案例教学在MATLAB与仿真技术课程中的应用探讨

赵兰英，薛冬娟，于靖博，宋若冰，董丽娜

（大连海洋大学，辽宁大连116023）

案例教学在MATLAB与仿真技术课程中的应用探讨

赵兰英，薛冬娟，于靖博，宋若冰，董丽娜

（大连海洋大学，辽宁大连116023）

案例教学法是一种学科间可移植的教学方法，在培养学生实践能力上展现出了独特的优势。阐述了在MATLAB与仿真技术课程中应用案例教学的出发点及案例教学的特点，探讨了在MATLAB与仿真技术课程中应用案例教学需注意的问题，以及案例选取、设计和实施中遵循的原则。

系统仿真技术课程；案例教学；应用探讨

案例教学是以学生为中心，以案例为基本教学内容，以师生互动为基础，通过呈现案例情境，将理论与实践紧密结合，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，从而掌握理论、形成观点、提高能力的一种开放、启发式教学方式。其本质是理论与实践相结合的互动教学模式，代表未来教育方向的成功教育模式[1-2]。综合考虑教育部关于专业学位研究生的培养模式改革与课程特点，本文初步探讨案例教学在MATLAB与仿真技术课程中的应用。

1案例教学的特点

案例教学具有如下特点：

（1）案例教学以案例为线索，以师生互动为基础；案例教学始终围绕着案例进行，学生和老师课前为案例作准备，在案例及问题中讨论，通过案例获得认识，与此同时进行学生全方位多层次的互动，学生通过互动最终构建自己的知识框架和方案[3]。

（2）案例教学以培养学生能力提高综合素质为目标；案例教学主要培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，进而提高他们的素质，目标是激发学生潜力，培养学生具备有利于完成目前学习任务以及今后更多问题所需的能力，使学生在解决问题过程中所检验的一系列原理、方法及所形成的解决问题的思路能够迁移到今后的问题解决活动中去。

（3）案例教学可实现对多种教学组织形式和教学媒体整体优化；案例教学前，学生需要对案例进行课前预习，形成自我对案例的认知；小组讨论阶段，各小组阐述各自观点，比较分析，学生向同学学习、不断修正自己的认识；课堂讨论阶段，教师可灵活运用多种教学媒体进行启发和引导。

（4）案例解决方案的多元化与综合评价；案例归纳没有标准答案，讨论结果可能会有若干个可行的方案，教师评价侧重学生对问题的独创性。

2在MATLAB与仿真技术课程中应用案例教学的意义

我国教育部文件“教研[2015]1号”文件《教育部关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见》指出，为深化专业学位研究生培养模式改革，提高培养质量，要求充分认识加强案例教学的重要意义，加强案例教学，改革教学模式，案例教学和基地建设情况将作为专业学位授权点合格评估的重要内容，案例教学和基地建设工作也将接受各省级教育部门和教指委的针对性督促检查。意见的提出，为案例教学法在专业学位研究生培养工作中的推广实施提供了政策引导和支持。根据我校农业机械化专业学位硕士研究生的培养方案，专业实践能力是培养专业学位硕士研究生的重点工作，必须设立专业实践环节，专业学位硕士研究生在学期间，必须保证不少于一年的专业实践，在相关专业课程中加强案例教学，激发学生学习兴趣，理论联系实践，是强化专业学位研究生实践能力培养，推进教学改革，促进教学与实践有机融合的重要途径，是推动专业学位研究生培养模式改革的重要手段，有助于师生综合素质的提高。

MATLAB与仿真技术是为我校农业工程学科的硕士研究生开设的专业选修课，该课程旨在培养学生应用系统仿真技术分析和解决专业问题的能力，以及应用MATLAB软件对渔业工程实例进行仿真分析的能力。16课时的理论教学过程中，重点讲授系统仿真的基本概念、基本理论、仿真模型及其理论求解方法。其中，8课时实验安排，主要训练学生掌握MATLAB软件的使用，系统仿真模型的建立与求解方法；教学过程中，实例教学选取通用的机械、控制和电气领域的典型实例。课堂教学以教师讲授为主，通过实例的演练使学生掌握所学内容。教学过程中学生的主动性和创新性欠佳，典型实例的求解束缚了学生的独立思考能力，实施案例教学模式，可通过学生在教学过程中的主动参与和互动，培养其合作意识，提高其独立思考能力和创新能力[4-7]；同时案例教学对教师的知识结构、专业实践水平和教学组织能力提出了更高的要求，在与学生的相互交流中，激发新的观点、新方法，拓展思维视角从而提高教师的教学水平[8-9]。

3在MATLAB与仿真技术课程中的案例教学模式探讨

3.1 处理好案例教学与非案例教学的关系

案例教学法首先要考虑案例教学与非案例教学的关系[9]，案例教学的前提，需要学生储备一定的扎实专业理论知识，传统课堂讲授即非案例教学使学生掌握专业理论知识，案例教学则注重培养学生分析问题和解决实际问题的能力，在教学过程中既不否定传统教学方法的作用，也不夸大案例教学的优势，做到实事求是，因课施教，因材施法，使两种教学方法综合发挥作用。MATLAB于仿真技术课程侧重对学生解决机械领域工程实际问题能力的培养，系统建模的基本原理和方法、连续系统与离散系统的基本模型及其通用仿真方法、控制系统仿真基础等内容适合传统方法讲授，应用MATLAB仿真模块解决系统仿真中的实际问题适合案例教学模式，通过案例使学生掌握系统仿真方法在解决机械工程领域的实际问题中的应用。

