创新型人才培养是推进创新型国家建设、赋能区域产业振兴的关键举措。案例教学法以其问题导向性、实践性、跨学科性、学生参与度、可操作性等优势,成为创新型专业学位研究生培养的重要抓手。郑州航空工业管理学院作为国家中西部高校基础能力建设工程规划高校、河南省特色骨干学科建设高校,紧跟国家战略需求和教育发展趋势,积极推进课堂教学供给侧改革,着力探索案例教学法在《计算材料学》课程教学中的新范式、新路径。
历经两载砥砺奋斗、风雨兼程,学校精心构建以学生为中心、以案例为驱动的《计算材料学》课程教学新模式,走出了一条守正创新、成果斐然的高质量发展之路,书写了新时代高等教育服务国家战略、践行育人初心的崭新篇章。
三维度溯源、六性原则引领筑牢案例教学根基
立足产业需求和科研实际的案例设计是案例教学法的核心,其质量直接影响案例教学法的育人成效。学校立足《计算材料学》教学案例设计的核心要素,系统构建“三维度溯源、六性原则引领”的理工科研究生课程教学案例开发体系,筑牢人才多元成长与全面发展的基石。其中,“三维度溯源”涵盖科研前沿、工业实践和经典文献三个维度,从材料科学与工程学科前沿、产业发展实际和系统教材内容出发,系统编撰涵盖课程理论知识和实践技能的教学案例;“六性原则引领”包括真实性、引导性、实践性、典型性、综合性、创新性六大维度,着力提升教学案例设计的专业性、科学性和实效性。
基于“三维度溯源、六性原则引领”教学案例开发体系,学校系统开发一系列契合课程教学要求、提升学生综合能力的高质量精品教学案例,涵盖《碳原子掺杂二维单层二硫化钼的结构和电子性质计算案例》和《石墨烯/二硫化钼/石墨烯晶体管性质仿真案例》等5个课程案例,为案例教学法的实施奠定坚实的理论基础;先后发表《案例教学法在专硕课程“计算材料学”中的应用》《研究生计算材料学课程中的思政教育元素挖掘与运用》等4篇教改论文,其举措的创新性、实践的先进性和成果的规范性得到学界同行和院校专家的高度认可,并得到广泛推广和应用。

教学模式流程图
以学生为中心构建“四阶六环”闭环教学模式
学校锚定激发兴趣、主动思考、提升能力、培养创新的目标,精准破解传统课程教学中学生被动接受、创新思维不足的现实难点,秉持以学生为中心的教育理念,创新构建“四阶六环”闭环教学模式。通过以结构化案例为核心引擎,以多元教学模式为重要抓手,驱动课堂教学环节闭环运行,实现知识建构与能力提升的育人目标,为同行院校探索案例式教学模式提供了可复制、可推广的实践经验。依托“四阶”(个人学习、小组研究、课堂讨论、总结讲评)和“六环”(中心、媒介、起点、手段、参与、实践),学校系统搭建出一条“知识内化—技能提升—思维升华—创新产出”的能力生成路径,有效锻炼学生系统掌握理论、灵活运用知识和勇于开拓创新的综合实践能力。
案例展示层面,教师选取体现计算材料学基本原理和应用方法的教学案例,通过口头讲述、多媒体展示等方式,详细讲述案例的背景、问题和挑战,帮助学生深层次理解和掌握。个人学习层面,教师引导学生查询案例资料,深度了解相关理论知识,激发学生自主探究意识。小组研究层面,教师将学生分成小组,在合作和讨论中分析教学案例,鼓励学生积极参与讨论、分享观点见解,着重引导学生将知识理论与案例设计深度融合,深入分析教学案例中的《计算材料学》相关原理和方法,在加深学生对理论知识理解的同时,充分锻炼学生运用理论知识解决实际问题的能力,并在小组头脑风暴的过程中,激发学生的创新思维。同时,依托计算软件或工具赋能,学生可自主进行数据处理、计算模拟等操作,协作探索解决方案。课堂讨论层面,由小组成员分享团队成果和解决方案,在分享与倾听的过程中帮助学生从不同角度加深对案例知识的理解和应用。总结讲评层面,基于各小组案例分析的过程和结果,教师进行综合评价,引导学生回顾学习过程中的不足之处,分析案例中的成败因素,给出解决方案优化的关键点,切实提升案例教学法的育人实效。
此外,学校以学生为中心、以案例为媒介、以问题为起点、以讨论为手段,系统构建师生协同参与的实践教学模式,通过强化实践环节,实现知识建构,同时创新多课程融入教学、翻转式教学、比较式教学、现场教学等教学方式,实现学生从被动式传输向自主性探究转变。目前,案例教学法已成功应用于材料学院2023级、2024级共70名材料与化工专业硕士研究生《计算材料学》课程教学,累计授课72课时;开发的5个教学案例和17个微课视频引入日常教学,有效丰富了教学资源;2024级学生课程平均成绩较2022级(传统模式)提升4.1%,超过90%学生认为在团队合作、编程能力、学术表达和解决复杂问题能力等方面“明显提升”或“非常大提升”,课程评教分数从98.43分提升至99.28分。

产融合教学模式流程图
产教深度融合打造服务产业育人新生态
产教融合是应用型人才培养的生命线。直面国家战略部署和产业转型升级对高层次应用型专门人才的迫切需求,学校精准破解传统教学中“理论与实践脱节、学术性与职业性失衡”的问题,以案例教学法为核心引擎,系统重构《计算材料学》课程模式,创新构建校企协同、案例贯穿、能力递进的产教融合新模式,培养出一批兼具实践应用能力和职业素养的专门人才。
学校以产业需求端为导向,着力深化校企协同育人机制,推动企业的真问题转化为教学的新案例,实现课堂模拟和产业实战的紧密对接。通过深化产教融合、校企协同,学校将偏重理论的《计算材料学》课程打造成淬炼学生职业技能、赋能产业创新的“金课”,既提升了学生的职业竞争力和就业质量,也为企业发展筑牢技术创新的智力支撑,实现高校人才培养与产业发展脉搏的同频共振。
此外,学校突破单一分数评价的局限,精心构建全过程、多维度、双闭环的案例教学评价体系,推动过程性评价与结果性评价相结合、量化数据与质性分析相印证、学生能力提升与教学反思改进相促进,全面验证了案例教学在提升研究生综合实践能力层面的显著成效,形成完备的教学质量持续改进机制,既客观衡量了学生的综合能力,也为学生成长与发展提供精准导航。
展望未来,郑州航空工业管理学院将持续深化教学改革,不断拓展以学生为中心、以案例为驱动的《计算材料学》课程教学新模式的生态边界。一是深化产教融合,联合高新技术企业,共同开发更具工程实践性的教学案例,共建可持续更新、校企共享的经典教学案例库;二是推进校企协同,积极探索“双师型”课堂教学模式,邀请企业专家参与案例设计与点评,实现校企双方优势互补、资源共享;三是持续优化教学案例库和线上资源,着力建成国家级别、省级在线开放课程,让案例教学法惠及更多师生。
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