案例教学在无机非金属材料工程专业教学中的应用

郑娇玲，王德志，张伟钢

（1.滁州学院材料与化学工程学院，安徽滁州 239000;2.滁州市科学技术局，安徽滁州 239000）

案例教学作为一种教学形式，最早运用在1910 年美国哈佛大学的法学院医学院，后被引入哈佛商学院并取得良好的效果。因此，从二十世纪50 年代世界各国开始在专业教学中引入案例教学。案例教学以教学内容的变革为前提，以学生行为的转变为条件，学生对经过周密选择和准备的案例展开讨论，通过各种观点、知识、信息的碰撞启示理论和启迪思维，提高了学生分析问题和解决问题的能力。我国教育部“关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见”中也提到：案例教学是通过案例真实情境的再现，将课堂的理论知识与实践工作有机结合起来，培养学生对问题的分析与理解并加以解决的能力，从而真正掌握理论，形成观点的教学方式。案例教学在化学、化工和材料相关课程教学中存在较高的应用价值。

1 案例教学在无机非金属材料工程专业教学中应用的必要性

培养能够适应时代要求，特别是具有创新精神、实干能力的无机非金属材料工程专业高素质应用型人才是我们面临的一个紧迫又现实的课题。针对目前专业人才培养过程中存在理论教学与生产实践之间差距大，企业对专业人才日益增长的需求增大，相对于课本中的显性知识而言学生的工程实践隐性知识不足等问题，深入研究无机非金属材料工程专业人才培养模式具有重要的意义。

1.1 缩短理论教学与生产实践之间的差距

无机非金属材料工程专业作为工程应用类专业，在教学实践中理论教学体系和实践教学体系存在一定差距，很大一部分原因是工程实践训练不够，缺乏理论联系实际。采用案例教学法，基于学生自己的体验、理解，结合生产实际，通过必要的教学手段表达出来，能够基于无机非金属材料工程基本理论并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。

1.2 缓解实践课时少与企业对无机非金属专业人才日益增长需求之间的矛盾

作为学校级特色专业，无机非金属材料工程专业落实“地方性、应用型、开放式、信息化”的办学定位，以培养高素质的应用型人才为目标。虽然已经意识到学生实践能力亟待提高，也积极加大实践课的课时量，努力提高实践课与理论课之间的比例，但企业对无机非金属专业人才的专业需求也在增大，案例教学可以缓解实践课时少与企业对无机非金属专业人才日益增长需求之间的矛盾。

1.3 增加学生对“隐性知识”的储备

本专业学生毕业后，工程实践中相对于在学校学习的“显性知识”包含较多非正式的、难以表达的经验、技巧和技能，以及团队的默契和组织文化等，这是不能通过语言、文字、图表或符号明确表达的“隐性知识”。传统教学无法实现对工程实践中大量“隐性知识”的传授，而案例教学则可以提供这样的练习与实践的机会，把实际工程案例整理成教学案例，让学生以工程师的角色通过讨论、团队合作等多种形式探寻工程得失的经验与教训，增加学生对“隐性知识”的储备。这些隐性知识对学生毕业后从事生产实际大有益处。

2 案例教学在无机非金属材料工程专业教学中的应用

2.1 案例教学对象的选择与案例准备

按照本专业人才培养方案要求和教学计划安排，在无机非金属材料工程专业教学中使用的案例教学的课程，以第六学期和第七学期开展的专业课为主，例如“无机非金属材料工学”“粉体工程与设备”“无机材料工厂工艺设计概论”等。这阶段学生具备一定的专业基础知识，参加过专业见习、工程实训、专业实习等实践课程，案例教学的对象是具备了一定理论素养和实践经验的大三和大四学生。

