基于增強(qiáng)創(chuàng)新能力的專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)探索

康少波，趙 晶

（廈門理工學(xué)院 電氣工程與自動化學(xué)院，福建 廈門 361024）

引言

在新階段和新起點，我國專業(yè)學(xué)位研究生教育需要適應(yīng)和滿足社會實踐職業(yè)領(lǐng)域的需要，培養(yǎng)具有較強(qiáng)專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)、能夠創(chuàng)造性地從事實際工作的高層次應(yīng)用型專門人才，其要求專業(yè)學(xué)位獲得者掌握相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)或職業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識、基本理論，具有通過研究解決實踐問題的能力。如何合理地運(yùn)用案例教學(xué)法，融合不同學(xué)科知識和設(shè)計典型案例，使學(xué)生能夠通過目標(biāo)案例的具體實踐增強(qiáng)參與意識，充分調(diào)動其主觀能動性以提高創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，是案例教學(xué)亟待解決的重要問題之一。我校電氣工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生自2012年招生以來，經(jīng)歷了摸索、實踐、創(chuàng)新的一系列過程，在課程體系的建設(shè)和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面積累了一定的經(jīng)驗。本文通過分析案例教學(xué)過程中不同學(xué)科教師交叉授課、企業(yè)導(dǎo)師參與課程評價、充實科研和企業(yè)應(yīng)用案例等改革方式，就案例設(shè)計與具體實踐展開研究和探討，尋求在學(xué)科融合和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面，為以后的教學(xué)人員和研究者提供一定的思路和借鑒。

一、案例教學(xué)與多學(xué)科融合

案例教學(xué)是專業(yè)學(xué)位研究生教育重要教學(xué)方式和有效支撐?！半姎夤こ探Ｅc仿真技術(shù)”課程涉及電力電氣、電子、控制工程、機(jī)械工程等不同學(xué)科知識。教師在授課過程中往往側(cè)重個人的專業(yè)方向進(jìn)行講解，如電氣學(xué)科的教師授課過程中側(cè)重電力電氣方面的相關(guān)知識，而其他學(xué)科方面的知識和應(yīng)用則不會太過于深入。反之，其他學(xué)科的教師也存在同樣的問題。同時，在以往的教學(xué)環(huán)節(jié)中，課程的教學(xué)評價一般采用簡單的考試方式，重點檢驗學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)的完成情況，強(qiáng)調(diào)終結(jié)性，沒有考慮學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力后期的可持續(xù)發(fā)展，缺乏發(fā)展性。

（一）存在的主要問題

1.學(xué)生創(chuàng)新主動性不足。經(jīng)過教學(xué)實踐和調(diào)研考查，很多學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中缺乏創(chuàng)新思維，且只有小部分學(xué)生愿意利用課余時間參與各類科研項目或?qū)W科競賽。究其原因，主要是課程教學(xué)過程中對創(chuàng)新能力的考核沒有較大偏向，從而導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生創(chuàng)新主動性不足。

2.課程教學(xué)與科研項目、學(xué)科競賽相互脫節(jié)?，F(xiàn)階段電氣工程類專業(yè)課程教學(xué)仍多注重于基礎(chǔ)知識講授，存在教學(xué)內(nèi)容與科研項目、學(xué)科競賽嚴(yán)重脫節(jié)的問題，使得課程教學(xué)只是為了考試和教學(xué)，而科研項目、學(xué)科競賽走入了“為項目、比賽而學(xué)”，且僅有少數(shù)學(xué)生參與的誤區(qū)。

3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)缺少多學(xué)科融合。在課程教學(xué)、科研項目和學(xué)科競賽等各個環(huán)節(jié)均存在各學(xué)科單打獨斗、各自奮戰(zhàn)的情況，各學(xué)科的創(chuàng)新實踐交流較少，知識涉及不廣不深入，缺少跨專業(yè)團(tuán)隊與合作項目。這樣不僅無法將學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)揮到最大，同時也暴露出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的廣度深度不夠、技術(shù)落后的嚴(yán)重不足。

4.缺乏教學(xué)專業(yè)知識與企業(yè)實際緊密結(jié)合的優(yōu)質(zhì)案例，案例更新速度慢，無法難以緊貼行業(yè)新動向。行業(yè)實際應(yīng)用與教學(xué)內(nèi)容相差較大，導(dǎo)致學(xué)的用不上，用的需要重新學(xué)，課程教學(xué)和實施效果偏離實際應(yīng)用。

（二）多學(xué)科融合解決方案

為解決專業(yè)學(xué)位研究培養(yǎng)過程中的學(xué)科融合問題，通過案例設(shè)計和優(yōu)化、多學(xué)科教師交叉授課和轉(zhuǎn)變課程評價，將不同學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容在課前、課堂和課后等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合優(yōu)化，提高和增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力，改善教學(xué)效果。

1.案例設(shè)計和優(yōu)化，融合不同學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容。結(jié)合課程內(nèi)容，將案例的內(nèi)容合理分解成不同學(xué)科的任務(wù)模塊，并進(jìn)行部分學(xué)科基礎(chǔ)知識補(bǔ)充學(xué)習(xí)。同時案例設(shè)計保持多樣性，包括但不限于教師科研項目、學(xué)科競賽或校企合作開發(fā)等。

