化学工程专业学位硕士研究生案例教学探索

赵永华，周立岱，张震斌，孟庆润，杨 蓉

（辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001）

专业学位硕士研究生作为研究生教育中的重要组成部分，是培养高层次应用型专门人才的主要途径[1]。与学术型研究生相比，其主要是培养掌握某一特定职业领域相关理论知识，具有较强解决实际问题的能力，能够承担专业技术或管理工作，具有较强专业能力和良好职业素养的高层次应用型专门人才[2-3]。特别注重在实践操作、问题解决等能力上的培养。为了更好地达成这一培养目标，专业学位研究生的培养应该以提高学生的实践操作和问题解决能力为导向，以提高学生的专业实践能力和职业素养为核心组织教学，强化理论在实际中的运用，重点考察学生运用所学基本知识和职业技能解决实际问题的能力和水平，而不以科研能力和科学素养方面的培养作为着力点[4]。因此，专业学位研究生培养过程中应以锻炼学生实践操作和职业素养为主，掌握实践技能。传统的研究生教学方式以教师讲授为中心，以传授知识为主要目的，而不是以学生的学为中心，形成了教师单向灌输、学生被动接受学习的局面，更多强调理论知识，与实际应用联系欠缺。只关注学生理论知识的掌握程度，忽视对学生实践能力的培养与考核[5-6]。此外，加之专业实践环节有限，极大地限制了专业学位硕士研究生职业素养和实践能力的培养。为了克服这些问题，传统的课程教学模式必须要改革，要更注重理论与实践的结合。因此，采用适合专业学位硕士研究生职业素养和实践能力培养的教学方式势在必行。

一、化学工程专业学位硕士研究生培养现状

为了提高化学工程专业学位硕士研究生的实践能力和职业素养，各培养单位都采取了一定的措施。一是对教学方法进行了改革，采用启发式、讨论式、研究式等教学方法，充分调动学生的学习积极性，提高学生的学习兴趣。但在教学内容上还是过多强调学术研究而忽视工程职业素养的培养、更多注重理论知识讲授而轻视实践应用和创新能力的培养。虽然个别课程采用了案例教学的授课方式，通过案例分析来提高学生的工程实践能力等，但由于老师缺乏一线操作实践，使案例教学还是停留于表面，都是基于案例表面现象谈相关问题的解决方案，没能挖掘到更深层次的理论知识，加之案例库匮乏，并没有使研究生的工程实践能力得以很大的提高。另外，在考核时，多数课程评价体系较为单一，以期末一张卷或以查阅文献完成课程论文的方式来进行考核，未能体现出实践能力培养情况的考核。

此外，为了让学生接触企业实际，各培养单位积极寻求企业建立研究生联合培养基地，聘请企业工程师为兼职导师，构建双导师制，强化学生实践能力的培养。但在培养过程中也发现了一些问题，比如基地的校外导师、企业参与度不高，没有很好地发挥研究生基地和校外导师的作用。研究生的实践工程能力培养体系还有待加强，专业学位研究生的培养质量并没有明显地提升。

二、案例教学建设的必要性

案例教学以社会或身边发生的事例为基础，通过对其进行合理的加工，寓理于事，将理论知识与实际问题有机结合起来，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，进而提高学生运用基础理论知识解决实际问题的能力，并能激发学生的学习兴趣[5]。这种教学方式对学生的培养由注重知识转向注重能力，面对问题由传统教学枯燥乏味的告诉学生怎么去做转变为生动活泼的要学生自己去思考、去创造。

就化学工程领域而言，所涉及到的理论、工艺、设备等较多且复杂，仅仅根据教材设计的理论和实验教学环节，不能够很好地锻炼学生运用理论知识解决实际问题的能力，不利于发挥学生的主观能动性和创造性，只有深入接触实际工程项目，才能深刻理解相关理论及其如何在实践中的应用，提高学生的实践操作能力。此外，由于化工过程具有高温、高压、易燃且易爆等特点，从安全角度考虑，化工企业不愿意接收学生进行生产实习和实践，即便接收也只是以观察为主，学生接触不到生产过程的实质，无法深入理解工程实际问题，仅停留在感性认识的层面，使应用理论知识解决实际问题显得苍白无力[6]。借助于案例教学，使企业场景重现，可以让学生更深入地了解工程问题，锻炼并提高学生设计、分析和研究化工工艺过程，解决实际工程问题的能力。

而且2013 年《教育部人力资源社会保障部关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》[7]和2015年《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》[8]的文件中都提出，要改革专业学位研究生的教学内容和方式，加强案例教学。

因此，在教育部对专业硕士培养要求不断明晰的基础上，针对化学工程专业学位硕士研究生培养的现状，采取案例教学是提高化学工程专业学位硕士研究生培养水平的一个行之有效的教学方式。

