魏永祥

濱州學(xué)院 山東濱州 256600

案例教學(xué)在化工儀表及自動(dòng)化課程中的探索與實(shí)踐*

魏永祥

濱州學(xué)院 山東濱州 256600

本文就實(shí)施案例教學(xué)在化工儀表及自動(dòng)化課程中的意義、案例的選取原則以及案例教學(xué)的組織形式等進(jìn)行了探索。

案例教學(xué)；化工儀表及自動(dòng)化

案例教學(xué)法又稱為實(shí)例教學(xué)法或個(gè)案教學(xué)法，最初由美國哈佛大學(xué)法學(xué)院提出并在教學(xué)中進(jìn)行使用，后來在商業(yè)、教育、管理等教學(xué)領(lǐng)域均取到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前，案例教學(xué)在教學(xué)過程中的重要作用，已在教育界形成共識(shí)，隨著我國高校教學(xué)改革的不斷深入，在專業(yè)教學(xué)課堂中引入案例教學(xué)，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。所謂案例教學(xué)法，就是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)需要，選用典型案例為學(xué)生提供一個(gè)真實(shí)的或模擬的具體情景，學(xué)生通過對(duì)案例的閱讀、思考、分析、討論等，在具體的問題情境中，積極思考，主動(dòng)探索，培養(yǎng)起綜合的能力和素質(zhì)。

一、化工儀表及自動(dòng)化課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

化工儀表及自動(dòng)化是化工專業(yè)的專業(yè)必修課程，該課程涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)、儀器儀表等學(xué)科內(nèi)容，是一門多學(xué)科交叉的綜合性課程。其特點(diǎn)是：課程內(nèi)容多，知識(shí)面廣，既有深刻的理論闡述又有大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的歸納總結(jié)。在該課程的教學(xué)過程中，如果教學(xué)方法機(jī)械單一，就會(huì)使教學(xué)陷入困境，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

傳統(tǒng)化工儀表及自動(dòng)化教學(xué)存在著許多不盡人意之處。主要表現(xiàn)在：在教學(xué)思想上偏重于知識(shí)的傳授，忽視了學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題能力的培養(yǎng)；在教學(xué)內(nèi)容上偏重講授該學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的一般性原則與方法，對(duì)工廠企業(yè)大量的實(shí)際問題缺乏應(yīng)有的關(guān)注，教學(xué)缺乏針對(duì)性；在教學(xué)過程中過分強(qiáng)調(diào)教師的主體作用，學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)，對(duì)發(fā)揮、調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性重視不夠。顯然，這些教學(xué)現(xiàn)狀與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)化工人才的需求不相適合，必須進(jìn)行調(diào)整和改革。我們?cè)趥鹘y(tǒng)教學(xué)方法中引入了案例教學(xué)，以期利用該方法靈活的啟發(fā)性、鮮明的針對(duì)性等特點(diǎn)來解決上述教學(xué)難題。

二、在化工儀表及自動(dòng)化課程中實(shí)施案例教學(xué)的意義

1.加深課程理解，提高實(shí)踐應(yīng)用能力

在傳統(tǒng)化工儀表及自動(dòng)化課程中，由于以教師講授為主，學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)僅僅局限于理性思維的認(rèn)識(shí)，是一種片面的，靜態(tài)的，孤立的淺層次認(rèn)識(shí)。而案例教學(xué)法通過具體化工生產(chǎn)案例，將書本的理論與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來，將抽象的理論具體化，換言之，使理論知識(shí)通過案例得到具體體現(xiàn)。學(xué)生通過自己對(duì)案例的分析去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)會(huì)理解地更加深刻和透徹。同時(shí)，由于案例是化工生產(chǎn)實(shí)際中真實(shí)發(fā)生過的具體事件，這使得學(xué)生雖然身在課堂，卻好像親臨生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。因此，通過引入案例教學(xué)，增強(qiáng)了課程的工程實(shí)踐性，通過案例的具體分析，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)和理論得到了具體運(yùn)用，幫助學(xué)生樹立了工程實(shí)踐的觀念，提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