3.2 案例教学设计与实施

3.2.1 依据教学目标，精选案例

综合考虑农业工程领域专业硕士的培养目标和MATLAB与仿真技术课程的教学目标，所选案例既要结合生产实践，又要深化课程所学内容；首先进行充分的企业调研，针对海产品养殖产业化发展、可持续发展的需求，调查生态采捕装备、海产品加工装备等渔业装备的推广应用现状，从实践中发现案例，描述案例。通过对案例的分析和讨论，来提升学生分析和解决专业实际问题的能力。相应的，所选案例区别于实例，选取的案例能够调动学生讨论兴趣且案例必须矛盾重重，案例中问题的处理面临着着突出的两难处境，采用不同的方案，结果是未知的。

3.2.2 教学案例设计

案例教学设计要求教师具备较强的案例组织能力，在课堂讨论之前，需做大量的精心准备，组织多名专业教师充分了解案例信息，在明确案例要达到的教学目的前提下，共同开展课程设计。首先要设计好思考题，针对案例中的关键性问题分析其多种解决方案，从选课学生的已有技能和背景中思考学生可能的方案，对于复杂的问题准备引导方式，简单问题督促学生提出多种方案，对如何组织教学提出设想；其次需选择适合案例的讨论方法，结合学生现状设计好案例教学工具，确定合适的教学组织形式，如采用分组讨论，之后总结观点组间讨论，同时利用多媒体教学手段展示案例视频资料和仿真案例。讨论过程中教师加以指导，激发学生产生更多的解决方案。比如，对于同一工程实际问题，依据不同的研究目的，根据不同的简化方案有不同的物理模型，可以应用不同的数学模型描述该物理模型，MATLB中数学模型的建模方案有多种，模型的求解方法亦可选择，因此产生多种解决方案。

3.2.3 案例教学的实施

为保证案例教学的顺利实施，课前应让学生熟悉案例涉及的理论体系，掌握新理论和新方法在本专业及相关行业中的应用现状和发展前景，教师在教学前也搜集一部分相关文献资料下发给学生，同时要求学生自己收集部分资料以便于理解案例的背景，从而使学生尽快融入案例的情境，将自己置身于案例中解决问题者这一角色中，进而思考案例中的问题，分析解决的方案和对策。

4结束语

MATLAB与仿真技术课程为工科专业技术课，与案例教学法应用较成熟的商学、法学和管理学相比，在MATLAB与仿真技术课程中应用案例教学法，目前还处于试验、探索阶段，不能盲目照搬套用。以教育部意见为指导，本文从我校农业工程学科的硕士研究生培养方案出发，对案例教学法在MATLAB与仿真技术课程中的应用进行了探讨分析，对案例教学与非案例教学的关系、案例教学的设计和实施进行了讨论。

[1]刘刚.哈佛商学院案例教学作用机制及其启示[J].中国高教研究，2008（5）：89-91.

[2]张家军，靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育学刊，2004（1）：48-62.

[3]徐延宇.案例教学及其运用[D].长沙：湖南师范大学，2002.

[4]汪凤翎，崔瑜琳.案例教学：培养学生创新思维和可迁移性技能的有效方法——实用案例教学设计一则[J].北京第二外国语学院学报，2003（2）：14-17.

[5]陈福松.案例教学与创新型人才培养[J].扬州大学学报（高教研究版），2009，13（5）：81-83.

[6]罗敏.案例教学在文献检索课程中的应用探讨[J].大学图书馆学报，2007（3）：101-103.

[7]张耀民.“项目驱动+案例教学”模式在软件工程教学中的应用[J].中国职业技术教育，2012（8）：57-60.

[8]郑金洲.案例教学：教师专业发展的新途径[J].教育理论与实践，2002，22（7）：36-41.

[9]朱涛，马恒，刘强.专业技术课程案例教学方法研究[J].高等教育研究学报，2010，33（1）：91-93.

The Discusses of App lication Case Teaching in MATLAB Simulation Technology Course

ZHAO Lan-ying，XUE Dong-juan，YU Jing-bo，SONG Ruo-bing，DONG Li-na
（Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023，China）

Case teaching is a kind of portable between disciplines teaching method，shows unique advantages in cultivating students’practice ability.At first，starting point and the characteristics of case teaching application in the MATLAB and the simulation technology course were discussed in this paper，analyzed the application in MATLAB and the simulation technology course problems that should pay attention to case teaching，and case selection，principles of design and implementation.

system simulation technology course；case teaching；discussion on application

G642

B

1672-545X（2016）12-0227-03

2016-09-08

大连海洋大学研究生优秀教学案例建设项目支持（编号：dhdy2050903）；大连海洋大学课程群建设项目（编号：KC2014KQ12）

赵兰英（1980-），女，内蒙古赤峰人，工学博士，副教授，研究方向：车辆-路面系统动力学研究。