理论和实践一体化的启发式案例教学法研究

　　1 引言
　　伴随着高等教育改革发展的进程，以培养高素质应用型人才为目标，大部分高校对本科教育的培养方案和教学手段进行了修订和改革。工科院校作为高等院校中培养工程应用人才的一支重要力量，与时俱进的不断推进教学创新与改革十分重要，专业课程的教学改革更是重点所在。除去部分理论性较强的专业基础课，电气类的专业课程大多具有较强的实践性，对于此类课程，如何设计科学有效的教学方案使学生在日后的工作和研究中将所学习知识有效发挥出来将是未来培养创新性应用人才的核心课题，本文的研究工作正是围绕此课题展开。全面实施素质教育以后，各工科院校对电气类专业课的教学不断进行创新与改革，教学效果已经得到了长足的进步，然而，综合现有的教学文献并结合作者所在教学团队的教学实践经验来看，现有电气类专业课程的教学方案依然存在一些问题：
　　(1)理论和实践教学容易脱节。对于电气类的专业课，目前大多数院校仍是采用课堂理论授课和实验室实践体验分开进行的教学办法，由于都是独立的课程安排，学生在课堂接受理论学习之后一般都要滞后一段时间才能进行对应的实验，容易出现遗忘、应付交差的现象，导致课堂理论学习和实验学习出现脱节。
　　(2)理论和实验教学内容衔接不够紧密。一方面，实验课的内容受实验器材的限制(器材较为固定或者数量偏少)，某些实验内容难以开展，另一方面，由于实验课程和教材是单独设立，实验教材和理论授课教材在内容上很难做到无缝衔接，这两方面都导致实验教学对理论教学的内容不能做到精确、全面的配套覆盖，导致学生对专业知识的实际运用能力偏弱。
　　针对这些问题，本文提出了一种理论和实践一体化的课堂教学方法，以典型应用案例为纽带，选择合适的实验仪器在课堂上进行现场实验或是在实验室进行小班授课，使理论讲授和实验动手同步展开，在课堂中将理论和实践教学无缝融合。此外，为了更好地激发学生的学习兴趣和求知欲望，在课堂讲授中采用启发式教学方法，在活跃课堂气氛的同时，培养学生独立思考和创新思维的能力。本文剩余部分的内容安排如下：首先，针对上文指出的问题，在课堂教学实践中介绍一种理论和实践教学一体化的案例式教学法;其次，介绍如何在案例式教学中融入启发式的教学方法;最后，就所提方法在教学实践中的效果进行了总结。
　　2 理论与实践一体化的案例式教学
　　对于工科专业课程，案例式教学的主要思路是，把工程实践中的典型案例进行适当调整，使之与当前教学内容更加契合，再将其引入到课程教学中，教师在课堂教学中围绕案例进行授课，使学生对与案例相关的专业理论知识及其实践应用有较为清楚的理解和深刻记忆，培养学生解决实际工程问题和理论联系实际的能力。可以看出，案例的选择和如何围绕案例进行授课是案例式教学的关键环节，下面将从这两环节入手介绍本文提出的理论与实践一体化的案例式教学法，先介绍围绕案例展开的理论和实践一体化的课堂教学法，再介绍如何选择适合这种教学方法的案例。
　　理论和实践一体化的课堂教学法。该方法的核心思想是，围绕案例在课堂上进行现场实验，理论和实践教学同步展开。针对上文指出的当前理论和实验教学衔接不够紧密，容易脱节的问题，本文提出的教学方法主张在课堂上将理论和实验教学同时展开。具体来说，围绕某一个应用案例，先讲述案例涉及的理论知识，让学生对要掌握的知识有一个大致的印象，然后在课堂上马上进行实验，让案例在实验中复现，在实验过程中，将之前讲述的理论知识结合实验再次进行讲授。在教学实践中发现，经过两次讲述后，学生对本次授课要掌握的理论知识一般会有一个较为深刻的印象和较好的理解深度，并知晓专业知识主要的应用场景和方法。