2.有助于培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)

在案例教學(xué)中，教師會(huì)提出各種問題讓學(xué)生根據(jù)案例情景自己得到答案。由于教學(xué)案例具有一定難度，因此問題并沒有一目了然的現(xiàn)成答案，學(xué)生必須根據(jù)材料自己進(jìn)行深入地思考、分析，不斷探索才能找出答案。這一尋找答案的過程有助于培養(yǎng)學(xué)生勇于探索和發(fā)現(xiàn)的精神。同時(shí)案例教學(xué)旨在尋求正確解決問題的方法，而非“標(biāo)準(zhǔn)答案”，這種對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化方案的探求，是開放的、多元化的。在案例教學(xué)中，通過教師有意識(shí)的引導(dǎo)，以廣泛討論的方式，倡導(dǎo)逆向思維、發(fā)散性思維，鼓勵(lì)不同觀點(diǎn)的相互啟發(fā)、相互碰撞，積極尋找多種解決問題的途徑，這樣經(jīng)過反復(fù)鍛煉，學(xué)生就會(huì)逐漸具備創(chuàng)新的意識(shí)和能力。

3.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師講得多,滿堂灌的現(xiàn)象極其普遍,過多的純理論闡述常常使學(xué)生感到枯燥乏味,產(chǎn)生消極厭倦情緒,這不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。案例教學(xué)法實(shí)際上就是把生產(chǎn)和生活現(xiàn)實(shí)的問題帶到課堂上去討論、分析、判斷,將解決問題的規(guī)律、原則、方法寓于案例的分析、討論中,誘導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生思考和鉆研的行為。在案例討論中,學(xué)生不再被動(dòng)地接受知識(shí)的灌輸,而是成為課堂主角,自主性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析問題和判斷決策,這增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感,充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

三、化工儀表及自動(dòng)化課程教學(xué)案例的選取

化工儀表及自動(dòng)化案例的編寫和選取是實(shí)施案例教學(xué)的基本前提，其內(nèi)容設(shè)置的是否合理直接決定了案例教學(xué)的成敗。故選取教學(xué)案例的原則如下：

1.案例真實(shí)性和實(shí)踐性原則

案例教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)在于它應(yīng)用案例的工程真實(shí)性和實(shí)踐性,能讓學(xué)生真正地接觸到化工生產(chǎn)過程的真實(shí)情況,并通過結(jié)合所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)去分析和解決工程現(xiàn)場(chǎng)所遇見的實(shí)際問題，這往往能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣并提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。我們?cè)谶x擇本課程案例時(shí),大多選擇了化工生產(chǎn)中最常見設(shè)備和單元操作的控制過程,如離心泵的控制、換熱器的控制、精餾塔的控制等,在這些控制過程中讓學(xué)生自己去分析和解決問題,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的體驗(yàn)和感受。

2.案例與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合原則

化工儀表及自動(dòng)化教學(xué)有著特定的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，因此教學(xué)案例要綜合衡量教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平進(jìn)行選擇，使這種教學(xué)方法最終為總的教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。同時(shí)，選取的案例應(yīng)能將課程不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，使學(xué)生在對(duì)案例進(jìn)行分析和思考過程中能夠?qū)⒉煌闹R(shí)點(diǎn)綜合起來進(jìn)行運(yùn)用，從而加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解并使知識(shí)融會(huì)貫通。例如，我們?cè)谥v述串級(jí)控制系統(tǒng)時(shí)，無論在引入串級(jí)系統(tǒng)的概念還是在講述串級(jí)系統(tǒng)的工作過程、工作特點(diǎn)以及控制器正反作用選擇,我們都圍繞著管式加熱爐控制的案例來展開討論,在這一案例中使串級(jí)控制系統(tǒng)的各部分內(nèi)容串聯(lián)起來,形成一個(gè)知識(shí)體系。

