案例教学在车辆工程全日制工程硕士人才培养中的创新实践

郑玲 李以农

摘 要：随着汽车向电动化、智能化以及轻量化技术的发展，汽车行业迫切需求大量具有综合工程实践和知识创新能力的高层次人才，车辆工程全日制工程硕士研究生人才培养模式和教学方法改革势在必行。文章从案例教学的理论出发，提出了案例教学实施的一些原则，并以《汽车控制理论》课程为例，探索了案例教学在车辆工程全日制工程硕士培养中的创新实践，并总结了案例教学的经验和体会。案例教学法作为一种基于实践经验的探索性教学模式，对提高车辆工程全日制工程硕士研究生综合知识创新能力和工程实践能力有着重要意义，值得大力推广和应用，但案例教学的实效性需要通过不断实践来完善。

关键词：全日制工程硕士；车辆工程；案例教学

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）10-0085-04

Abstract： With the development of automobile to electric， intelligent and lightweight technology， the automobile industry urgently needs a large number of high-level talents with comprehensive engineering practice and knowledge innovation ability， and it is imperative to reform the training mode and teaching method of full-time engineering postgraduates for vehicle engineering. Based on the theory of case teaching， this paper puts forward some principles of case teaching implementation， and takes the course of automobile control theory as an example， explores the innovative practice of case teaching in the training of full-time engineering master in vehicle engineering， and sums up the experience of case teaching. As an exploratory teaching model based on practical experience， case teaching method is of great significance to improve the comprehensive knowledge innovation ability and engineering practice ability of the full-time engineering postgraduates of vehicle engineering， and it is worth popularizing and applying， but the actual effect of case teaching needs to be perfected through continuous practice.

Keywords： full-time engineering master； automotive engineering； case-based teaching

引言

近年來，全日制工程硕士研究生的招生规模不断扩大，2015年，我国授予硕士专业学位 31.27 万人，占全部硕士学位授予数的49.3%，实现了应用型人才与学术型人才培养并重的局面[1]。今后中国经济的快速发展，对高层次应用型专门人才需求还会日益显著，专业学位研究生的培养模式已成为研究生教育的重要组成部分。

对全日制工程硕士研究生的培养，定位于“掌握某一专业领域坚实的基础理论和宽广的专业知识、具有较强的解决实际问题的能力，能够承担专业技术或管理工作、具有良好职业素养的高层次应用型专门人才”。所以，培养实践能力成为全日制工程硕士研究生培养工作的核心，也成为了评价研究生培养质量的关键指标之一。

案例教学法是一种基于实践经验的探索性的教学模式，它已经成为全球范围内培养高端应用型人才的重要方式。案例教学法兴起于20世纪20年代，最初由美国哈佛商学院发起，当时是采取一种很新颖、独特的案例形式进行教学，这些案例来自于商业管理的真实事件及情形，透过这种方式，有利于培养和促进学生主动积极参与课堂讨论，实施之后，效果显著。20 世纪80 年代，案例教学法再次受到师资培育的重视，通过广泛实践，被证明是一种相当有效的师资培育教学模式[2]。由于案例教学法可以将理论和工程实践结合起来，使理论知识在工程实践中综合化、具体化和目标化，无疑成为全日制工程硕士研究生培养的重要手段。

深刻理解案例教学法的内涵，学习案例教学法的基本理论，并在车辆工程全日制工程硕士课程教学中进行创新实践，已成为提高车辆工程全日制工程硕士人才培养质量的重要课题。

一、案例教学法的理论基础

案例教学是建立在认知心理学、现代教育学、教育心理学等前沿学科的基础之上，其理论基础可归纳如下：

（一）迁移理论

莱文（Levin）[3]认为在解决问题的过程中，一个人提出并检验一系列假设，形成一套解决问题的思维顺序和假设范围。这种通过假设形成的思维顺序和假设范围将会影响未来解决类似的问题，并转移到后来的解决问题的活动中。学习的情况与将来运用所学习内容的实际情况类似，这有助于学习的转移。这便是案例教学法的重要理论基础。

