工程案例在本科教學中的應用分析

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(重慶理工大學化學化工學院，重慶 400054)

目前，我國高等教育促進工程教育改革的呼聲日益高漲，要求工程教育回歸工程，強調多學科的綜合與集成已成為大趨勢[1-2]。

在此要求下，希望工程專業的教育能夠為建設創新型國家服務，因此處理好學科交叉與學科綜合的教學問題，全面提高工科學生，特別是本科生的工程素養和創新能力具有重要意義[3-5]。同時，學生的基本工程素質是工程教育的基礎，更是當代社會從事高級專業技術工作所必須的基礎。

案例分析教學法源自1820年，這種教學模式被著名的美國哈佛商學院廣泛應用。案例教學與一般是依據具體的教學知識點，在教師的引導下，運用應用典型案例，通過引導、探索、溝通、整合等多種手段去學習和分析，讓學生在實踐中獲得分析問題及解決問題所需之綜合性知識和技能[6-7]。

1 本科工程教學的現狀

對于工科學生而言，實踐是創造性應用和發展理論的過程，是綜合能力形成的過程，而大學本科四年更是參與工程實踐、形成工程思維、獲得工程經驗的重要時機。對比時代的要求，我國本科工程教學還存在諸多的不足，影響了人才質量和國際競爭力。

1.1 本科工程教育實踐教學目標有待更新

目前，國內很多高校實踐教學的目標不能適應時代的發展需求。實踐教學中仍以驗證理論知識為主，而對學生的責任感、創新能力以及團隊精神的培養不夠，實踐教學對學生的素質要求需要進一步提高。另外，實踐教學的督導環節約束不夠，對實踐教學的評價僅僅流于形式，對實踐能力培養的考核機制需要提高。

1.2 本科工程教育實踐教學體系不夠完善。

現有的工程教學體系依然存在偏重理論知識學習、淡化綜合能力培養的現象。以實踐教學所占比例為例，在美國大學的課程體系中，實踐教學比例均在30%以上，而我國大學這一比例都在20%左右，相差較大。以機械類專業為例，斯坦福大學總學分為189，其中實踐學分為68，占總學分比例為36%；伊利諾伊大學總學分為132，實踐學分為45，占總學分比例為34%[5]。

1.3 本科工程教育實踐教學方法不合適

工程教育與其他課程的教育有所不同，尤其應突出學生的中心作用，教師在整個教學活動中起到引導作用即可。以產品開發為例，當以學生為教學活動的中心時，充分發揮學生的主動性和能動性，從最初的產品構思出發，經歷產品設計，產品搭建以及最終的產品成型。通過不同階段的實踐，讓學生獲得應用工程科學技術知識設計產品的能力和制作產品的能力。

1.4 本科工程教育實踐教學環境條件不能滿足要求

我國很多高校的校內實踐或者實習場所，存在實驗設備陳舊老化的現象，甚至很多設備不能正常運作，僅供演示；另外，實驗設備臺套數不足，很多學生不能親自操作，根本達不到預期的實驗教學的目的。

同樣，校外生產實踐活動的效果也與預期目標存在較大差異。在校外生產實習活動中，學校往往找不到合適的實習企業；而很多企業鑒于生產安全，生產成本等原因，對參與實踐的學生要求也僅僅局限于理論學習和現場觀摩，不能夠實際操作。在這種情況下，校外實踐過程往往演變為參觀，完全達不到生產實習的教學目標；對于部分條件差些的學校則只給學生布置實習任務，讓學生自己解決，讓學生創造條件自己實習，其實際效果更無法考核。

2 工程案例教學的作用

案例教學法是運用案例進行教學的方法，具有啟發性、堯互動性和民主性的特點，是基于傳統教學方法改進的一種應用型教學方法。在工程背景的本科教學中采用工程案例教學，對于提高教育質量，提高學生的工程素質具有顯著作用。

2.1 工程案例教學是實踐教學的重要組成部分

工程案例是案例教學法的基礎，沒有好的案例材料，教育效果就無從談起。教學案例一般來源于本課程所服務的生產領域，本學科涉及的科研項目或應用項目，其中包含一個或多個疑難問題。因此，通過工程案例的介紹，可以提高學生對現階段理論知識學習的興趣，也可以將不同的學科的理論知識進行串聯，對于知識的融會貫通，以及如何運用已學知識解決實際問題提供方法和思路。另外，通過案例學習，可以了解本學科的前沿知識，對于擴展學生視野，提高學習積極性具有很好的幫助作用。

2.2 工程案例教學是擴寬實踐教學的重要途徑

對于大部分工程案例而言，內容上除了體現基本理論和原理的外，還應結合課程學科發展，使用一些較新且具有典型特性的案例。通過具體案例的講解，讓學生可以深刻的體會到不同項目的實施過程，小到單一設備的選型、采購、運行和維護；大到工程項目的勘測、設計、施工、調試、運行及管理，豐富學生的專業知識，是改善現有工程實踐教學的重要途徑和有效補充。

另外，通過精心準備案件材料，在案件中增加3D動畫、視頻等多媒體元素，可以對實踐教學可以進行有效補充。對于在實踐教學中不具備上機操作的機床、設備，通過觀摩相應的動畫及以往操作的案例，結合現場學習，提高學習的效果。

2.3 工程案例教學是教學方法改革的重要環節

當工程案例融入到講課后，教師在案例剖析中會不斷提出待處理問題，供學生思考分析，啟發學生積極思考，經過系列邏輯推導后最終獲得答案，有助于改變傳統教學過程中的教師單獨“唱主角”的特點，實現知識的傳授與能力培養有機結合；另外，教師提出問題后，組織課題教學秩序，讓學生各抒己見，在教學過程中教師與學生，學生與學生直接的討論、辯論，有利于教師與學生建立平等地位的課題關系。

3 小結

經濟發展和現代工程實踐對工程技術人才的培養和大學生的工程素質提出了新的要求，而目前的教學實踐在教學目標、教學體系、教學方法等方面存在著諸多問題。在本科教學過程中引入工程案例不僅可以提高工程實踐的作用，也對拓寬實踐教學內容，改革教學方法具有重要作用。