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案例化教学在节能技术教学中的研究与探索

2022-11-10孙红闯朱有健

科技视界 2022年21期
关键词:专业课教学方式案例

侯 峰 孙红闯 杨 伟 朱有健 袁 培

(郑州轻工业大学能源与动力工程学院,河南 郑州 450001)

1 背景及意义

大学的课程主要分为基础课、专业基础课和专业课。专业课指高等学校和中等专业学校根据培养目标所开设的专业知识和专门技能的课程,其目的就是使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能,了解本专业的前沿科学技术和发展趋势,培养分析解决本专业范围内一般实际问题的能力。因此,专业课的授课结果对学生专业能力的掌握有着至关重要的作用。本文从节能技术的教学方式出发,对案例化教学如何实施作了分析探索。

目前,大部分的专业课主要还是采用课堂授课及实验教学相结合的传统方式,这种方式对于某些课程是可以较好地达到教学目标的,但对于一些偏工程实践类的课程,单纯的凭借课堂及实验教学无法使得学生很好地将理论知识应用于实践,从而导致对专业课知识的掌握不够系统,而案例化教学方式就可以很好的弥补这一缺点。案例教学是指教师在教学过程中,充分尊重学生认知规律,以课程教学目标为导向,分阶段采用对应的、恰当的案例将知识点串联起来,以真实的情境或事件为载体,通过实践情境或事件,让学生调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等,实现学生主动参与学习活动全过程的一种教学方式,从而使得学生在掌握知识点的同时,具备分析工程节能问题的基本能力。因此,案例化教学方式在专业课培养方面相对于传统的课堂教学方式有着很大的优势。

2 传统教学方式存在的一些问题

传统的课堂教学模式是一种以老师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式,形成了老师单向灌输、学生被动接受的局面,传统教学模式的缺陷是非常明显的,其中关键的是作为认知主体的学生在整个教学过程中都始终处于被动地接受知识的地位,学生学习的主动性被忽视,甚至被压抑,从而会导致以下问题。

2.1 学生积极性调动不足

传统的课堂授课方式中,许多学生课前预习不充分,上课期间容易注意力不够集中,从一个听不懂的问题,到另一个听不懂的问题,从而引发连锁反应,最后导致兴趣缺失。究其根本原因,主要就是因为没有很好的调动学生对这门课程的积极性,没有使其更多地参与进来。

2.2 学生知识点理解不透彻

在进行毕业设计指导以及毕业设计答辩时发现,一部分学生虽然学习了这门课程,但无法对其中的知识点进行灵活运用,特别是面对一个具体的设计课题的时候,无法进行很好的结合,即使是平时学习成绩较好的部分学生也是如此,这就反映了学生对于为何学、学了如何用这个问题没有搞清楚。

2.3 实验、实践条件单一

对于偏向于应用的专业必修课,课时构成主要包括理论教学和实验教学,且理论教学课时很多,这就导致无法阶段性的引导学生将理论知识点联系实际,特别是一些本应具象表达的知识点,因为没有实物以及相关的实验、实践环节,学生对知识点的理解只停留在书本上。

3 案例化教学方式在专业课教学方面的应用

针对传统课堂教学模式在专业课教学方面所存在的一些问题,案例化教学方式就能很好地进行弥补。根据教学大纲,对课程的理论知识点进行分阶段划分,在对理论知识点进行课堂讲授的同时,引入与此阶段对应的、恰当的案例让学生进行思考、分析,调动学生的积极性,引导学生更好地掌握课程知识点,并能灵活运用。

作为新能源科学与工程专业的专业必修课,节能技术是学生必须掌握的一门课程。通过本课程的学习,旨在使学生了解能源与动力工程领域的能源消耗状况以及当前最新的节能研究成果与技术;使学生能够全面的掌握高效利用能源的理论、途径和方式;具备分析工程节能问题的基本能力。

节能技术是新能源科学与工程专业新开设的课程,从培养方案以及教学内容来看,该课程开设于大三上学期,是一门基于传热学、工程热力学等专业基础课程之上,但更加偏重于应用的课程。基于此,根据课程教学大纲要求掌握的知识点,在保证理论教授的同时,结合现今行业内优秀节能案例进行分析,从而使得学生真正具备工程节能方案制订实施和分析问题的能力,并进一步提高教学水平。根据2021 版培养方案以及新能源科学与工程专业建设并逐步完善的契机,依据课程内容,采取区别于传统教学模式的案例法进行教学。

本文以节能技术课程为例,介绍了案例化教学的几个主要方面。

3.1 案例引导

针对更好的调动学生积极性这个问题,在课程讲授之前,给学生提出一个案例,要求学生课前针对案例查阅资料,并提出节能的方法和途径。在课程期间,首先,要求学生针对案例进行分组讨论;其次,要求各组分别进行汇报,并指出别的组的问题;最后,老师对各组的节能分析方案进行点评,并对需要掌握的知识点进一步讲解,从而提高学生的兴趣,具体制定的案例为:

(1)北京奥运村一体化太阳能热水系统:集热、储热、换热、生活热水系统,为闭式间接利用太阳能系统。

(2)某热电厂的低温余热利用技术:分析发电厂的技术流程及可以采取的节能措施,引导学生针对发电厂的低温余热进行利用,提出节能措施。

(3)某大型印染厂:分析印染厂生产工艺环节,引导学生对不同环节是否可以采取的节能措施进行思考,最终引出热泵系统在印染厂节能方面的使用及设计。

(4)建筑节能:分析某大型写字楼的结构,引导学生在隔热保温方面提出节能措施;分析建筑的空调、热水及供暖等系统,引导学生利用空气源及太阳能等技术进行空调节能方面的分析及节能改造。

3.2 考核改革

针对学生知识点理解不透彻这个问题,进行考核改革。现阶段,节能技术课程的考核方式为期末考试成绩占70%,平时作业占10%,考勤占10%,实验占10%。为了使学生能灵活运行所学知识点解决实际工程问题,在期末考试之外,添加“案例分析”考核环节。即:在课程结束之后,授课教师根据上课人数,提出若干工程案例,学生则应用所学知识点,制订设计方案,提交授课老师审核并进行汇报。考核方式改革后,期末考试成绩占40%,案例分析占30%,平时作业占10%,考勤占10%,实验占10%。

3.3 实践环节

对于一门应用型的专业课程,除了实验课程之外,还应该积极添加实践环节

应根据专业要求,积极建设与企业合作的实践教育基地,使得学生到具体的工程现场进行参观,并可在现场对知识点进行讲解以达到理论与实践相结合的目的。

通过案例化教学方式,以期达到如下效果:

(1)提升学生自主学习能力:在下一堂课之前,给学生提出工程案例,让学生带着案例进行课前预习,并制订节能方案。一方面,可以提高学生的课前预习效率;另一方面,可以让学生根据充分地理解知识点,带着问题来上课,提高学习兴趣的同时,也能提升自主学习能力。

(2)提高学生综合利用知识点进行实际案例应用分析的能力:节能技术是多方面的,通过各个知识点的学习,并通过实际工程案例进行节能分析,使得学生在理论学习之外,能具有基本的工程节能分析能力。

(3)改革成果试点后推广:在19 级新能源专业学生中试点该项目,就改革后的课程完成度以及效果与学院教师及学生进行讨论评价,并将该改革推广至偏应用的专业课程教学应用中。

综上所述,通过案例法教学,并结合考核方式改革以及实验、实践环节,使得学生在掌握节能技术各个知识点的同时,能够应用其来进行工程方案设计,真正具备运用所学知识解决工程问题的基本能力。

4 案例化教学方式所存在的问题

案例化教学的探索有助于对知识点的进一步掌握和应用,但也存在一些问题。

4.1 个人成绩评定问题

案例化教学过程中存在成绩评定问题,由于对案例的分析采取分组进行,不可避免的会导致不同学生的贡献度问题,有些学生在团队里面滥竽充数,导致准确评定个人成绩存在一定的困难。

4.2 学生负担问题

相对于传统的教学方式,案例化教学对学生的课前准备工作提出了较高的要求,包括知识点的预习、根据知识点结合的案例化讲解以及PPT 的制作汇报等。

4.3 案例实践问题

目前的案例化探索,仅限于课堂所进行的案例分析,并没有根据现场案例进行教学,没有充分发挥课下实践的作用,会导致知识点与案例的结合没有过于紧密。

根据案例化课程的探索,不可否认的是有着传统教学所没有的优势和作用,在此提出建议:对于专业课程,可以采用学校教师讲授和企业导师讲授相结合的办法,即:开展课程试点,分割课程讲授课时,邀请本课程领域相关的行业人员作为企业导师,添加工程应用分析课时,进一步加强学生专业课的学习效果。

另外,对于专业课程,可通过配置一些基础的仪器,加强学生的动手能力。比如对于节能技术这门课程,可以购置一些太阳能辐射测量仪、温度计等小型仪器,成立太阳能实验小组,进行郑州地区不同季节太阳能辐射、风速以及室外温度等参数的测量,总结数据表格,从而加强学生对太阳能利用以及配合其他能源实现节能目的的理解,同时这项工作也可以作为学生创新学分的培养方式来进行。

5 结语

针对传统教学模式所存在的学生积极性调动不足、学生知识点理解不透彻及实验、实践条件单一等不足,在理论知识点讲解的基础上,通过引入恰当的实际案例,引导学生主动思考问题、分析案例,进一步调动学生的学习积极性,更好培养学生的工程设计能力,从而达到理论与实际相结合的目的。本文以节能技术课程为例,积极探索案例化教学方式,提出案例化教学所需要实施的几个方面、预期效果及所存在的问题,以期为偏工程类课程案例化教学方式提供指导。

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