（二）信息加工理论

信息加工理论[4]认为：“个体知识分为程序性知识和陈述性知识。程序性知识的表征是生产式系统，生产式系统涉及某些内部的目的，认知过程及知识。它需要目标驱动，集中注意力，激活记忆及思维，调动相关知识结构。这些生产系统在练习后存储在人脑中，并保存为解决问题的技能。陈述性知识最初由命题网络的形式组成，在各种练习中，它以产生式的方式表现，最终形成一个生产式系统。”在案例教学中，案例是一个活生生的现实情境，所提出的问题可以激发学生探索的兴趣，同时它是一个综合体，涉及知识的各个方面，需要学生充分调动各方面的知识并运用于案例的情境中，以获取由生产式系统转变的解决问题的能力。以特定形式存储在学生头脑中的原则，原理等知识（陈述性知识）通过案例学习转化为解决问题的技能，即形成的保存在学生头脑中的生产式系统。

（三）认知弹性理论

认知弹性理论是1990 年由斯皮诺等人提出的，是关于探讨学习本质问题的理论[5]。它指的是以许多方式重构自己的知识，以便对发生根本变化的情况做出适当的反应。这不仅是知识表征方式的功能，也是影响心里表征的各种处理过程的功能。它认为从单一角度提出的单个观点虽然不是错误的，但是不够充分。因此，在解决问题的过程中，往往有不止一个正确的答案。在产生正确的答案后，需要有足够的耐心逐一验证其他理解和答案。这是认知弹性的基本原则之一：案例和概念构成的多堆和非线性“十字交叉”形状。

（四）教学交往理论

教学交往理论认为学生是在学习过程中通过与老师，同学和周围其它环境的交往，从而建立自己的知識结构，发展自己的道德品质。交往是所有有效教学的基本要素，交往在教学中不仅发挥经验作用，使学生学会合作和发现自我，还能使学生达成共识，参与集体活动，形成健康人格。案例教学是一种积极鼓励学生参与的教学方式，教师不是教室里的控制者或操纵者，是与学生平等接触、交流，鼓励学生积极参与课堂活动的引导者。案例教学是一种基于交往理论的教学方法。

（五）内隐学习理论

内隐学习理论是由美国认知心理学家瑞伯于1978年提出的。在人工语法概念学习的实验中，他发现受试者可以在无意识的状态下获得字母蕴含的语法规则。他将这种现象称为内隐学习。他认为内隐学习是无意识的状态下获取外在刺激环境复杂规律的过程。这是一种和外显学习方式平行的无意识的加工过程[6]。案例教学中蕴含着大量的内隐学习。从学习条件来看，内隐学习是在关键信息较为隐蔽、刺激结构高度复杂、问题不能有意识解决的条件下发生的。在内隐学习中，人们没有意识到控制他们行为的规则究竟是什么，但是却学习了它。在案例教学中，教学案例往往具有“关键信息隐蔽、刺激结构复杂、不能有意识解决”的特点。此外，案例教学形式主要是师生、学生之间的平等讨论，使学生的学习具有浓厚的内隐学习特征。学生在案例教学结束之后虽然不能清晰地说明自己究竟学到了什么，但是他们已近掌握了解决问题的办法。

二、案例教学的实施原则

正确的实施，要发挥案例教学优势的关键。从上面的案例教学理论基础，结合案例教学的具体情境，通过教学过程的和谐情景设计以及案例中陈述性、程序性知识的多维度、隐形特征信息的综合加工，提出案例教学的一些实施原则。

（一）启发和诱导学生独立思考的原则

让学生提出自己的见解，独立的去分析和解决问题。教师的主要责任是启发和诱导学生独立的思考。当见解不一致时，引导学生开展争论，逐步统一认识，当见解不能统一时，只要它们是合理的，允许几种可能见解的存在。教师切勿出面判断是非，这种做法违反案例教学的宗旨，不利于学生智力的发展。

（二）尊重学生创见的原则

学生对案例研究分析的结论，即使超出了教案所给出的几种可能的见解，只要有道理、有依据的，就应该认为是正确的，是有创见性的，教师应该从中汲取智慧，在对案例点评时，应充分肯定各种见解的合理性

