案例教学在工程专业的适用性探讨范文

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摘要：首先分析了案例教学的内涵及应用场景，从学科的知识范围、学习层次、认知过程3个方面分析了案例教学的适用性。以软件工程专业为例，探究案例教学在工程专业中的适用性，讨论具体设计课程时在教学时间、教学方法、案例设计与选择方面的问题，给出了教学建议。

关键词：案例教学；知识范畴；学习层次

1案例教学

案例教学法是一种以案例为基础的教学方法［1－2］。案例教学法整合理论与实践，以真实、具体的案例为基本素材，将学生引入特定的事件和实境中，通过教师与学生之间、学生之间的多向互动，促使学生充分理解问题的复杂性、变化性和多样性，重点培养学生分析、理解、处理问题的能力及反思意识和团队合作精神。

1．1案例教学法的内在特征

（1）学生作为主体参与、教师适当指导。

（2）将传统的“点对面”的单向灌输模式转变为“点对点”“点对面”的多向互动模式。

（3）凸显过程的开放性、信息的对称性、思维的多元性与方案的创新性。

（4）学习如何发问，进而学习独立思考、与人相处、解决冲突、尊重他人等能力。

（5）过程优于结果，把教学过程巧妙地转化为教学内容。

1．2案例的组成

案例是案例教学的核心要素，有个例、实例、个案等几种提法。案例的组成：

（1）真实而复杂的情境，说明事件发生是否有什么特别的原因或条件。

（2）典型的事件，案例所要反映的问题，应从最有收获、最具启发性的角度切入，有明确的主题。

（3）多个问题呈现，案例要有讨论的价值，通过讨论可以揭示事件的意义和价值，举一反三，为今后再处理类似事件提供参考和借鉴。

（4）典型的解决方法，通过分析、讨论、阐释的过程，启发学生主动探究、发现要点、设计解决办法和途径，有助于理解和解决相关问题。

2案例教学的适用性分析

在管理与工程领域与案例类似的概念是项目，项目是为完成某一独特的产品或服务所做的一次性努力［3］。项目是一个特殊的、将被完成的有限任务，它是在一定时间内满足一系列特定目标的多项相关工作的总称。从教学方面看，案例和项目情境都来源于典型的真实生活，都要求学生参与、团队合作。但是，对项目通常要求遵循规范的流程去解决问题，过程受人财物、时间等有限资源的约束，结果通常趋向一致，满足一定的性能、质量、数量以及其他技术指标。作为一种教学方式，案例教学法和其他教学法相比有其独到之处。联合国教科文组织在对案例研究、讨论会、课堂讲授、模拟练习等方法的教学功能的研究中发现，案例教学法在知识传授、学生的接受程度、知识巩固3方面居第2位，在分析能力培养方面居第1位。特别是与传统的讲授法相比，案例教学法在提高学生分析能力方面的优势尤为突出［2，4］。依据布卢姆提出的教育目标分类法，知识可以分成3个范畴［5］：认知、情感和技巧。每一范畴对应于学习的不同层次，较高层次对应学科内较复杂的内容，即距离对该学科的通达的距离较接近。最终目标是要鼓励教学者对教学的3个范畴都要有所聚焦，直至完整全面的教育。“认知范畴”的教育目标按2个维度分类：知识维度及其认知等级。按照知识维度，知识被分为4类：事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。按认知等级，每一类知识的掌握都分为6个层次，即记忆、理解、运用、分析、评价和创造。从案例教学的本质特征可以看出，案例教学特别有助于培养程序性和元认知方面的知识，对真实性、概念性知识没有显著帮助。在等级方面，案例教学特别适合认知过程的运用和分析，对评价和创造也有良好的效果。“情感范畴”从低至高可分为5个层次：接受、反应、评价、组织和内化。案例教学特别有助于态度范畴的前4个学习层次的培养。通过讲述真实情境的案例及具有情趣的问题，激发学生积极参与、主动学习的兴趣，在独立解决问题的过程中，有意识地整合各种知识，在讨论中，对其他习者的方法、结果等进行反思、给予评价。通过一次具体案例的研习，把所学视为本能的可能性不大。后天实现本能的一种途径是对反复出现的事件、情境、问题，不断重复地分析和解决。每当出现类似情境时有可能达到内化。反复操练工具，多做同类习题，强化记忆，将处理问题的方法抽象化，过程流程化、规范化，都是实现内化的有效途径。比如，运动员和演员的训练、军事操练、飞行员模拟飞行等。在工程领域，与之对应的是基于项目的实训。“技巧范畴”描述人们真实地使用一件工具或仪器的能力。技巧范畴的目的通常专注于改变以及行为与技巧的开发。布卢姆学派没有给出此范畴的细目，此后有不少教育家都尝试提出他们认为技巧范畴应有的细目。这个范畴正是工程技术领域有别于管理、教育、法律等人文学科之处。工程师要具有创新能力，把基本理论转化成解决实际问题的技术、方法，传统的案例教学对学生掌握“技巧范畴”的知识和技能帮助甚少。案例教学首先在人文社科领域获得普遍应用［6－7］。通过对比人文学科与工程学科的特点，可以分析案例教学在工程领域的适用范围。

