应用案例教学法提高工科大学生工程素质的探讨*

张永华

(云南农业大学 工程技术学院，云南 昆明 650201)

一、高等院校工程教育必须重视大学生工程素质的培养

(一)高等院校工程教育的培养目标

高等院校工程教育的基本任务是使学生接受系统的理工学科的理论知识、基本技能的学习和训练，使其在完成学业时，初步具备成为工程师的基本素质和条件[1]。“大工程观”的倡导者美国麻省理工学院院长莫西斯明确指出，高等院校工程教育培养的是具有良好素质的工程师，而非博士生源。院校工程教育是我国高等工程教育的基础部分，是培养和造就合格工程师的至关重要的环节，在工程教育中具有举足轻重的地位。

高等教育人才的质量素质包含知识、能力和品德三个方面[2-3]。知识教育大体上有三方面的要求：一是理论体系的完整性，二是实际需要的现实性，三是科学技术发展的动态性；能力内容甚广，能力对于创新来说非常关键，归纳起来包括思维能力、技艺能力、沟通能力和学习能力四个方面；品德应包括个人修养、基本道德、社会公德和职业道德等方面[2-3]。

工程是应用科学理论和技术手段创造新事物的活动[4]。工程教育具有实践性、综合性、经济性和创新性的特性[3]。因此，院校工程教育培养的人才除具备一般高等教育人才的素质之外需要更加突出工程素质的培养。工程素质既包含技术性素质，即工程师完成设计、制造、运行、施工、研究开发和管理工作所需的专业知识和专业能力；还包含非技术性素质，也即工程师在知识经济时代应该具有的工程师意识和职业迁移能力、工程实践能力和与他人沟通合作的能力[5]。一般来讲，工程素质主要包含以下内容：广博的工程知识、良好的思维方法、工程实践操作能力、耐心细致扎实的工作作风、工程创新意识和创新能力[6]。

美国从20世纪30年代《威肯顿报告》到21世纪美国“2020工程师”研究计划，始终没有停止对工程教育研究，一直保持其工程教育走在世界前列。持续80年的屡次重大改革的基本思想都是要求改变美国的工程教育，使学生具备良好的工程素质。这些改革使美国在高等工程教育发展方面取得了令人瞩目的成绩，培养出了大批具有国际竞争力的工程技术人才。

(二)我国高等工程院校教育大学生工程素质培养现状

截止到2010年，我国开设工科专业的本科高校有 1 003 所，占本科高校总数的90%；高等工程教育的本科在校生达到371万人[7]。我国高等工程教育规模很大，但培养质量，尤其是学生的工程素质一直存在问题。世界经济论坛(WEF)(World Economic Forum),亦称“达沃斯论坛”发布的年度《全球竞争力报告》( GCR)(Global Competitiveness Report) 2008～2009中显示，在参与排名的134个国家或经济体中我国“高等教育与培训”竞争力位列第64，“科学家和工程师的可获得性”排在第52位，均落后于中国整体竞争力(30位)。

从新世纪我国高等工程人才需求调查的结果来看[8]，社会对未来工程人才的需求和企业对工科毕业生的评价在工程素质方面的矛盾最为显著。一方面是社会对未来高等工程人才的知识、能力和道德素质特别是专业知识、实践经验、分析和解决问题的能力和终身学习能力期望较高；另一方面，企业对当前工科毕业生的工程素质满意率普遍较低，其中对工科毕业生实践经验的满意率差距最大。

(三)我国高等工程院校教育工程素质培养存在的主要问题

1.工程教育的“工程性”明显不足

长久以来，院校工程教育明显存在“工程性”不足的缺陷，基本上是科学导向，模式单一，工程教育的工科特色不明显[4]。教学内容划分过细，求全、求深；各门课程过分强调各自的系统性、完整性，不同学科的交叉和渗透欠缺；教学安排偏重于科学基础，削弱了工程素质的培养。未能真正按照“面向工程”的要求规划教学活动。其结果就是毕业生工程素质较低，无法较好地满足社会需求。

