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摘要:从课程学习的重要意义入手,阐述案例式教学方法的主要特征,并运用教学过程四要素方法进一步剖析了案例式教学的主要组成要素,最后,通过案例引入、案例分析与问题解决、案例总结与深化梳理了案例式教学的基本流程。
关键词:案例式教学;传热学;案例;解决问题
本文引用格式:王堃,刘娟,蔡萍,等.案例式教学方法在《传热学》课程教学中的应用探索与实践[J].教育现代化,2019,6(81):69-70.
《传热学》是能源与动力工程等专业的一门主干课程,是当今科学技术领域发展的最重要技术基础课程之一。该课程重点涵盖热量传递过程原理、规律、计算、测试等基础理论知识与技能,广泛应用于能源动力、建筑环境、材料冶金、机械制造等领域的大量传热问题的分析与研究。社会进步与经济发展对人才提出了更高的要求,大学生必须具备坚实的专业基础知识,夯实专业技能,提升专业素养与竞争能力;科学技术的普及与发展深刻改变着教与学的环境与方式,项目式学习(PBL)、翻转课堂、微课、慕课等新兴教学方法得到了广泛关注与应用。本文针对教学改革实践,探讨案例式教学方法在《传热学》课程教学中的应用。
一《传热学》案例式教学的特征
教学目标明确。在实施案例式教学时,必须依据教学目标,教学案例的选择与教学过程的设计要“有的放矢”。教学案例需要具备典型性,案例本身蕴含所授教学内容的重要知识与技能。然而,案例式教学的优势并不仅仅是教授(学习)知识,更重要的是通过激发学生参与讨论与分析的热情,唤起潜藏在学生身上的丰富的实践经验及其能力,从而参与讨论,以提高学生对传热规律的分析能力、表达能力和解决问题的能力。因而,所有的教学案例都是为一定的教学目的编写、选择、设计的,教学案例为教学目标服务,其目的指向学生知识、技能、素养的获得与提高[1]。
二 案例式教学情境化、直观化
《传热学》做为热能工程专业的专业基础课程,课程包括基本概念、基本理论及基本计算方法、图表和经验公式较多,内容繁多且分散,理论性相对又比较强,“难教难学”。因而,可以借助于广泛的多媒体教学资源来展现案例,构建教学情境。例如,可以运用视频、音频、动画、图片等相关内容,将学生引入特定的应用情景中,借助于多媒体所提供的多感官刺激,来加强对学生对传热原理等知识的感知与理解。
(一)来源于现实生活、工程实践
课程中所选择与设计的案例来源于现实生活或工程实践。一方面,源自现实生活与工程实践的案例或问题,易于使学生产生专业认同感,加深对所学内容的理解。易于吸引学生,激发学生学习兴趣,提升学生的专业素养,学以致用。另一方面,案例教学过程要求学生观察、思考、分析与解决问题,提高学生的合作能力,提高问题分析与解决的能力。培养从细节生活与工程实践中,善于观察与思考的学习与研究习惯。
(二)案例适当、适度
首先,依据课程目标,案例或问题的难易程度要适当,基于“最近发展区”,要符合学生的认知习惯,难度高,容易使学生产生学习挫败;难度低,降低学生解决问题的成就感,因而,难易程度不适合,都会影响学生参与学习的积极性[2]。
其次,还应注重基于学生的生活经验与认知背景。例如,选择“冬季地暖式供暖方式”案例,若学生以来源自南方为主,那么此案例就可值得商榷,因为绝大多数南方学生没有北方冬季家庭供暖的生活经验与认知背景。因而,在案例式教学中,要注重与学生的生活世界相联系,可以采用北方学生自己来介绍相关背景知识的教学方法。
三《传热学》案例式教学要素分析
借助于教学系统的四要素——教师、学生、内容、媒体对案例式教学的主要要素展开分析。教师是案例式教学的设计者,教师首先是要选择或设计一个适合的案例,来引发教学的发生;组织好教学流程,设计教学流程的重要的结点;采用多种策略,激发自主探究、合作协作、解决问题的兴趣与积极性。学生是案例式教学的学习主体。案例式教学,学生参与对案例或问题的分析与解决过程中,结合自己生活经验与参与或了解的工程实际,积极思考,并在分组协作或集体汇报中,表达自己的意见与疑问等。内容则是在案例式教学中,必须明晰教学中的案例、学生之前已具备的知识与技能,案例内蕴含的知识与技能(学生需要习得的知识与技能)这几者之间的区分与联系,只有这样的案例式教学才是真正有效的,也才能取得良好的学习效果。媒体则指在现代信息化教学条件下,可以充分应用信息化教学工具与方法,例如应用多媒体来展示案例。在教学(学习)过程中,在学生对案例进行研究分析、问题解决的过程中,学生也可以借助于信息化学习工具,比如互联网上丰富的学习资源与工具(微课、MOOC、搜索引擎等),借助于网络通讯工具,提升学习中协作与合作的效率与效果等[3]。
