“案例式课内教学+学科类课外竞赛”工科人才培养模式探讨

刘翠云+吴慧芳+尤朝阳

摘要：为培养综合型人才，在专业教学中采用“案例式课内教学+学科类课外竞赛”的工科人才培养模式，即在课内采用“案例式教学”新模式，在课外带领和辅导学生参与各级“学科类竞赛项目”。“课内”模式中学生参与课堂教学，掌控学习进程；“课外”模式中学生通过学科竞赛展现自我，是全方位能力的提升过程。两者的有机结合能够促使学生学习的目标性、主动性和有效性得到提高，有助于培养具有较高工程素质的综合型、应用型人才。

关键词：案例式教学；学科竞赛；工科人才；培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0181-03

伴随着城市建设和社会经济发展的需要，目前对各类人才提出了更高的要求，目前要求工程技术人才不仅具有较高的综合素质，而且具有在实践中灵活运用所学知识、创造性地分析和解决实际工程技术问题的能力。而互联网时代下，网络信息量大、涉猎范围广泛、传播速度快以及高度的开放性和便捷性，已在极大地影响着大学生的学习和生活，互联网的行业影响力已经渗入到高等院校的教学。在这种社会大背景之下，高等院校应根据自身办学条件和学科优势，结合区域经济发展和建设领域职业需求的实际，充分利用互联网的特征和影响力，以综合实用型人才培养作为教育教学改革的最佳切入点，这是实现高等教育可持续发展的必经之路。

国内各大高校也相继探索创新人才培养之路，以使人才适应社会需求。宫亚峰等提出构建系统化的实践性教学课程体系，采用“启发式、研究式”的教学方法培养出“厚基础、宽口径、强实践、重创新”的复合型专业人才。阚连宝提出了“研究性实习教学”的教学理念，分为实习准备、实习体验、研讨提高和实习考核四个阶段，以充分发挥学生在实习教学中的主观能动性和创造性，激发学习热情，提高实习教学的质量。姚丽英认为地方综合性大学应用型人才能力的结构应是基本能力和特殊能力的“有机统一体”，应深化基本能力，突出特殊能力，并建立相应的能力评价标准。对实践性强的建筑类专业而言，宗桦等认为“校企联合教学”是实现培养高层次、高素质建筑类专业技术人才的重要途径，而案例教学模式能够营造“身临其境，感同身受”的课堂情境。对美国研究型大学考察发现，跨学科人才培养已经成为其重要的办学理念，以应对解决复杂问题的需要、满足学生个性化或多样化的学术兴趣。而香港的大学课堂教学与内地有很大不同，香港课程大多注重交流，课上老师经常会给出一些讨论话题，学生分组讨论，大家形成一些意见或共识，再与老师或其他同学交流讨论，在这个过程中学生的科学思维、团队协作等能力均得到了锻炼。台湾的高等教育注重创新人才的多元培育和国际化，并在工程等领域鼓励推行职业资格证照制度，使学生获得一门与专业相关的职业认证资格，提升竞争力。

笔者在长期的专业教学中，发现部分学生存在着学习目标模糊、学习主动性欠缺、找不到有效的学习方法等问题。虽然学生是学习的主体，但也反映出高校在传统人才培养方式上的不足，如教学模式和途径单一、实践性教学薄弱、理工科学生人文教育欠缺等。笔者尝试在“给排水科学与工程”专业的教学中采用“案例式课内教学+学科类课外竞赛”的人才培养模式，即在课堂教学中采用“案例式教学”新模式，学生在“翻转课堂”中通过完成实际案例的形式掌握理论知识和方法；在课堂以外带领和辅导学生参与各级“学科类竞赛项目”。“课内”与“课外”的有机结合将使学生的综合能力得到较为全面的提升。

一、翻转课堂教学方式

首先，在专业课教学中改变以往重理论、轻实践，全程课堂讲授的方式，采用翻转课堂教学方式，教学手法流程见图1。

根据课程内容分成几个模块，比如专业课程《给水排水管道系统》可以分为“给水管网设计与计算”、“污水管网设计与计算”和“雨水管网设计与计算”三个核心模块，对于每一个模块，用2—4节课时间进行框架点拨，对重、难点问题详细讲解。同时，重、难点问题可提供补充教学材料以供学生在课下进一步理解和消化，补充教学材料可以录制课堂教学视频、PPT课件、计算实例等形式通过网络传送给学生。

“框架点拨”和“重难点讲解”后布置小型案例，视案例的难易程度、工作量大小安排学生在3—10天内完成，学生需要投入课余时间边自主深入学习边完成案例。在此期间，留1—2节课让学生在课堂上完成，教师的主要任务是为学生答疑解惑，观察学生进度，记录每个学生的进度和知识掌握情况，对于共性和疑难问题集中讲解。也可以视难度大小分组进行，接下来是一次课堂讨论，每个小组选出代表介绍案例完成情况，要求用PPT展示设计方案和计算过程，其他同学可以针对该设计提出问题，共同讨论解决。同样，对于案例中的“难点”和“共性问题”，最后由教师解答。为了杜绝部分同学“偷懒”、“依赖他人”的现象，要求小组代表轮流担任，每个同学的发言记录在册，结合案例完成情况给出成绩。

为改变部分学生“平时不努力，考前抱佛脚”的现状，该课程的成绩考核方式随之进行相应改革。课程的最终成绩由两部分组成：平时成绩和期末考试成绩。任课教师根据学生课堂提问、小组讨论、案例介绍及完成情况评定学生的平时成绩，平时成绩在最终课程成绩中占比不低于60%，期末考试成绩在最终成绩中占比不高于40%，以督促学生重视平时的知识积累。