2.改進(jìn)教學(xué)方法，采用多學(xué)科教師交叉授課。在課程實踐中，以電氣專業(yè)教師為主負(fù)責(zé)課程電氣相關(guān)基礎(chǔ)知識的教授。案例中涉及的控制方法設(shè)計等內(nèi)容由控制工程與控制理論教師負(fù)責(zé)，機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)容則有機(jī)械方向教師負(fù)責(zé)。同時，課程教學(xué)采用開放性教學(xué)設(shè)計，在綜合案例實施過程中，各個學(xué)科和方向的教師不做統(tǒng)一的教學(xué)安排，而是學(xué)生分工協(xié)作，根據(jù)案例需要尋找相應(yīng)的專業(yè)教師答疑和指導(dǎo)。改進(jìn)的多學(xué)科交叉融合教學(xué)方法不僅有利于學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握理論知識，而且有助于激發(fā)創(chuàng)新的火花。不同學(xué)科的老師將本學(xué)科領(lǐng)域的知識拓展到電氣工程領(lǐng)域的教學(xué)，學(xué)生在綜合掌握不同學(xué)科的知識后受到啟發(fā)，進(jìn)而可在某個方面進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。

3.轉(zhuǎn)變課程評價方法，課程評價由原先統(tǒng)一考試轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合指導(dǎo)評價，邀請不同學(xué)科教師、企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)各自相應(yīng)指導(dǎo)內(nèi)容，參與綜合指導(dǎo)評價。

二、案例設(shè)計與教學(xué)實踐

（一）案例內(nèi)容的選擇

在“電氣工程建模與仿真技術(shù)”課程中，案例需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和學(xué)生實際情況加以選擇。（1）案例的選取要求具有一定的創(chuàng)新性、典型性和客觀性，其目標(biāo)是調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，培養(yǎng)其分析問題、解決問題的綜合能力。（2）該課程是一門實踐性課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)，更要求掌握實踐操作技能，對專業(yè)學(xué)位研究生的實踐學(xué)習(xí)應(yīng)具有較好的參考性和啟發(fā)性，以滿足行業(yè)對于電氣工程專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)的需求。加入適當(dāng)?shù)男Ｆ蠛献鹘虒W(xué)案例，借助課程教學(xué)和創(chuàng)新體系，可較好完成培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力目標(biāo)。（3）課程案例內(nèi)容要求有一定的理論深度和綜合性，涉及的不同學(xué)科原理，數(shù)量滿足一定要求且形式多樣。學(xué)生通過案例學(xué)習(xí)，能夠理解和掌握所涉及的基本原理，并且能夠舉一反三的在實際中進(jìn)行應(yīng)用。（4）案例內(nèi)容和教學(xué)過程需要進(jìn)一步規(guī)范和統(tǒng)一，要求條理清楚、理論分析正確。同時，案例需要采用一定的模板和格式要求，每個案例應(yīng)包含案例選題、背景資料、課堂計劃、分析思路和思考題。

根據(jù)電氣工程領(lǐng)域的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計如表1所示的知識點案例、單一課程案例和綜合課程案例等三大類案例內(nèi)容。

表1 課程案例庫內(nèi)容

1.知識點案例以課程的基礎(chǔ)知識為主，主要包括“電氣工程建模與仿真技術(shù)”課程的基本知識，如建模仿真軟件MATLAB、AutoCAD等的建模與操作等內(nèi)容。

2.單一課程案例是綜合課程的不同知識點并進(jìn)行簡單的系統(tǒng)仿真案例，通過單一課程案例，保證學(xué)生能夠快速的運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。

3.綜合課程案例是指涉及多門課程知識、與科研、學(xué)科競賽或企業(yè)應(yīng)用實踐緊密結(jié)合的案例。在案例設(shè)計過程中適當(dāng)增加導(dǎo)師研究課題項目、研究生學(xué)科競賽課題項目和校企合作項目。學(xué)生能夠參與導(dǎo)師的科研，完成學(xué)科競賽或與行業(yè)專家進(jìn)行交流和互動，可以取得了良好的課外教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力等科研素質(zhì)，全方位鍛煉學(xué)生的綜合科研與應(yīng)用創(chuàng)新能力。

（二）案例教學(xué)實踐

根據(jù)案例內(nèi)容，教學(xué)實施形式主要分為兩大類：（1）知識點案例和單一課程案例采用導(dǎo)師教授、學(xué)生獨立完成，主要通過課堂學(xué)習(xí)幫助學(xué)生建立課程的基本知識體系，并具備一定的動手實踐能力。（2）綜合案例則采用小組合作方式完成科研、學(xué)科競賽或企業(yè)實踐課題。同時，綜合案例不局限于已經(jīng)設(shè)計好的課程案例，如學(xué)生所選擇的綜合案例是新的內(nèi)容，則要求學(xué)生在完成案例內(nèi)容的同時，與老師共同完成綜合案例的設(shè)計。