四《传热学》案例式教学流程分析
“案例”是整个案例式教学过程的核心要素,案例蕴含教学目标与重要内容,案例的展开、分析、问题解决、知识迁移等构筑教学过程的重要环节。案例式教学作为一个教学模式,在课程教学中,可以结合PBL(Project Based Learning)、支架式教学、研究性学习、合作性学习等模式灵活实施。[4]本文梳理《传热学》案例式教学的基本流程。
(一)引入案例
案例的类型可以是多样的。比如:信息铺垫类型。即为课程内容提供必要的事实性知识,以联系当前现实社会、经济、工程,来填补与课程内容相关的其些辅助性知识的空缺。例如引入我国能源、节能政策的引入。易于让学生在这些信息铺垫类的案例出来,认知集中于分析与思考政策背后的科学知识与道理;再比如问题类型。这一类型是最常见的案例类型,可以帮助学生带着问题与任务进入学习,易于激发学生参与思考与尝试解决问题的积极性。问题不止一个,可以将一个复杂的问题案例,分解为有层次、有关系的若干子问题,层层递进,融会贯通。推动学生推理、解决问题的思维与技能。其外,也可以帮助学生确定问题解决时需要考虑的其他因素,提高课程内容学习的效果;操作型案例。此类案例旨在为学生提供直接的操作性和情境性的经验,以帮助学习者合理有效地运用工具和资源。例如让学生在实验环境下进行新建教学楼采用地板辐射采暖还是散热片采暖的选择与讨论。组织学生观摩实验室空调系统与制冷系统等相关实验装置,使学生能够将传热基本原理与现实应用结合起来,并让学生从材质设备选型、实施改进等角度提出自己的看法与改进意见,促进知识应用。
案例引入的方式可以有多种方式。首先,从案例的表征方式而言,即可以是以文字为主体的文献资料,例如国家政策、设计方案等;也可以是图片、视频、音频、动画等,借助于多媒体表征方式,调动学生多种感官参与学习与认知,使案例更直观,更形象,易于使学生认知与理解,并能积极参与到后面的学习中。其次,案例的呈现时机多元。依据教师的教学设计方案,如教师欲采取翻转课堂,那么,案例可以在课前,即可以在网络学习平台呈现,也可以通过QQ、微信等发布于学习群内,以方便学生进行课前的分析与学习。再课堂上再进行深入分析与研究。案例也可以在集体讲授式的课堂上呈现,案例承担课程导入的重要作用[4]。案例还可以用于课后扩展与承上启下,引发学生思考与挑战,衔接后面的课程内容。
(二)案例分析与问题解决
这一教学环节是案例式教学的核心,要求学生围绕案例,以问题为导向,以任务贯穿整个学习过程,学生对案例中的疑难问题、重点信息进行读、看、听、说、思、辩等自主学习活动,也可以通过教师精心组织的分组协任务,并运用自己的认知经验,已习得的相关知识与技能来厘清解决问题、完成任务的思路、方法、对策,并制定出相应的方案、计划、措施,或进行方案的优化和效果评价等。在此过程中,教师要激发学生参与案例讨论,尊重学生发表不同意见与见解,鼓励学生从不同角度分析问题。促进学生学习主体作用的发挥。教师在进行学习分组时,要了解学生的学习风格,分组更合理与科学,任务设置时,即要有区分度,也要保证联系度,提升协作学习的效果。此外,教师还需要严格控制教学进度,把握好学生的自主学习与分组讨论、集体汇报的时间安排,使学习始终围绕案例分析与问题解决,并最终达到案例式教学的目标——掌握需要获得的知识与技能[5]。
五 结语
案例式教学中,最后的总结与概况也是十分重要的。这部分既可以由教师来完成,也可以在教师的引导下,由学生自已完成,即从案例的分析讨论中引申、提炼出结论。点明案例中的关键点,揭示案例中包含的理论、解决问题的思路及蕴含的道理,起到“画龙点睛”作用。在现在信息化支持下的多元学习情境下,还可以通过作业,发讨论帖子等方式巩固案例所蕴含的传热规律的基本理论知识、计算方法等。也可以提出与本案例相似、相关或相反的其他案例,问题等,促进学习应用知识,迁移知识的能力。
参考文献
[1]崔荣宝,罗旦.地方高校应用心理学专业课程教学改革的探索与实践[J].教育现代化,2018,5(44):55-56+78.
[2]陈颖,陈红迁,潘晶雯.案例式教学在力学课程教学中的探索与实践[J].机械设计,2018,35(S2):354-356.
[3]蒋贵文,王学仁,周伟.案例式教学在大学专业课中的应用[J].教育教学论坛,2016(33):197-198.
[4]刘鸣,汪富国,王政敏.电工课程案例式教学研究[J].山西财经大学学报,2012,34(S3):245.
[5]王学仁,艾春安,宁超.高等院校“传热学”案例式教学法探讨[J].中国电力教育,2010(12):74-76.
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