案例准备是指根据每门课的教学目的不同选择适合的案例，结合专业基础理论以及行业发展前沿，在实践案例中拓展理论的应用。准备的案例并不一定是某个不容置疑或唯一的标准答案，而需要查资料、看教材、课上讨论等。表1 中所列的工程案例——“洛阳浮法”浮法玻璃技术的持续改进和提高，结合无机非金属材料工学中玻璃成形这一章中浮法成型工艺和浮法成型设备的知识点，学生以课堂讨论的形式将行业生产实际中的洛阳浮法与美国浮法、英国浮法相比，有哪些提高和创新；讨论锡槽内部的锡热对流对玻璃质量有何影响；热风冷却和冷风冷却两种形式的退火窑有什么区别等。从原料配料、称量，到熔窑、锡槽、退火窑三大热工设备和冷端技术以及控制软件系统的使用，讨论如何提高浮法工艺技术和装备水平。在课堂上进行案例分析学习时，学生积极参与到讨论中，通过分析和思考得出自己的判断和决策，并大胆表达自己的观点和看法，注重与同伴的交流，集思广益，相互促进。

表1 无机非金属材料工程专业教学中使用案例教学的课程及内容实例

2.2 案例的使用形式

案例教学的使用形式主要有课堂讨论、角色扮演、合作学习、小组作业等，如表1中所列的“生料均化链及粉磨过程中的质量控制”这个工程案例中，学生以质量工程师的角色进入被描述的工程情景现场，为了稳定熟料生产质量，保证高温车间窑系统的正常运行，对入窑生料均化性提出了严格要求。质量工程师需从生料均化链——矿山搭配开采、原料预均化、生料配料粉磨和生料均化库等工艺着手，分析生料粉磨过程中存在的问题，提出提高生料粉磨均化的对策，确保入窑生料率值的稳定性。案例教学过程中企业工程师进入课堂讲授工程情景现场，实施双师同堂授课，带领学生更好地进入工程师角色，反过来也促进了实际教学案例的收集和分析。

2.3 知识目标、能力目标、素质目标的达成

无机非金属材料工程专业作为一个实践性和应用性很强的专业，着力培养基础实、能力强、素质高、富有社会责任感、具有创新精神和实践能力的应用型人才。我们在案例教学中构建了“知识-能力-素质”的培养目标，每个案例制定了知识目标清单、能力目标清单和素质目标清单。每个案例都将学生应该掌握的知识点逐一列举出来，学生可以通过课前预习、上课讨论、课后总结的方式加深对知识的掌握。如表1 中所列的“年产2 000吨复合纳米ZrO粉体车间工艺设计”这个工程案例中的知识目标：掌握工艺设计的基本原则；掌握生产车间工艺布置的要求；掌握确定工艺流程的依据。能力目标主要指专业能力和通用能力，专业能力着重培养学生能够应用所学知识分析无机非金属材料相关领域复杂工程问题，设计或开发解决方案，并通过信息综合得到合理有效的结论的能力。通用能力着重培养学生创新精神、可持续发展理念和国际化视野，能不断学习和适应发展的能力。使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具获得知识的能力。素质目标旨在培养学生社会责任感、职业道德及人文素养。课前预习鼓励学生用多种方式查阅资料，掌握知识目标；课堂上使用角色扮演、课堂讨论、合作学习等多种形式达成能力目标；加强综合考核力度，主要有平时表现（课堂、研讨、过程表现）、项目大作业、案例分析、调研报告、上机、考试等。通过考核巩固所学的知识，检验所形成的能力，形成综合素质。

3 结束语

结合本专业多门专业课，从案例的选择、使用形式、分析方法等方面仔细考虑，认真设计，以学生为中心，激发了学生解决实际问题的兴趣和求知的欲望，充分调动学生的积极性和主动性，使得学生自主钻研分析，解决问题，从而达到了知识掌握、能力提高和素质培养的多重目标。案例教学在无机非金属材料工程专业教学中的应用有助于弥补传统教学方法的缺陷，培养学生的创新精神与实践能力，有助于进一步深化教育教学改革，提高应用型人才的培养质量。