　　教学团队经过分析，认为上述教学法效果较好的原因主要包括以下几个方面：1)在课堂上现场进行实验，容易激发学生的学习兴趣，提高学生的学习注意力，从而提高课堂教学效率;2)结合实验和案例的讲述，可以让学生非常清楚地明白所学理论知识的应用价值，这对他们记忆和理解所学知识帮助很大(目前高校教学中普遍存在的一个问题就是很多学生不知道学习的课程所为何用，对学习效果影响很大);3)理论教学之后立刻进行实验，具有较好的连贯性，可以避免学生在实验时已经遗忘相关的背景理论知识;4)理论和实验教学都是围绕案例展开，内容结合十分紧密，避免了原来理论和实验课程单独设置导致的内容衔接不好的问题。
　　配套教学设施。上述教学方法由于需要在课堂上进行现场实验，因此对配套的教学场地和实验设备有一定要求，对于需要利用大型实验仪器进行实验的专业课程，如电气设备故障诊断、电力系统分析等，直接在实验室进行授课;对于仅需要一些小型便携式实验设备的课程，如单片机原理与接口技术、嵌入式系统原理与设计等，可将单片机开发板、嵌入式开发试验箱等实验设备带至教室，仍在普通教室授课。案例选择。案例选择通常所采用的原则是：首先，要选择能够包含课程相关知识的内容与形式，然后进行课件的编排，使得学生在案例学习时能够掌握基本理论和相关应用的操作方法;其次，选择能够激发学生的积极性和创新性的案例，以提升学生思考问题的能力;最后，选择一些能代表社会发展趋势的案例，以使学生跟上知识变更的速度。
　　综上所述，理论与实践一体化的案例式教学的主要思路是：根据现有的实验设备选择契合教学内容的案例，围绕案例讲述相关的专业理论知识，然后马上在课堂上进行现场实验，结合实验再次讲述专业理论知识，实现理论和实践教学的无缝融合。
　　3 在案例式教学中融入启发性思维
　　启发式教学的理念是以学生为主体，教师为主导，充分发挥教师的引导作用，坚持以学生为根本。教学实践中发现，在上文介绍的理论与实践一体化案例式教学中融入启发式教学方法可以进一步提高教学效率，活跃课堂气氛。启发式教学与案例式教学结合的一般思路是：首先，实时掌握学生的学习状态;其次，在课堂上引导学生思考的同时，需要遵循学生的思维规律，根据学生现有的知识水平，运用学生熟悉的知识、事物进行论证，增强他们追求新知识的欲望;最后，尽最大可能地调动学生的学习积极性，这样启发式教学才能在案例式教学中淋漓尽致地发挥作用。
　　除了上述要点之外，教学团队在理论和实践一体化案例式教学和启发式教学相融合的过程中凝练出了自己的特色。1)在第一遍讲述案例背景理论之后，学生对本次所讲案例有了一个大致的了解，可以就接下来的实验方案对学生进行提问，并展开讨论，如果课时允许，可以先让学生上台进行实验;2)在现场实验过程中，可以一边做实验一边进行提问，引导学生的思路始终沿着设定的方向前进，如果课时允许，可以让个别学生上台和老师一起进行实验，保持课堂的活跃气氛;3)在现场实验结束之后，可以就整个案例的理论和实验教学内容进行提问和讨论，并以此为课后作业。
　　4 总结
　　针对当前电气类专业课理论和实践教学衔接不紧密、容易脱节的问题，本文提出了一种理论和实践一体化的启发式案例教学法。该方法根据现有的实验设备选择契合教学内容的案例，先讲授案例的背景理论知识，然后马上在课堂上进行现场实验，结合实验再次讲述专业理论知识，在实验前、中、后三个阶段针对案例的工程背景、专业理论知识和实验方案等方面的内容和学生在课堂上进行启发式互动，实现理论和实践教学的无缝融合。教学实践中发现，本文提出的教学方法不仅使学生对专业理论知识有一个较为深刻的印象和较好的理解深度，并知晓专业知识主要的应用场景和方法，现场实验和启发式互动更是极大地活跃了课堂气氛，激发学生的学习兴趣，使学生在课堂中始终保持一个较高的专注度。