三、案例教学实施过程

（一）案例收集

案例库建设是进行案例教学的首要任务，案例库质量将直接决定案例教学的效果。而案例的选择与收集是确保案例库质量的关键环节，案例的选择不能脱离课程的目标。为确保案例内容符合教学要求，应在课程教学大纲规定的内容范围内，结合工厂实际进行案例选择，也就是所选择案例反映出的问题、现象或蕴含的原理应该在课程教学大纲内。而且所选择企业生产实践中的现实问题或技术改革方案、措施等，要具有典型性、要体现出化工专业的特色。此外，案例也可选择校企联合科研项目，教师运用理论知识解决企业实实在在的问题，除了案例本身所蕴含的理论知识和工程实践外，还可激发学生的学习兴趣，让学生真正看到学以致用，充分发挥榜样的作用。不管哪类案例都要具有代表性，都要能反应课程的内涵以及如何通过运用理论知识解决实际问题，要能够培养学生分析解决实际问题的能力及职业素养，使其在看待问题时具有一定的高度和视野。另外，选择的案例一定要内容真实可靠、数据详实准确，不要随意杜撰的，不能为了说明问题而改变事实真相。

（二）案例撰写与入库

尽管案例来源于生产实践中的现实问题或技术改革方案、措施等，但在撰写过程中并非只是简单描述生产实际问题或技改方案、措施等，而是要挖掘问题背后的理论知识，要将其与化学工程专业的知识体系联系起来。要将问题产生的原因、如何解决、运用了什么理论、为什么要进行技改及进行技改的依据等解释清楚。要通过合理的分析与设计，使案例体现出化学工程专业应该掌握的知识点。在进行案例撰写过程中，可以采用一些特殊的写作手法，把有关内容在一定程度上进行加工，但不能夸大事实真相，使案例失真，增强案例的可读性和可讲性，提高案例的使用效果，激发学生的学习兴趣。也可借助数字化、虚拟技术等现代化教学手段，将案例以文字或多媒体课件等形式展现出来。

撰写好的案例要进行入库管理，为了能够快速、精确地找到相关案例，案例库在建设过程中要设计完善的检索系统，以方便案例的查找。因此，入库的案例可以按照每门课程的各个知识点等进行分类，确定好关键词，这方便授课老师在案例库中进行检索相关知识点案例，同时有助于案例库管理人员对案例进行修改、更新、删除等操作。

（三）案例教学实施

教师依据教学大纲内容，按照课程章节知识点从案例库中选择所需的案例。在案例教学过程中，使学生置身于充满问题的真实事件情境中，对问题进行深入剖析，引导学生运用理论知识分析、讨论问题，并提出解决问题的切实可行的方案。教师应准确指点和总结评价学生提出解决问题方案的独到之处和不当之处，同时应提炼出案例中所蕴含的理论知识点，促使学生深刻理解并掌握相关内容，培养学生运用理论知识分析、解决实际问题的能力。另外，在案例教学过程中，教师还要培养学生的工程意识和工程职业素养，不仅要引导学生运用相关的理论知识去解决案例中的实际问题，还要综合考虑该问题的解决方案在实际应用中是否安全、经济、易操作，是否具有应用价值，使学生在考虑问题时具有工程的理念。

（四）案例库的完善

随着技术的不断进步，一些新工艺会不断地被开发，一些新技改会不断地出现，工艺过程会不断地被完善，所以对于案例库中的案例也要进行适当地修改或更新。当发现案例库中的案例过于陈旧，比如案例中的工艺已淘汰，或与当前实际相差较大时，应该及时将其从案例库中去除，用新的更具代表性的案例替代。而对于一些在实际中已改进的案例要及时对其修改更新。为了更好地完成这项工作，学院应该成立案例评估小组，依据化学工程专业课程内容知识点，设计制定案例的评审指标标准、评审周期和程序，同时也为教师开发新案例提供依据。所有案例的审核、修改均以评估指标标准为准绳，确保案例库中案例的时效性。

四、案例教学存在的问题与对策

（一）案例基于文字描述，缺乏生动性

虽然案例教学可以在很大程度上加强学生实践能力的培养，但就现有的工程案例而言，多数还都是基于文字的描述，对于学生来说还是停留在感性认识的层面，没有激发学生的学习兴趣，这也不能很好地发挥案例教学的作用。因此，有必要开发建立基于现实的可视化案例库。

近年来，随着计算机软硬件技术的不断进步，依托虚拟现实技术、仿真模拟技术将实验项目的具体内容进行信息化加工，以3D 形式真实再现实验场景。通过这些技术可以使以前看不见、摸不着的工程内容得以更生动形象的真实呈现，这为建立可视化的案例库提供了新途径。由于化工行业的特殊性（易燃、易爆、有毒）和复杂性，基于现实的可视化工程案例的建立能够更好地促进案例教学法在化学工程专业学位硕士研究生课程教学中的应用。

