue Dawei, Wang Huajun, Zhang Jiaan , Li Jie
（Hebei University of Technology, School of Control Science and Engineering, Tianjin 300130, China）

Cooperative case-based teaching is a bilateral interactive teaching method aiming at enhancing students’ competencies in analyzing and solving problems, which can improve interaction between teachers and students. Large amounts of innovative talents in wind power are urgently needed since the sustainable development of wind power industry as well as the breakthrough of the core technology in wind power field. Based on the practice of a specialized course，principle of wind power generation, for wind energy and power engineering, the paper introduces the implementation process of cooperative case-based teaching and gives evaluation of the method.

cooperative case-based teaching; case-based method; wind power talent education

TM614

A

1674-9219（2013）06-0050-03

*本文得到河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于校企合作的風(fēng)電人才培養(yǎng)模式改革研究”（項(xiàng)目編號：2012GJJG045）和河北工業(yè)大學(xué)教研項(xiàng)目“風(fēng)能與動力工程本科人才知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)模式研究”支持。

2013-04-09。

岳大為（1978-），男，博士，講師，主要從事風(fēng)力發(fā)電研究與教學(xué)工作。

王華君（1957-），男，本科，教授，主要從事風(fēng)力發(fā)電研究與教學(xué)工作。