2.忽视了课程教学在工程素质培养中的作用

高等院校工程教育包含了课程、实验、工程实训、毕业设计等环节。工程素质的培养是贯穿于全部教学活动之中的。因此加强工程素质培养不应当狭义地理解为增加实验、工程实训等实践教学学时，必须从院校工程教育的每个环节入手，改革人才培养模式、工程实训内容和方法、课程体系、课程内容和教学方法等，要将工程素质的培养作为工程教育的核心任务和目标溶进每个教学环节之中。由于课程教育处于高等教育的核心地位，因此以提高学生的工程素质为目标，改革课程教学势在必行。

二、工科课程应用案例教学法培养大学生工程素质探讨

(一)案例教学法概述

“案例教学法”是指教学者使用案例，以团队和小组讨论、角色扮演与撰写案例等方式来增进成员间的交流，引发学习者思考，并给予成员真实状况学习的一种教学方法。联合国教科文组织曾对课堂讲授、案例研究、研讨会等九种教学方法进行研究，分别在知识传授、分析力培养、态度转变、提高人际技巧、接受度和知识保留力等六个方面对各国专家做了广泛调查，结果发现案例研究的教学方法综合效果名列第一。案例教学法在管理学、医学、法学等教育领域已经得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。

(二)工科课程应用案例教学法培养大学生工程素质的优越性

1.以研究“问题”为中心，有利于培养学的工程实践能力和创新能力

案例教学法以研究“问题”为中心，以学生掌握分析、解决问题的方法为主要目标，引导学生针对某一具体问题，学习、研究如何综合地运用所学的理论知识和经验去分析和解决问题，有利于培养学生良好的思维方法和发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力。作为案例的工程问题通常可能有完全不同的合理解决方案，没有统一的标准答案，因此案例教学法有利于培养学生的工程创新能力。

2.应用真实的工程案例教学，有利于培养学生的工程意识

案例教学法强调案例的真实性。由于工程实践性、综合性、经济性和创新性的特性，工程实际问题作为教学案例具有天然的优势。采用工程实例进行案例教学将学生置身于真实的工程环境之中，有利于培养学生的工程意识和严谨细致的工作作风。通过小组讨论、课堂集体讨论环节的学习，有利于培养学生的沟通能力和团队协作的意识。

3.突出了学生的主体地位，激发学生学习的主动性

案例教学是参与式、体验式的教学方法。案例教学法以学生为主体，通过学生自主地阅读、了解、思考案例，自主地讨论、交流、研究案例，从而使他们获得认识、分析、解决问题的思路、方法与能力[9]。大学生拥有较强的自学能力和理解能力，教学中适时采取学生自学为主、教师课堂提问检查的方式容易激发学生的学习兴趣和主动性，起到事半功倍的作用。

4.易化了学习内容

案例教学在引导学生解决问题时，更多地立足于具体的样例而不是抽象的理论，提供了一种有效的问题解决式的创造性学习形式。把对抽象知识适应性地用于具体现象的教学要求转化为具体案例的形式，易化了学习内容。合理有效的案例教学与理论教学有机结合可以最大限度地减轻学生的认知负荷，提高学习效率。

(三)工科课程案例教学的实施

1.案例的选择

案例选择是否恰当关系到整个案例教学的成败。工科课程案例教学选择的案例必须是真实的工程案例，要与教学目标、内容相吻合。选择的案例还必须具有一定的代表性，案例必须是典型的、学生相对熟悉的工程实例。具有针对性和代表性的案例容易使学生产生认同感，激发学生的学习兴趣、学习主动性和积极性。最后还应该考虑案例的难易程度，处理好与理论教学之间的关系，太难的、信息量太大的案例短时间内难以深入分析和讨论，影响教学效果。

2.案例教学的组织和实施

案例教学在组织和实施过程中需要认真把握好案例的准备(引入)、分组讨论、课堂集体讨论分析和总结几个重要环节[10]。

案例的准备要早。在理论教学开始之前就应当将案例的要求通知学生，让学生有充足的时间来了解案例的内容和要求。同时，学生带着问题(案例中的问题)来进行理论学习，目的性更强，学习更积极主动。