在案例教學(xué)的具體組織和實施過程中，教師作為組織者，需要把握課堂節(jié)奏和教學(xué)環(huán)節(jié)，主要過程包括：（1）課前準(zhǔn)備，根據(jù)課程進(jìn)度，向?qū)W生發(fā)布課程案例，讓其提前進(jìn)行資料搜集和學(xué)習(xí)。在該環(huán)節(jié)，要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)案例的內(nèi)容，弄清楚案例的背景，分析案例并提出完成案例的解決方案。（2）課堂實施環(huán)節(jié)，教師首先通過多媒體課件，展示教學(xué)目標(biāo)，簡介案例內(nèi)容，同時通過分組討論等不同教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生將案例分解成多個任務(wù)模塊，并就任務(wù)模塊的解決提出自己的看法，給出解決方案，從而完成案例設(shè)計。（3）邀請機(jī)械、電子等其他學(xué)科教師和企業(yè)導(dǎo)師參與授課，以具體的綜合應(yīng)用案例為基礎(chǔ)，采用誰開發(fā)、誰負(fù)責(zé)授課的模式展開實踐。在案例設(shè)計過程中，學(xué)生積極與其他學(xué)科教師、企業(yè)導(dǎo)師溝通，在其指導(dǎo)下完成設(shè)計。同時，邀請其他學(xué)科教師和企業(yè)導(dǎo)師參與課程PPT分享與匯報，參與課程評價。（4）案例總結(jié)和課程效果提升，在案例教學(xué)完成后，學(xué)生之間要完成PPT分享與匯報，通過考核點評進(jìn)一步加強(qiáng)案例討論的廣度和深度，從而提升和優(yōu)化設(shè)計方案，幫助學(xué)生建立更為完整的知識結(jié)構(gòu)體系，鞏固案例教學(xué)效果。教師需要結(jié)合授課的效果和學(xué)生的案例完成情況，逐步分析案例內(nèi)容的選擇合理性、組織方式等各個環(huán)節(jié)存在的問題和解決方案，提升案例實施效果。

（三）案例教學(xué)實施的重點問題

1.建立課程案例實施的長效機(jī)制：一是持續(xù)開展教學(xué)團(tuán)隊的深造，要求任務(wù)教師不僅要加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)和提高，同時更要深入企業(yè)中，與企業(yè)導(dǎo)師充分溝通、共同研發(fā)課程案例。二是建立課程案例的動態(tài)調(diào)整和共享，及時根據(jù)行業(yè)動態(tài)和教師科研進(jìn)展，對課程案例進(jìn)行一定比例的更新。三是加強(qiáng)與高校的課程案例分享和整合，降低案例的開發(fā)成本，增加案例內(nèi)容的多樣性。

2.案例的描述與分析，要考慮借助工程經(jīng)驗，編寫文字資料，使學(xué)生能夠身臨其境。不能完全脫離教學(xué)目標(biāo)，要闡述清楚相關(guān)教材的理論內(nèi)容、知識點要求等，讓學(xué)生在接收信息的過程中，清晰地了解案例與理論之間的聯(lián)系，為下一步學(xué)習(xí)和思考打下基礎(chǔ)。

3.課堂的研討與指導(dǎo)，課堂內(nèi)外的研討是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括了教師的引導(dǎo)與提問、師生的共同分析以及學(xué)生的經(jīng)驗形成等過程。首先，教師在引導(dǎo)時，多用提問手段，少用知識傳授，要結(jié)合案例解決過程中的一般規(guī)律和邏輯結(jié)構(gòu)，逐步深入，鼓勵學(xué)生獨立思考。分析過程的具體實施，可采用分組討論、小組答辯等方式，讓學(xué)生的觀點和想法得以充分地闡述，教師需要對學(xué)生的答案進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價，確保思路按照預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行，并通過各種觀點的比較，逐漸得出接近案例設(shè)計中所包含的核心理論精髓。

4.教學(xué)的考核與總結(jié)，各小組同學(xué)完成課堂答辯，撰寫結(jié)題報告，有能力者還可撰寫論文。同時，教師對整體案例教學(xué)的過程進(jìn)行反思過程中，注重如何改善課程案例教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生提出新的問題，加強(qiáng)學(xué)生將理論運(yùn)用于實踐的能力。

結(jié)語

本文將案例教學(xué)融入電氣工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)過程，注重學(xué)科知識的交叉融合，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式。在課程案例設(shè)計過程中，從電氣工程領(lǐng)域的具體實踐應(yīng)用出發(fā)，分析其共性，構(gòu)建多個不同方向，每個方向再細(xì)化出多個案例，形成知識點案例—單一課程案例—綜合應(yīng)用案例的漸進(jìn)式案例體系，有效幫助學(xué)生構(gòu)建知識架構(gòu)。在案例設(shè)計和實施過程中，邀請其他學(xué)科教師、企業(yè)導(dǎo)師參與課程案例設(shè)計、指導(dǎo)和課程評價，改進(jìn)評價環(huán)節(jié)，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。