3.案例的趣味性和參與性原則

為了能夠緊緊地抓住學(xué)生的注意力，案例的選取必須具有趣味性和生動(dòng)性。只有選取學(xué)生感興趣的化工生產(chǎn)案例,才能吸引學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)背景、經(jīng)驗(yàn)?zāi)酥料胂罅χ蒙戆咐那榫爸?才能激發(fā)起巨大的熱情去發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。同時(shí)案例難度的設(shè)置也要合適,要具有激勵(lì)作用,能夠吸引絕大多數(shù)的學(xué)生積極地參與其中。案例選取的過于簡單,學(xué)生會(huì)覺得太過容易,起不到鍛煉思維的作用；而所選案例如果太難,超出學(xué)生解決問題的能力范圍,也會(huì)打擊學(xué)生的自信心,喪失參與案例教學(xué)的積極性。

四、化工儀表及自動(dòng)化課程案例教學(xué)的組織形式

在選擇好符合教學(xué)內(nèi)容的案例后,我們對(duì)案例教學(xué)進(jìn)行了精心的組織。在理論講述中,當(dāng)講解到重點(diǎn)、難點(diǎn)、學(xué)生不容易理解的部分時(shí),我們會(huì)將一些小的案例穿插在講授過程中,以案例為模型輔助理論內(nèi)容的講述。當(dāng)課程部分章節(jié)內(nèi)容及全書內(nèi)容全部講授完畢以后,我們會(huì)綜合性地提出一個(gè)或幾個(gè)案例,如精餾操作過程的自動(dòng)控制方案等,讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,根據(jù)自己所掌握的控制系統(tǒng)理論和原則去找出控制方案的控制點(diǎn)、被控變量、操縱變量等,自己將控制方案設(shè)計(jì)完整。在每個(gè)學(xué)生對(duì)案例形成自己的見解后,我們組織進(jìn)行討論,先由2～3名學(xué)生詳細(xì)闡述他們對(duì)案例的看法,然后由其他學(xué)生對(duì)他們的見解進(jìn)行質(zhì)疑和討論,提出自己不同的觀點(diǎn),并對(duì)這些觀點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比和分析,找出其中不合理的地方并加以改進(jìn),最終得到最優(yōu)化的控制系統(tǒng)方案。在大家進(jìn)行討論、補(bǔ)充的過程當(dāng)中,學(xué)生通過自主性的思維活動(dòng)加深了對(duì)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。在案例教學(xué)的最后,我們?cè)O(shè)置了總結(jié)和反思環(huán)節(jié),要求學(xué)生根據(jù)自己在案例分析和討論中的收獲撰寫一個(gè)學(xué)習(xí)總結(jié)報(bào)告,總結(jié)自己解決案例問題的思考過程,分析自己解決方案中存在的不足并加以思考和改進(jìn),總結(jié)解決問題不同的思路和方案并進(jìn)行比較。

總之，在長期的教學(xué)實(shí)踐中，通過案例教學(xué)加深了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解，初步培養(yǎng)了學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。以后，我們會(huì)進(jìn)一步探討和實(shí)踐這種教學(xué)方法，使其更加符合工科專業(yè)的教學(xué)實(shí)際，為培養(yǎng)厚基礎(chǔ)，高能力，素質(zhì)全面的優(yōu)秀化工人才而努力。

[1]厲玉鳴.化工儀表及自動(dòng)化[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006

[2]張智賢.自動(dòng)化儀表與過程控制[M].北京:中國電力出版社,2009

[3]佟元之.教育技術(shù)支持下的案例情景探究式教學(xué)研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009,3:66～68

Abstract: In this paper, the purpose and organization of case teaching and principles of case selection are explored and summarized.

Key words: case teaching method; chemical instrument and automation

Exploration and practice of case teaching method in chemical instrument and automation

Wei Yongxiang
Binzhou university，Binzhou，256600,China

2010-03-18

魏永祥，碩士，助教

*本文系濱州學(xué)院教研課題（BYJYYB200913）：適應(yīng)應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)目標(biāo)的化工儀表及自動(dòng)化理論內(nèi)容改革與實(shí)踐。