（二）案例资源匮乏，部分案例质量不高

目前，用于课程教学的案例数量较少，质量偏低，个别案例过于陈旧，不能反映当今社会企业的实际问题。另外，案例资源的来源渠道有限，教师参与企业的横向课题偏少，与企业接触的机会不多，对工厂的实际情况不了解，搜集案例的机会较少。有些案例是通过查阅网络各平台上的信息经过改变而成的，这样的案例脱离企业实际，只能作为一个故事，没有吸引力，难以调动学生的实践兴趣和思考动机，其仅仅是改变教学方法的一个媒介，不能充分发挥案例的作用，不能很好地培养学生的工程意识。部分案例严谨性缺失，缺乏生动性，一些来自企业一线的实际案例，没有进行任何加工，只是一个简单的文字描述，存在内容简单、形式单一、结构不规范等问题。还有一些案例缺乏启发性。在案例分析与评价中，通常是教师的“一家之言”或数种观点的简单罗列，没有很好地引导学生从简入深地分析讨论问题，学生难以对案例作深入思考，没有挖掘到案例背后蕴含的理论知识。

为了改善这一情况，高校应加快推进校企合作，使更多教师能接触企业实际，增加教师参加企业实践的机会，鼓励教师从企业实践中多发掘案例、多撰写案例，拓宽案例来源渠道，不断完善、更新案例库资源。另外要加强校际间的交流合作，实现教学案例的资源共享。在编写案例库过程中，要运用多种方式，使案例更加生动地再现工厂实际，引起学生的学习兴趣。还要通过案例引导学生挖掘案例背后的理论知识，真正实现案例教学的目的。

（三）案例选择不够典型，不能涵盖所授知识点

教学案例的内容不能完全包括所授课程的理论知识，不能达到课程的学习目标，案例所反映的问题难度不符合学生的认知，部分问题过难，打击学生的自信心。部分选择的案例不是社会热点问题，甚至是一些已淘汰的工艺流程，不能引起学生的兴趣。

在案例授课过程中要根据课程目标来进行案例的选择，所选择的案例应是工厂当下常见的、具有代表性的真实事件。最好选择学生熟悉的案例，这样的案例更具有感染力，增强学生的学习兴趣和投入程度，提高教学效果。

（四）部分教师案例教学能力不足

从事化学工程教学的教师多数来自于高校，他们毕业后直接到学校从事教学工作，由高校到高校，没有在工厂的工作经历，对工厂实际情况的了解仅限于从网络等其他间接途径获得，不够深入。在案例教学过程中对案例本身的认识也仅停留在表面，由于对工厂的实际过程不十分清楚，在对案例进行分析时过于理论化，缺乏工程性，可能会与实际情况存在偏差，不能很好地发挥案例教学对学生实践工程能力的培养。

为更好地提高教师的工程实践能力，提升其案例教学水平，一是要为教师创造参加企业实践的机会，并鼓励教师积极参与，甚至可以制定相关企业实践制度，强化教师的企业实践能力。二是要鼓励并引导教师在从事纵向基础科研的同时，多参加企业实际的横向课题研究，积极开展校企合作，为企业解决实际问题的同时，加深对企业的了解，进而提高自己的工程实践能力。三是教师要积极参加社会及学校等组织的案例教学研讨会及培训会，多与同行进行交流，取长补短。四是聘请有丰富工程实践经验的企业人员为兼职教师，与高校教师一道共同合作开展案例建设。五是教师在案例教学前要做好准备工作，要对案例的实际工程背景，所蕴含的理论知识做到心中有数，设计好要讨论的问题，要真正体现出案例教学的作用，避免以“讲故事听故事”的形式完成案例教学。

（五）部分学生参与不多，分析能力不足

有些学生的化工专业基础理论知识较薄弱，在进行案例分析时，仅仅是看到表面现象、浅尝辄止，对其背后所蕴含的理论知识、本质问题分析不够深入。还有一些学生参与度不够高，总是置身于事外，缺乏团队精神和独立思考的能力。

在进行案例教学时，事先把案例推送给学生，让学生做好预习，对案例所涉及到的知识点做到心中有数。另外在分析讨论时，可以分组来进行，组员之间相互配合，锻炼学生团队协作能力，提高学生的参与度。在设计问题时，要按照由易到难逐渐增加难度梯度，使学生由简入手，在逐步获取知识的过程中得到成功的喜悦，增强自信心。另外在案例选取上应将重点放在当代社会的热点问题及大家感兴趣的工艺过程等方面，围绕这些问题开展案例教学，切实培养学生关注社会问题、深入分析问题及解决问题的工程实践能力。尽可能多地选择可视化案例，提高学生学习兴趣的同时增加学生对工程问题的感性化认识，更有利于学生工程实践能力的培养。

五、结束语

根据课程目标要求，将学生带入特定事件的“现场情景”进行分析的案例教学法，能够使以学生为中心的教学理念得以更好实现，能够更好地克服化学工程专业学位硕士研究生培养过程中存在的问题，对提升化学工程专业学位硕士研究生的课堂效果具有重要作用。在案例教学中，引导学生通过独立思考或集体协作运用理论知识来解决工厂实际问题，进一步培养学生识别、分析和解决复杂工程问题的实践能力。同时能够让学生树立正确的学习理念。案例库建设是保障案例教学法成功实施的重要一环。各培养单位应该为教师创造条件，鼓励教师进行案例库建设，并保证案例的质量，同时要加强校际间的合作，使案例实现资源共享，为化学工程专业硕士研究生的培养质量提供一定的保障。