以需求為導向的案例實驗教學方法探討

段輝平　宋洪海　王慧　王嘉宜　胡成宇

摘 要 翔實生動的案例是案例教學的靈魂，選擇具有吸引力的案例是成功實施案例教學的關鍵。基于學生的興趣和課題研究方向，探討以學生需求為導向的案例采集方法，研究案例的形成和教學實施過程。結果表明，運用這種以需求為導向的案例實驗教學方法，可以極大提高學生的學習興趣和熱情，改善教學效果。

關鍵詞 案例教學；實驗；PPT；透射電子顯微分析

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）20-0128-03

Investigation on Demand-oriented and Case-based Experiment Teaching//DUAN Huiping， SONG Honghai， WANG Hui， WANG Jiayi， HU Chengyu

Abstract Detailed and vivid cases are the soul of the case-based tea-ching. Choosing attractive cases is the key step to perform the case-based teaching successfully. Based on the interest and research areas of the students， a method to prepare the cases orientating on the student demand had been discussed. Moreover， the corresponding formation process of the cases and teaching process had also been investigated. Results showed that the demand-oriented and case-based experiment teaching method can not only increase the learning

interest and passion of the students obviously， but also improve the teaching effectiveness.

Key words case teaching； experiment； PPT； transmitted electronic micro-analysis

1 前言

案例教學法起源于20世紀20年代，是由美國哈佛商學院所倡導而采取的一種獨特教學方法。由于這些案例來源于商業管理的真實情境或事件，有助于培養和發展學生主動參與課堂討論的積極性。20世紀80年代，這種案例教學法受到師資培育領域的重視。

20世紀90年代，我國開始探究案例教學法，該方法得到國內教育界的廣泛重視[1-3]。案例教學有諸多優點，如能夠實現教學相長，能夠調動學員學習主動性，課程生動具體、直觀易學，能夠集思廣益等。因此，國內教學管理部門也在動用各種手段積極推行案例教學。但遺憾的是推行效果并不理想，應用該方法進行教學的比例仍然很低。根據文獻統計，到目前為止，該方法在國內涉及的教學領域基本局限在醫學[4-7]、經濟管理[8]、教師培訓[9]和一些工科類型的課程[10-12]。

推廣遇到困境的原因有主觀原因和客觀原因，其中主觀原因指的是任課教師的積極性問題，而客觀原因指的是缺乏與課程內容相對應的案例庫。主觀原因不是問題的主要矛盾，這可通過教學監管部門制定鼓勵和行政措施加以解決；真正制約推廣的根本原因在于客觀原因，缺乏翔實的案例庫是眾多國內課程需要面對的嚴重問題。

隨著我國教育水平的發展和提高，對研究生科研素質和研究水平的要求越來越高，具體體現為研究生發表論文的層次要求越來越高。因此，在有限的學制內，如何縮短課程教學時間，以及如何把課堂內容與研究生研究方向高度融合，就顯得越來越重要。

本文以碩士研究生的透射電子顯微分析實驗課為載體，探討實驗課程案例教學的方法、途徑和作用，研究與研究生課題內容高度相關的實驗教學新方法，探索以學生需求為導向的案例采集方法及其對教學效果的影響，豐富案例教學的方法和途徑。

2 方法探討

案例選擇 案例教學的核心在于選擇翔實、生動的案例，因此，本小節著重探討本實驗課程的案例選擇方法。本研究摒棄傳統教學方法固有的實驗內容，要求研究生根據自己掌握的相關理論和專業基礎知識，結合導師給定的課題研究方向或自己感興趣的問題，提出實驗需求，形成以需求為導向的案例；通過學生和實驗指導教師的協商、討論，形成以需求為導向的案例實驗教學方案。具體做法如下。

考慮到實驗設備的運行情況和該實驗課程的特點，把選修學生數量限制在25人，根據學生今后要進行的課題研究方向，把研究方向相近的學生分為一組，每組五人，共五組。

在開課之前，提前一個月下發案例征求方案，讓每一組學生充分討論，根據研究方向確定共同關心的問題，即案例內容；每組確定2～3個具體的案例。表1列出五組學生課題研究的共性問題及通過討論后挑選出來的案例。

學生在實驗指導教師的協助下，確定初選案例的解決方案，即把學生選擇的初選案例落實為一個或幾個具體的實驗，形成最終的實驗案例。由于選修透射電子顯微分析實驗課的學生為一年級研究生，根據材料學科的培養方案，他們已經修完現代材料測試方法和電子顯微分析等課程，具備較扎實的理論水平，這為案例教學的開展打下良好的理論基礎。表2列出每一個小組的最終案例，已經具體落實到某一種材料和某一種分析方法。

教學過程 實驗案例來源于學生課題組，學生對試樣的背景知識、實驗目標有著非常清晰的認識，因此可以結合設備的特點和功能，指導學生針對實驗目標形成實驗方案，確定具體的實驗步驟。