分组讨论要深入。小组讨论是案例教学的重要环节，同学之间相互交流、相互启发、相互补充，使分析的内容不断深入，从而提出更优的、更完善的解决方案[10]。一般以5～10位同学为一组进行讨论，对每个同学完成的设计结果进行分析，争取达成共识，形成小组设计方案。小组讨论中，由小组长负责组织讨论，教师要参与其中起到监督和指导的作用。讨论针对具体的设计问题展开，要求每位同学发表个人的意见，形成小组设计方案后，推举1～2名同学参加课堂集体讨论。

课堂集体讨论要抓好重点和难点。工程设计没有标准的答案，但存在设计方案合理和不够合理的区别。教师需要事先了解每个小组设计的差异，在小组代表介绍本组设计方案后引导同学重点分析、讨论各个设计方案不同的部分，设计结果存在差异的部分往往是教学的难点，需要深入讨论。

总结要完善。好的总结能提升案例教学的效果。总结分为教师概括总结和同学个人设计总结，教师对小组设计方案进行分析和评价，每个学生要根据小组和课堂集体讨论的结果修改、完善个人的设计方案，以作业的形式提交。

3.案例教学中需要注意的问题

由于本科生基础理论、基础知识和基本技能与研究生相比相对不足，案例教学法在课程教学中应用时应注意选取恰当的组织方式，以穿插式和讨论式为宜，所选案例应与讲授的理论紧密联系，案例不宜过于复杂。同时还应注意处理好案例教学和授课教学的关系，授课教学的优势在于可以为案例教学提供必需的基础知识和理论，案例教学的优势在于弥补传统授课重理论轻务实、重传授轻参与的不足。案例教学花费的时间较长，每个分案例通常需要1～2个学时。课堂理论教学的内容和方式都必须进行相应调整，课堂教学抓重点和难点采用多媒体教学方式以增加单位授课时间内容纳的信息量，相对简单的内容安排学生自学。案例教学有别于课堂理论教学，必须突出学生的主体地位。以学生为主，教师为辅，鼓励和引导学生，激发学生的主动性、让学生积极思考、积极参与讨论。

三、结论

按照工程教育实践性、综合性、经济性和创新性的特性，改革我国高等工程教育，使工程教育真正“回归工程”，着力提高工科毕业生的工程素质是新世纪我国高等工程教育肩负的历史使命。工程素质的培养贯穿于工程教育的全部教学活动之中，由于课程教育处于高等教育的核心地位，因此以提高学生的工程素质为目标，改革课程教学势在必行。案例教学法强调务实，突出学生在教学中的主体地位，注重引导学生主动参与教学活动。与授课教学相比较，案例教学法应用于工科课程教学有利于培养学生的工程实践能力和创新能力、培养学生的工程意识、激发学生学习的主动性，提高学习的效率，是培养学生工程素质的良好途径。

[参考文献]

[1]中国工程院工程教育研究课题组．我国工程师培养的重要性与培养途径研究[J]．高等工程教育研究，2005(1)：1-7．

[2]朱高峰．创新人才与工程教育改革[J]．高等工程教育研究，2007(6)：3-7．

[3]朱高峰．工程教育的几个问题探讨[J]．中国高等教育，2010(Z1)：4-6．

[4]朱高峰．中国的工程教育——成绩、问题和对策[J]．高等工程教育研究，2007，4(4)：1-7．

[5]张晓东．简论机电工程类学生工程素质培养途径[J]．广东白云学院学刊，2006(1)：27-29．

[6]赵晓闻，林健．工程人才培养模式的国际比较研究[J]．高等工程教育研究，2011(2)：33-41．

[7]熊玲，李忠．新世纪我国高等工程人才需求调查报告[J]．现代教育管理，2010(7)：3-6．

[8]谢志江，孙红岩，蒋和生，等．案例教学法在工科教学中的应用[J]．高等工程教育研究，2003(5)：75-77．

[9]吴玉萍．论案例教学法的实施[J]．长春大学学报:社会科学版，2011，21(1)：118-120．