引言

 

中国是工程教育大国，工程教育占我国高等教育专业设置和毕业生总数的三分之一。因此，工程教育的效果将直接影响我国高等教育水平和科技发展水平。同时，工程认证教育理念已成为高校教学质量提升、学生培养质量提升和教学改革的集中方向。目前，工程教育认证已成为我国工程教育改革的重点方向。高校正以加入华盛顿协议为契机，积极推进各专业专业认证教育，以国际实质等效性为标准，深入融入工程认证理念，构建工程教育认证体系，监督工程教育过程的实施，积极分析决策，积极推动培养过程的不断完善，确保学生培养质量的不断提高[1-2]。

 

案例教学是一种开放式、互动式的教学方法，由1870年哈佛法学院前院长克里斯托弗·哥伦布·朗代尔教授（C.C.Langdell）20世纪80年代成功引入中国。案例教学最早用于医学教学。为了激励学生掌握疾病的诊断和治疗，医学院教授记录了不同疾病的诊断和治疗过程，并将案例用于课堂分析，以培养学生的诊断和推理能力。案例教学是以学生为中心，以发现问题、解决复杂工程问题为主要输出目标的教学方法。因此，这种方法与工程认证的概念高度一致，是工程教育认证课堂教学的常用方法[3]。

 

为此，在重点研究工程认证教育理念和案例教学的基础上，重点研究工程认证教育理念下一体化案例教学的构建方法和原则。在此基础上，以机械工程专业的机器人为案例教学对象，从案例教学的角度，将工程教育认证的知识、能力、素质等培养要求融入机械工程专业的综合教学过程，培养学生解决问题的综合能力。

 

1.工程教育理念下案例模式面临的问题分析

 

工程认证教育的理念主要包括三个方面：以学生为中心，以成果产出为导向，以持续改进为动力。工程教育以学生成果产出为导向，即毕业所需的“知识、能力、素质”产出，安排课程培训目标、教学活动、管理活动等，并在实施过程中进行分析，做出科学决策，不断提高学生培训过程中的薄弱环节，提高学生的培训能力。工程教育以“学生能力”为指挥棒，毕业要求应反映学生的能力特征，包括学生能做什么，反映学生的专业知识、技能和学习能力；学生应该做什么，反映学生的道德价值取向、社会责任和人文关怀；学生会做什么，反映学生的综合素质和职业发展能力；复杂工程作为能力培养的重点，只有通过复杂工程能力的培养，才能使学生更好地从事工程的实际应用。工程教育培训是一项系统工程，在工程教育认证实施过程中存在以下问题：

 

①学生对专业知识结构了解较少，知识结构松散，学习效果差。

 

对于专业负责人来说，本专业的毕业要求和知识体系非常明确，但对于教师和学生来说，从专业层面很难理解专业教育。因此，学生只能按照教学计划逐步学习，学习过程相对被动。对于学生来说，他们不知道专业需要什么样的知识、能力和素质。即使有文字介绍，学生也很难理解没有具体的形象案例。因此，学生的学习会被动，不知道为什么要学习这些内容，如何学习，如何应用。这种效果与工程教育理念的效果背道而驰。

 

②复杂工程问题比较抽象，需要加强解决复杂问题的能力培养。

 

对复杂工程的理解，不同的人有不同的想法。在目前的模式下，复杂工程往往从单一学科的角度增加问题的复杂性，但这种复杂性仅限于某些领域，而真正的复杂工程往往是多领域的耦合。专业工程教育过程中什么是复杂工程，复杂工程的特点是什么，如何发现和解决复杂工程中的问题，都是抽象的，没有具体的内容重点，实施难度大，效果差。

 

为此，案例教学将解决教学过程中抽象教学内容的问题，便于学生在建立感性理解的基础上建立理性理解，提高教学效果；综合案例，即利用同一案例对象，从毕业要求指标点构建各方面的知识能力和质量应用案例，在建立学生感性理解的基础上，促进知识体系结构认知和复杂工程解决能力的培养，提高学生的培养质量。

 

2.建立适合工程教育理念的综合案例教学模式

 

2.1一体化案例对象的选择原则

 

2.1.一体化对象应满足复杂工程特征

 

工程教育理念下综合案例对象的选择应符合工程教育认证标准。根据中国工程教育认证协会制定的2015年工程教育J证书标准，特别强调毕业要求的方向是解决复杂的工程问题，而不是一般的工程问题。认证标准的相关解释材料也解释了复杂的工程问题，标准中提到的“复杂工程问题”必须具有以下特点：

 

①同时具有以下特点②～⑧部分或全部：②工程原理必须深入运用并经过分析才能解决；③需要涉及各种技术、工程等因素，并可能相互冲突；④需要通过建立合适的抽象模型来解决，在建模过程中需要体现创造力；⑤不能仅仅通过常用的方法来完全解决；⑥问题所涉及的因素可能不完全包含在专业标准和规范中；⑦各方利益不完全一致：⑧具有较高的综合性，包括多个相关的子问题。

 

因此，综合案例对象的选择应能够覆盖(1)～(8)等多个特征，有利于构建符合毕业要求的一体化案例。

 

2.1.一体化对象应满足时代特征

 

专业人才培养具有明显的时代特征，因此综合对象也应具有时代特征。所谓时代特征，是指代表当前主流或未来技术发展的主流特征，即该对象应面向当前项目的主流对象，能够适应当前先进技术或经济发展水平，使对象先进，能够吸引学生的学习兴趣，也方便学生理解和应用。

 

2.1.一体化对象应具有普遍性

 

具有普遍性的对象便于学生理解，也可以缩短学生认知对象本身的时间，使学生有更好的感性理解，便于从感性理解上升到理性理解。同时，普遍对象的成本相对较低，因此对象的获取提供了条件，方便学生建立专业知识体系和解决复杂项目的能力。

 

2.2一体化案例的构建方法

 

综合案例建设，以工程专业认证理念为指导，以毕业生产为导向，系统综合建设对象相应的案例，因此案例设计应从整体综合考虑，覆盖面更大，设计案例更小，知识学习的连续性。案例设计方法为：首先根据毕业要求分解指标点，将指标点与课程相对应，综合设计所需的知识、能力和质量，建立合适的案例集。设计的案例集最终将涵盖所有的毕业要求，并减少重复的覆盖，其中综合案例的施工流程如图1所示。