經過多輪互動，學生對實驗過程和目標已經了然于胸。在具體實驗過程中，指導教師只需培訓學生的設備操作方法和技巧，提升學生的設備操作能力，學生即可自行按設定的實驗步驟完成實驗教學環節。由于本文重點在于討論案例實驗教學的方式、方法，因此，對具體的實驗過程不再贅述。

與傳統實驗教學方法類似，在獲得實驗數據后，學生需要撰寫實驗報告。由于學生分組實驗，每組獲得的實驗結果可以共享，因此為避免學生實驗報告雷同，要求每一組學生只撰寫一份實驗報告即可。但這帶來一個問題：如何考核每一個學生對知識點的掌握程度？這就涉及課程考核的內容和方式。

課程考核 課程考核采用公開答辯的方式進行。每組學生共同準備一個展示的PPT，要求涵蓋本組的所有實驗內容、分析方法、實驗結果和結論。答辯現場找出實驗報告和PPT的主撰寫人，然后從該組中隨機抽取除主撰寫人以外的任一學生上臺答辯展示。在答辯過程中，任何學生均可以對展示內容進行提問。可見通過公開答辯，學生不僅可以掌握所在組的實驗方法，還可以學習其他組的實驗技術，達到拓展學生知識點、促進學生互相學習的目的。

實驗課程的考核成績采用學生互評的方式進行。每一組均給包括自己組在內的五組同學打分，取平均值作為該組的最后成績。

3 教學效果

以需求為導向的案例實驗教學所采用的案例直接來源于研究生即將從事的研究課題或研究方向，可使研究生提前介入課題研究，相對延長了學生從事科學研究的時間；同時，以需求為導向的案例實驗教學所具有的針對性實驗訓練，可使學生精準掌握課題所需的分析方法，提高學生從事科學研究的效率。

隨機抽取答辯人進行公開答辯，這就要求每一個學生必須熟練掌握本組的實驗內容以及實驗結果的分析過程和分析方法，強化學生的自主學習能力和理論聯系實踐的分析能力。

案例來源于學生的課題，具有極強的針對性，提高了學生學習的主動性和積極性。從表2可以看出，最終的實驗案例歸結起來只有五項內容，即形貌分析、衍射分析、高分辨圖像分析、能譜分析和明暗場分析。這些都是透射電子顯微鏡基本的分析手段和方法，傳統的實驗教學也包括這些內容。本文采取的教學方法與傳統教學方法相比，唯一不同的是試樣來源于學生具體的研究方向，就這一點微小改變卻對課程教學效果產生極大的影響。表3列出學生對本課程傳統教學和案例教學的網絡評價結果（數據來源于學校研究生院教務網）。可以看出，雖然在五個評價指標中，兩種教學方法每一項的優良率都是100%，但從得優率來看，案例教學法每一項評價指標的得分都要遠遠高于傳統教學法。這說明學生對課程的滿意度顯著提高。

4 問題與思考

目前，案例教學法采用的案例都來自于已發生或已成既定事實的真實情境或事件。通過對這些已成事實的事件進行分析和討論，得出一些重要結論，在日后遇到類似問題時，可快速決策并采取正確的應對措施或實驗方案。前面已經提到，案例的選擇是案例教學能否取得成功的關鍵。如果采用的案例不能成功吸引學生的注意力，不能提高學生的學習興趣，那么必將導致教學效果事倍功半。因此，根據授課對象的興趣點，實時更新案例庫中的案例尤為重要。

從廣義上來說，本課程的傳統教學方法也是案例教學。原實驗教學統一采用高溫合金試樣，培訓學生的透射電子顯微分析技能，包括形貌分析、衍射分析、高分辨圖像分析和能譜分析，實驗名稱為“Ni基高溫合金的透射電子顯微分析”。可以換一種表述方法，即“透射電子顯微分析——以Ni基高溫合金的顯微結構為例”。這就是一種典型的案例教學方式，只不過案例是固定的，沒有與學生的需求掛鉤！

同樣道理，表2中所示的案例也可分別修改為“透射電子顯微分析——以ODS合金的顯微結構為例”“透射電子顯微分析——以Ti-Zr-Nb合金的顯微結構為例”“透射電子顯微分析——以Al-Zn-Mg-Cu合金的顯微結構為例”“透射電子顯微分析——以MoS2二維納米材料的顯微結構為例”“透射電子顯微分析——以3D打印高Co-Ni合金的顯微結構為例”。可見，相比于傳統教學方法，本案例教學中沒有采用固定的案例，而是根據學生的課題需求選擇學生感興趣的案例來進行教學，從而使教學效果得到明顯改善。可見能否選擇恰當的案例是案例教學能否成功的關鍵！

5 結語

本文研究了案例的選取方法對案例教學效果的影響。通過對比可以發現，以學生需求為導向的案例教學可以極大地提高學生的學習主動性和積極性，通過組織合適的教學活動，可改善案例實驗教學的效果。教師必須站在學生的角度去思考，以學生的需求為選擇案例的出發點，選擇學生感興趣的案例，取得理想的教學效果。

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