（三）多种教学方式的综合原则

案例教学可以采用的教学方式很多，如学生独立学习方式、小组讨论方式、全班辩论方式等。每种教学方式都在案例教学中发挥着重要作用。预先把案例材料发给每一个学员、让他们独立思考，并在规定的时间内做出的分析和判断，这种使学生独立学习方式，是案例教学必须经历的教学过程，激发学生独立思考的能力。以小组为单位，对案例进行分析、讨论，培养学生积极参与的兴趣是案例教学经常使用的方法。让各小组派代表在班里介绍本组对案例分析、判断和决策的结果，然后让大家发表意见，特别强调能提出不同看法。针对不同意见，教师应引导人们争辩，逐步寻求较为完整统一的观点。这是案例教学最生动的教学环节，很大程度上决定了案例教学的成效、拓展性和知识挖掘的深度。

（四）基本教学环节精心设计原则

案例教学包含几个基本教学环节，只有认真设计和把握这些教学环节，案例教学才能取得实质性的效果。其基本原则如下：

1. 案例素材的选择

案例素材的选择应具有典型性和代表性，能反映教学内容的某一个或几个关键知识点，可以揭示所学课程的理论知识。选定案例要求教师必须全面理解教材。既要理解教材的每一个概念原理，又要了解知识点之间的内在联系，熟练的掌握知识结构体系并且灵活应用。选择与教学内容与目的密切相关的正面和反面的典型案例，寓所教理论于案例之中，是案例选择的基本原则。

2. 案例的情景描述

对案例进行情景描述，编写文学资料，提供给学生先行阅读，通过资料阅读，使学生对整个事件概况有清楚具体的认识。文学资料应尽量丰富，为了对情景进行生动描述，可以利用幻灯片、视频、录像片等视听材料，总之应对案例进行多个维度的准确、生动描述。准确、生动是案例情景描述的基本原则。

3. 案例的深入分析

对案例进行深入分析是案例教学的关键环节。通过老师的引导，师生共同分析案例，总结具有普遍规律性的理论知识。这种理论知识是学生“亲自经验”的总结，因此，通过对真实案例的分析，学生理解透彻，牢记在心。这个教学环节的关键是一系列相关问题的逐个抛出。

相关问题设计的合理性直接关系到能否得出想要的理论。因此，教师在深入了解教材和案例的基础上，必须立足于教材内容的逻辑结构，针对案例提出相应的逻辑结构问题，引导学生分析这些问题，并推导出所学的理论。问题应逐一抛出，并引导学生逐步分析，在此过程中，教师应该对学生的各种答案进行适当的评价，以确保分析是按照预定的目标进行的，并逐渐接近案例所包含的理论精髓，从而使理论的提炼自然贴切。因此，问题的精心设计和保证分析遵循预定的轨迹，接近案例所包含的理论精髓，是案例教学的基本原则。

4. 案例的审视

目前，大多工科的案例教学，都缺乏这个教学环节，实质上这个教学环节是非常重要的，案例的审视是案例教学的深化和扩展。这一环节是在学生通过案例分析得出理论之后，反过来站在理论的高度，重新审视案例，分析案例正确应用理论的成功所在；或者分析案例客观环境改变的假设条件下，可能出现的其他结果； 或者改变问题角度，就目前的案例，从多各方面向学生提出新的问题。通过学生的分析，使他们进一步明确理论的效力；教师也可展示新的案例，让学生运用提炼的理论去分析，进一步调动他们的思维活动，扩大和深化理论的应用。

5. 归纳总结

案例教学起始于“实践”，通过工程案例的分析，逐步引出案例背后的理论知识以及结构体系。这样得出的理论知识点一般是独立的。所以案例分析结束之后，教师必须进行归纳总结，从而揭示其具有内在逻辑联系的知识理论体系，让学生更进一步巩固和理解所学的知识，形成终生难忘、记忆深刻的理论知识。最终提高分析问题和解决问题的能力。