3运用案例教学的问题分析及对策

近年在工程技术、计算机专业领域的案例教学研究［8－10］，例如在材料专业课程［11］、Java及编译原理［12］、计算机控制［13］等专业课程上的尝试，基本上都是通过一个知识域的典型例子，说明如何应用案例教学，指出其可行性及良好的效果。从科学研究方法的角度看，这些工作可以划分为案例研究，即个案，没有形成一个专业、课程、知识点、知识单元、知识域的案例教学。计算机及软件工程学科除了具备普通工科特点以外，还有其独特属性：（1）软件是逻辑和思维产品，抽象思维是软件工程学科教育的一个关键能力。（2）软件开发是以人的活动为核心的生产过程，管理知识和能力也是软件工程师的核心。案例教学模式、特征及其优势在工程技术学科的教学中同样适合，然而，由于工程技术学科的知识结构、掌握途径以及应用目的不同，运用案例教学需要考虑诸如教学时间、案例类型、知识域等因素。

3．1时间问题

采用案例教学方法，要求教师和学生花费较多的时间。按照通常的案例教学方法实施流程，教学准备阶段要比普通的课堂教学多花时间，教师要根据教学内容编写案例，或者选择、理解、组织案例（由于案例的真实情境、时间性，不可能总是使用相同的案例），在课堂上势必压缩理论教学时间，用来分析、讨论、总结案例。对学生，在准备阶段，要阅读理解给定的案例，不仅要阅读教材学习案例蕴涵的知识，很多场合还要花时间去查找资料、扩大知识面，加深理解、提升理解和分析能力；在实施阶段，和同组人员交流、讨论、辨析，撰写分析报告，在课堂上陈述与讨论。

3．2案例容量

按照蕴涵议题的数量和复杂性2个维度，把案例分为：单议题简单案例（A类）、单议题复杂案例（B类）、多议题简单案例（C类）、多议题复杂案例（D类）。案例容量可以量化为议题数量及其复杂性的函数。A、B类案例没有给学生留下自学、探索的余地，起不到案例教学的作用，可作为基本概念、原理、算法、程序设计等的例子、例题、范例来使用，训练底层的知识范畴和基础技能。尽管C类案例包含了多个议题，但这些议题之间若没有联系（因果关系、逻辑关系、前后顺序、时间关系等），在教学上的作用如同A类案例。在实践中应当把C类案例分解成若干个A类案例。这种处理方式在工程技术领域称为模块化。在法律、管理、教育、艺术等人文社科领域，材料的阅读、分析、综述能力属于主要技能。阅读组织优秀的案例可以训练这些技能。在工程技术领域同样需要良好的阅读能力，但是更重要的是设计、开发、解决方案、流程化、标准化等能力。因此，需要的是复合型的D类案例。它给了学生发挥创新性思维、综合各种知识和能力解决问题的空间。但是，复合型案例需要教与学都花费较多的时间，更重要的条件是学生的综合能力和经验。

3．3专业教育的适应性分析

案例教学通常是运用在一门课程中。对一个专业或学科，要想使案例教学发挥最大作用，需要从专业教学体系的设计和配置上统筹考虑。例如，重新组合一些知识域，设计成若干门不同类型的课程：以理论为主的、研讨（案例教学）为主的、验证实验性质的以及综合性的课程设计／课程项目等。作为案例教学，在工程领域实施时要结合专业特点，采用其基本原则、实施步骤，融入面向工程领域的教学方法。在实际教学中不是单纯地采用案例教学，而是以案例为基础，结合项目驱动等方法，培养学生的动手能力、工具的熟练掌握、对流程的遵守直至流程优化与改造。

3．4案例时效性

人文学科中案例蕴涵的某些法理、认识、观念等会随着历史的发展、社会的进步、文化的交融而发生变化，更多的是人类社会的普遍真理，亘古不变。但是，工程技术却是不断发展、进化的过程，今天先进、流行的技术、方法和工具，也许明天就落后，不能满足需要，尤其在信息技术领域，理论、方法和工具的发展日新月异，新的应用和产品不断涌现。在软件工程学科的教学中，教师与学生面临一个严峻挑战：在学校学的知识，包括方法、技术和工具，毕业之后可能就过时了。所以，教学材料，包括在教学中运用的案例要不断更新，与时俱进。在内容上，案例要更多地体现专业领域基础理论的应用，针对不同的技术、方法、工具等设立不同的项目，以保持案例教学所特有的真实性情境。

4结语

案例教学不是改进教学质量、提高学生能力的一付万能膏药，它是众多教学法的补充，必须与其他教学方法配合、协调运用，在满足特定的环境和条件下运用才能发挥其最大的效用。无论是理论授课还是实践学习，显然都应该在教学中增加案例、范例或实例，以加深学生的理解和应用场景。在教学中适当引入案例，特别是在学习、理解和掌握抽象的基本概念、原理和方法时，通过真实情境再现，或启发，或多向多维思考、碰撞、反思、诠释、激辩，或观摩、模仿、反复操练，学习知识、掌握技能、培养能力。以案例为基础的教学，特别适合工程领域中逻辑推理、产品分析、系统论证、方案设计方面的知识及能力的掌握，但在工程学科的基础概念、抽象思维、流程与规范、数学证明等方面的知识传输和技能培训上，案例教学方法则有其局限性。

参考文献

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［2］傅伟锋，唐贤清．美国研究生案例教学及启示［J］．湖南师范大学教育科学学报，2016（5）：124－128．

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［4］罗伯特•K•殷．案例研究：设计与方法［M］．2版．周海涛，李虔，李永贤，译．重庆：重庆大学出版社，2010．

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［13］赵洋．计算机控制与检测课程群建设与教学实践［J］．实验技术与管理，2016，33（10）：209－212.

作者：李劲华； 单位：青岛大学