探究式案例教学法在工科专业课程中的实践与思考

学习模式，融合方法论的教学，使学生掌握适于本专业问题的具体分析方法、研究方法，从而提升解决实际工程问题的能力。

一、水工建筑物课程案例教学法的设计与实施

1.水工建筑物课程特点

水工建筑物是水利类专业的骨干专业课程，具有综合性强、涉及知识面广、实践性强的特点。该课程是学生前期所学高等数学、结构力学、材料力学、建筑材料、水力学、水文地质与工程地质、水文水利计算、土力学、水利经济等诸多课程在实际工程中的综合应用，对专业教学计划的课程设置，具有宏观控制性的影响。

受客观因素制约，一方面学生对水利工程了解甚少，主观的感性认识缺乏；另一方面，实际工程问题往往较为复杂，综合性很强。因此，教师教好和学生学好此门课程并非易事。传统的单向灌输“填鸭”教学方法叙述性内容偏多，基础理论的讲解单一、问题简单化、理想化，缺乏工程实践的具体化过程，学生解决生产实际问题基本能力的培养及提升大打折扣。

案例教学法在提高学生分析能力方面的优势突出，有利于找到理论与实践的最佳结合，这与水工建筑物的课程特点及课程教学目标是相一致的。[3]因此，课程组将案例教学法引入水工建筑物课程的教学中，进行教学方法的探索与实践。

2.学生特点分析

课堂教学的受众是学生，而案例教学法主要功能就是调整学生被动学习向主动学习的转变，学生转换角色，成为教学的主角。学生的特点直接决定了实施案例教学法教学效果的成功与否，因此，课题组首先对学生的基本面情况进行了调查分析。调查样本为大三年级的两个班级，人数共计145人。学习类型调查结果显示（见图1）：自主学习的学生比重偏低，仅16.55%；驱动型学习的学生比重增加，为48.97%。学生学习主动性差是当前高校教师所面临的不利教学因素，地方一般院校尤为突出。对现有教学模式满意度的调查，仅自主学习学生的不满意比例略大于满意（含非常满意）的比例（8.28%：7.59%），其余学习类型的学生则相反。整体上满意（含非常满意）的学生比例为59.31%，而不满意和说不清的学生比例达40.69%。该结果与其他院校的相关调查结果是一致的。[4]

通过问卷调查，并综合老师的访谈，学生基本面的情况如下：等、靠思想严重，学习主动性不强；学生尚未养成主动查阅文献、动手试验的学习习惯，书面与口述表达能力弱；学生精力旺盛，表现欲望很强烈，但多数学生上讲台讲述依然有心理障碍。基于学生基本面情况，课题组进行了案例教学法的设计。

3.案例教学法的教学目标

加大启发式和引导式教学力度，激发学生的学习兴趣，促进灌输填压式被动学习向“以教促学、以教助学”的自主型学习方式的转变；透过实际问题加深对水工建筑物所涉及的基本概念、基本理论的理解；掌握分析问题的思路，在复杂的实际工程中能够抓住问题主要矛盾；掌握书面表达的手段和基本方法。

4.案例教学法的设计原则[2]

（1）案例题材的选择。学生的案例教学态度主要受到案例题材偏好因素的直接影响。[5]考虑到学生学习主动性不强的实际，确定案例题材的选择以调动学生的兴趣为首要原则，案例题材应采用学生周边较熟悉的题材，学生初次接触题材有“知道一些，可以先说一些，但又不能完全说清楚”感觉，即以探究现象背后的原因（机理）的学习模式进行。

（2）方法论的引入。刘道玉教授在谈及大学本科课程体系的改革中着重强调了科学方法论的重要性，对于“三层楼”（基础课、专业基础课和专业课）的课程体系，方法论是融合在各门功课中的，但随着知识分割过细、缺乏联系致使有关方法论的教学弱化。[6]因此，本次案例教学的实践要求学生掌握与本专业适宜的科学方法，如物理模型法、类比法、观察描述法和演绎法等具体研究方法。

（3）案例教学实施的方式。引入竞争机制，激发学生的表现欲望，以班级或小组的荣誉感来激发学生的投入。

（4）教师的引导。针对有些学生虽有上讲台讲述的欲望，但缺乏勇气的情况，对学生提出的案例分析不加限制，先不予评价，鼓励学生畅所欲言。同时，为避免学生跑题无收获，应进行前期适时的铺垫工作。

5.案例教学法的案例目录及教学模式

（1）案例目录。1）混凝土刚性结构分缝问题——混凝土地坪的裂缝成因分析与解决措施。2）混凝土冻融破坏机理问题——道路旁路沿石冻融破坏成因分析与解决措施。3）水流消能问题——校园灌溉渠道堰后冲刷破坏成因分析及计算复核。

（2）教学模式。根据水工建筑物的教学大纲及教材内容，结合案例教学的基本原理和方法，提出了贯穿案例准备、教学实施及教学评价过程的教学模式（图2），明确了教学各环节中教师和学生的参与方式和承担的任务。[7]

6.教学实施过程

根据引入竞争的原则，参与本次案例教学法实践是两个平行班级，每个班级设三个小组，每个小组由10个学生（随机）组成，分配一个案例，形成两个班级的对比竞争。本次案例教学的实施过程基本上如图2所示。实施阶段原计划分配给学生的时间是2周，用以完成案例分析、查阅资料、小组讨论及形成成果的任务。实施中，由于学生初次提交的成果不理想，主要表现在两个方面：1）成果的表达方法、表达方式过于简单；2）成因分析为各种因素之堆积，未进行结合实际的分析，经不起推敲。因此，通过教师引导，学生重新进行案例分析。如此，进行了两次的反复。课堂布置与引导课时为8小时，学生共花费6周时间。