三、案例教学法在车辆工程课程教学中的创新实践

重庆大学车辆工程全日制工程硕士培养方案课程体系包含公共学位课、专业学位必修课、专业方向及特色课、专题讲座及案例分析、专业实验、专业实践六大模块。公共学位课包括全校的研究生公共课程以及弹塑性力学、管理学基础、供应链管理、市场预测与决策和人际沟通与心理学课程，旨在夯实研究生的通识教育基础及提高人文素养。专业学位必修课为专业核心课程，涉及机械、车辆、动力、材料以及电气自动化等专业方向，旨在为不同学科背景的研究生在汽车工程领域的深入研究和工程应用奠定扎实的理论基础。专业方向及特色课涵盖汽车各个方向的专业课程，涉及的专业学科较多，提供的课程数量大，如车辆方向的汽车控制理论、汽车主被动安全技术、新能源动力传动系统、动力电池与电驱动技术、智能汽车以及智能交通系统、汽车振动噪声控制理论及应用等，电气自动化方向的汽车信息获取及其智能处理技术、车辆嵌入式系统软硬件设计、现代车辆伺服控制系统、汽车电气系统电磁兼容技术等。在车辆工程全日制工程硕士培养方案课程体系中的课程，除了少量的外语、应用数理统计、数值分析等课程之外，大多都有明确的工程应用背景，都可以开展案例教学。这里以工程硕士《汽车控制理论》课程教学为例，谈谈如何利用案例教学的理论基础和实施原则，进行案例教学的创新实践。

（一）案例教学内容的适宜性

《汽车控制理论》以现代控制理论为基础，在阐述现代控制理论的基本理论和方法基础上，以汽车动力传动以及底盘控制系统为对象，介绍现代控制理论在汽车工程上的应用。课程前半部分的教学内容主要是现代控制理论，后半部分教学内容主要是现代控制理论在汽车动力传动系统、汽车悬架系统、汽车ABS制动防抱死系统、汽车底盘集成控制系统上的应用。现代控制理论部分的理论性、系统性很强，是整个课程教学内容的理论基础，因此，这部分内容不宜进行案例教学，更适合采用传统的演绎式教学模式，如果这部分内容采用案例教学，很容易导致知识“过度概括化现象”，不宜构建系统扎实的理论基础，还会对后续的案例教学效果产生影响。而后半部分教学内容主要是现代控制理论在汽车工程上的应用，它更贴近工程的实际应用，均可以进行案例教学。为此，我们通过校企合作的实际开发项目，收集了汽车主动悬架控制系统、汽车ABS制动防抱死系统、汽车四轮转向控制系统的典型素材，按照功能定义、性能分析、建模分析、控制策略、仿真验证、算法测试以及性能评价等工程开发流程，对典型案例素材进行剪裁。剪裁过程中，重点是以教学知识点为主线，保证各部分之间的内在逻辑关系，体现知识点之间的关联，使典型案例不仅是情景的生动描述，更是知识点的有机联系。考虑到学时数（32学时）不多，应充分利用学生的课余时间进行案例资料的学习和理解，课堂教学主要以分析讨论、教师点评为主。

（二）案例教学内容的难度

由于汽车电子控制系统涉及的知识面很广，要很好的理解汽车电子控制系统的设计，不仅需要相关的理论知识，还需要有一定的计算机控制软硬件基础，而这部分内容往往很多同学不具备。因此，案例教学对这部分内容主要是进行展示，说明开发的过程和步骤，而不是深入分析和讨论。案例着重放在与现代控制理论密切相关的背景分析、功能分析、建模分析、控制策略与仿真验证部分。这样既强调的教学内容，又降低了案例的难度。合适的案例难度，对案例教学效果有较大的影响。案例难度的评估，主要以学生的理解程度为依据。