二、两轮案例式教学

专业课程的教学中，每一个核心内容模块采用上述方式，亦即第一轮“案例教学”。在课程结束后进行第二轮“案例教学”（即以往“课程设计”教学环节）。第二轮“案例教学”一般集中在2—3周内进行，案例来源于实际工程，一个教学班分成4组，给出不同题目，且要求每个组内成员的设计方案不能雷同。仍以课程《给水排水管道系统》为例，今年第二轮案例教学的题目为：在给出某镇总体规划图及地理位置、气候、经济发展、人口等资料的基础上，要求完成该镇给水管网、污水管网以及雨水管网的平面布置及相关的设计计算。

第二輪案例教学的题目难度较大且综合性强，以往学生拿到题目思路不明朗，总觉得无从下手，有明显的“畏难情绪”，在设计初期阶段走很多弯路。实施“两轮案例式”教学法后，有了第一轮“案例学习法”的基础，学生设计思路明确，且积极性和热情被调动起来，只要教师点拨一二，他们很快就能领悟。但由于工程经验的缺乏，在完成过程中仍然会碰到很多“拦路虎”，对于细节的处理有所欠缺，比如“给水管网设计”中管道布置合理性、流量初分配技巧，“排水管网设计”中污水管道与雨水管道布置的差异性等。这时教师可以进行集中辅导，并需要引导他们多查资料，如专业规范和手册，逐一地解决设计中遇到的问题。

笔者在第二轮案例教学中亦常选择学生所在校园作为设计题目，让学生在校区规划图上布置给水管网、污水管网和雨水管网。江浦校区占地3000余亩，属丘陵地形，地面高差大，分布有多个湖泊、池塘，教学楼、宿舍等建筑物分布相对分散，且学生对校区地形熟悉，作为给排水管网初次练习的实例很合适。将新学习的理论应用于自己生活的校区，学生热情高涨，参与积极性高。

经过第二轮“案例教学”，不仅专业知识掌握更牢固，也熟悉了相关规范和手册，学生的专业素养和实践能力有了极大提升，在某一方面他们基本达到了“初级工程师”的水平。

三、学科竞赛类课外教学环节

除了实习、实训和设计类等传统实践性教学环节外，动员和组织学生参加学院、学校乃至全省、全国性的学科类竞赛、创新创业项目等，学生的动脑、动手和团队合作、交流表达等各方面能力能够得到极大的锻炼，也是对课堂内理论学习的良好补充。

工科专业学生在开始接触专业课程后（一般为三年级上学期），对专业有了初步认识，就可以在老师的指导下参加各个级别的竞赛或创新项目。例如，本校许多工科专业会以学院为单位会举办“本科生科技论坛”，参赛作品可以为设计类、研究类、调查类等，大三、大四学生3—5人一组组队报名参赛，在作品的准备阶段，经历了讨论协商、查阅资料、老师辅导等过程，對专业知识的认识上升到了应用的高度。

“本科生论坛”的参赛面较广，约有60%—70%的参与度。在此基础上，遴选出一批优秀学生参与申请学校的“大学生创新与实验开放基金项目”。该项目一年申报一次，学校提供经费支持。笔者连续两年辅导学生申报了该项目，学生从拿到题目后的茫然，到逐渐理清思路，凭着掌握不多的专业知识入手，在完成的过程中，逐步解决一个又一个难题，这是一个坚持和不断克服困难的过程。例如，本专业一组学生申报题目为“城市排水体制‘合改分现象的思考”，他们对“排水体制”的理解来源于专业课程，单凭课程内容远远无法完成项目。但是，他们把课程内容作为基础，查阅资料、现场调查，多次与老师讨论，逐渐对这个问题有了比较深入的理解，最后结合国内部分城市“合改分”现状，对城市排水体制“合改分”现象全面总结、归纳，交出了优秀的参赛作品。

以学校“大学生创新与实验开放基金项目”作为起点，优秀项目入选江苏省“大学生创新创业训练计划”项目，并参与全国“挑战杯”竞赛项目。经历了此类课堂以外学科类竞赛的锻炼，对于学生深化专业认同感、加深课堂内容的理解有重要作用，并更加重视课堂所学，促进了课堂效率的提高，并在班级学风建设中起着表率作用。

四、结语

把“案例式课内教学”与“学科类课外竞赛”结合起来，形成工科专业人才培养的新模式。“案例式课内教学”重在课堂上学生参与性、学习主动性的提高，让学生带着问题自学，以此将课外时间充分利用起来，节省下来的课堂时间可用于讨论、学生展示和答疑解惑。学生在这种教学模式下获得的教学效果远远好于“老师讲、学生听”的传统课堂。在“案例式课内教学”的基础上，带领和辅导学生参与学科类课外竞赛，将课堂理论知识应用于实际工程或项目，学生不仅在专业素养上有了明显提升，在学习的主动性、逻辑思维、团队协作、演讲与口才、文字功底等各个方面得到了充分锻炼，如此培养出来的人才必定是高质量的，也是社会所需的人才。课内教学是课外竞赛的基础，课外竞赛是课内教学的扩展，两者是相辅相成的关系。把“案例式课内教学”与“学科类课外竞赛”结合起来，是在现代教学理念指导下探索的一种科学高效的教学方法，是结合我国高等教育实际情况进行的一项人才培养模式研究，为培养出适应社会经济与科技发展需要的高素质人才打下坚实的基础。

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