二、案例教学法的教学效果分析

此次教学方法的实践，其教学效果从以下两个方面进行分析。

1.学生阶段性成果

从案例教学法实施的过程来看，学生是积极参与的，很感兴趣，主动地去查阅了相关资料，请教了相关的教师，为之付出了努力。学生对混凝土地坪的每个单块板（共99块板）裂缝都进行了细致观测，并绘制了CAD图，学习主动性明显被调动起来。

2.试卷考核成绩分析

对于参与案例教学法实践的两个班级，在期末考试中设置了两个与案例相关的论述题，以检验学生对案例所涉及工程问题的理解程度。试验组与对照组学生成绩分析情况见表1。

注：试验组：参加相对应案例的学生。对照组：去除参加三个案例的剩余学生。表中成绩值由原始数据进行了百分制的转化。

从学生的平均得分数据上看，试验组与对照组整体上的差异不显著，案例2中试验组的平均得分要比对照组高些。对案例1的数据做了如下处理：在试验组的成绩中去除1个最低得分，余下数据试验组的平均得分为57.78分（班级甲）、58.89分（班级乙），增加较多。可见，试验组样本偏少，单个样本对其平均值影响较大，这个影响直接反应在标准差上，试验组标准差均大于对照组。通过对高分学生个数的统计结果看，试验组的高分率均大于对照组，说明通过案例教学过程，个别学生实现了明确概念，对理论深刻认识的过程。对获得高分学生的卷面分析也可以清晰看出，试验组的学生对问题分析的深度和广度明显要好于对照组，问题论述的层次性更好。

三、案例教学法实践中的问题分析

课题组针对本次案例教学法实践中出现的问题进行了总结分析，以期对今后的教学方法改革和实践提供参考与借鉴。

第一，学生出彩的地方主要集中在现象的描述上，在现象的分类、问题的实质、理论论证等方面明显偏弱，具体分析能力不足。课题组认为其根源是学生对基本概念的理解不到位，缺乏解决问题的手段和研究方法，此方面的训练较少所致。应该在更多的专业课程中引入方法论的教学内容，搭建理论—实践—理论的桥梁。

第二，案例教学法的实施，案例题材及任务的设定至关重要。本次实践中案例1和案例2的工程现象及问题呈现较为具体，学生锻炼的效果较好。

第三，学生积极参与的原因，一方面是兴趣使然，另一方面是希望获得认可的心理，如好的评语。此次实践中虽然考虑到平时成绩这个因素，但实际操作中教师常常没对学生强调平时成绩的重要性，并在平时的学习中适时给予肯定，出现了个别学生马虎应付学习的现象。

第四，此次教学方法的改变对学习类型为主动学习和跟随性学习的学生影响较大，对驱动型学习及不学习的学生影响甚微。他们仅仅是被初期的新鲜感所吸引，缺乏继续投入的动力，因此，学习态度的转变至关重要，非一门课程改革能扭转，必须下力气狠抓学生的学风建设。

第五，通过本次教学实践，认为案例教学法的有效实施还是有一定难度的。一是案例教学法对教师的综合素质要求较高，而当前教师的培养模式显然不能满足这个新要求；二是案例教学需占用较多课时，这与当前专业课课时压缩，有限课时完成教学任务的教学要求相矛盾，需要在专业培养计划上进行宏观调整。

四、结语

目前，全球性的工程教育改革正在蓬勃开展，我国的工程教育也在总结自己的经验教训和吸取他国成功经验的基础上不断前进。[8]教学方法和手段的改革将影响学生的能力和素质，应作为首要改革任务。虽然在水工建筑物课程教学中运用案例教学法还处于探索的初级阶段，诸如教学模式、案例制作、学时分配、与实践性教学的关系等问题还亟待解决和细化，但可以明确，案例教学法以其科学的理念、丰富的内容、灵活的形式以及独特的教学效果与水工建筑物课程的教学目标是契合的，为其教学开辟了广阔的空间。就当前应用型人才培养的困境，进行教学方法的改进与改革是迫切而必要的。

参考文献：

[1]黄大乾，曹广祥.应用型人才培养与实践教学体系改革[J].高等农业教育，2012，（11）：58-61.

[2]陈啸，刘杨.国际应用型本科教育教学法研究的启示[J].中国大学教学，2012，（4）：92-95.

[3]萧毅鸿，周献中，凌海风，等.案例教学：一种有效的教师教育方法[J].教育理论与实践，2012，（32）：35-37.

[4]张志宇，郝娜，侯国恩，等.《水工建筑物》课程教学现状调查分析与改革对策[J].河北农业大学学报（农林教育版），2012，（2）：125-128，138.

[5]郭俊辉，曹旭华，王富忠.案例教学效果的最优模型探索[J].高等工程教育研究，2010，（3）：140-144.

[6]刘道玉.论大学本科课程体系的改革[J].高教探索，2009，（1）：5-9.

[7]冯永忠，韩新辉，任广鑫，等.案例教学方法在农业资源与区划课程教学中的应用[J].安徽农业科学，2012，（21）：11133-11134.

[8]傅水根.我国高等工程实践教学的历史回顾与展望[J].实验技术与管理，2011，28（2）：1-4.

（责任编辑：王意琴）

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