（三）案例教学的分析深度

如何设计出一系列的问题，循序渐进的引出问题，并且通过大家的分析讨论，获得正确的认识或结果，是案例教学的关键点和难点。为此，我们针对案例的素材，分析了案例的主要知识点，根据知识点，由浅入深的设计了相关问题，作为小组讨论和课堂辩论的问题来源。为了使学生能够对案例进行深入分析，并保证讨论的活跃程度，我们撰写了案例文字材料及启发思考题，供学生课前学习和理解。此外，我们在上课之前，对案例进行了充分的准备，包括问题设计、提问方式、交流方式以及学生和教师互动环节等，这些细节的充分准备，是案例教学能否达到预期效果的关键。分析深度评估的依据是课后学生对相关知识和解决问题方法的掌握程度。

（四）案例的审视与归纳总结

由于汽车控制系统可以在同樣硬件架构的前提下，采用不同的控制策略，即便是同一个控制策略，其控制效果也与控制器参数的优化有关。因此，我们针对同一个案例的控制系统，引出控制器参数优化问题，一方面可以审视对案例中的控制策略的理解程度，另一方面，也可以进一步启发学生的思维，达到对已有理论进行灵活应用的目的。 归纳总结是案例教学的最后环节，为了提高学生的参与程度，我们在教学环节设计中，先让学生代表进行总结发言，教师进行点评，对总结不全面的地方教师进行补充。最后，由教师对案例的背景、案例中包含的主要理论和方法以及解决问题的思路进行总结。

（五）案例教学的评价

我们在汽车控制理论的案例教学中，尝试采取了三种评价方式，一是课前回答问题，考察课前对案例理解学习的程度；二是课中发言的积极程度；三是課后的综合问题分析，针对综合问题，撰写解决方案。实践证明通过这三种评价方式，其评价结果是比较客观的。

四、案例教学局限性分析

通过案例教学在车辆工程全日制工程硕士培养中的创新实践，我们发现案例教学也存在一些局限性。局限性可归纳为：

1. 案例教学的效率有时较低。由于案例的情景描述、问题启发讨论时间比较长，导致案例教学的效率较低。为此，教师在教学过程中，要严格把握问题讨论的边界，切忌发散，不着边际，及时引导至预定的轨道。

2. 案例有时会使学生形成一些零散的概括化知识。案例教学突出了情景描述、强调解决问题的过程细节，但一些知识点则隐含在这些细节中，如果不注意及时梳理这些知识点，会使学生形成一些零散的概括化知识。因此，在案例归纳总结时，及时梳理这些知识点，是非常必要的。

五、结束语

我国汽车产业规模巨大，随着汽车电动化、智能化以及轻量化技术的发展，汽车行业迫切大量需要具有工程实践能力与知识创新能力的综合性高层次应用人才，车辆工程全日制工程硕士研究生人才培养模式和教学方法改革势在必行。案例教学是强化全日制工程硕士研究生综合知识创新能力和工程实践能力的重要手段。重庆大学汽车工程学院对《汽车控制理论》课程实施了案例教学，探索了案例教学在车辆工程全日制工程硕士培养中的创新实践，获得了学生们的一致好评，取得了良好的教学效果。案例教学在车辆工程全日制工程硕士培养中的创新实践表明：深刻理解案例教学的理论基础和精髓，对案例教学的全过程进行精心设计，将教学知识点有机贯穿于案例的各个教学环节，以知识点演绎为核心，把握好案例教学讨论的节奏和运行轨迹，是案例教学能否取得实效的关键。

参考文献：

[1]黄宝印，唐继卫，郝彤亮.我国专业学位研究生教育的发展历程[J].中国高等教育，2017，2：18-24.

[2]白云，潘思文，刘萍.案例教学法在药理学教学中的应用[J].黑龙江高教研究，2014，2：172-174.

[3]罗伯特·斯莱文.教育心理学——理论与实践[M].吕红梅，姚梅林，等，译.人民邮电出版社，2016，8.

[4]韦洪涛.学习心理学[M].化学工业出版社，2011，6.

[5]高文.认知弹性理论，超文本与随机通达教学——一种折中的建构主义学习与教学理论[J].外国教育资料，1998，6：1-4.

[6]司继伟.论问题解决的内隐观[J].西南师范大学学报，2000（4）：71～77.

[7]潘小艳.分析案例教学法在大学计算机教学中的应用[J].高教学刊，2016（21）：108-109+111.