尹立孟，周進(jìn)，姚宗湘，王純祥

工程案例教學(xué)法在焊接專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究

尹立孟，周進(jìn)，姚宗湘，王純祥

焊接專業(yè)的大部分課程的重要知識(shí)點(diǎn)相對(duì)散亂，教學(xué)中往往不易將其串成一條主線講解，采用工程案例教學(xué)法能結(jié)合具體實(shí)例和諸多知識(shí)點(diǎn)，可以較好地解決這一問題。從具體實(shí)例出發(fā)，從目前對(duì)工程教學(xué)法的應(yīng)用與實(shí)踐來看，學(xué)生普遍反應(yīng)良好，取得了很好的教學(xué)效果。

案例教學(xué)法；焊接；教學(xué)；專業(yè)課

案例（case）也稱為個(gè)案、個(gè)例、事例或?qū)嵗?，最早屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，后來廣泛運(yùn)用于法學(xué)、軍事學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科。案例教學(xué)法 （case teaching method）是圍繞一定培訓(xùn)目的把實(shí)際中真實(shí)的情景加以典型化處理，形成供學(xué)員思考分析和決斷的案例（通常為書面形式），再通過獨(dú)立研究和相互討論的方式來提高學(xué)員的分析和解決問題的能力的一種方法，它是19世紀(jì)70年代美國哈佛大學(xué)法學(xué)院院長蘭德爾（C.C.Langdell）首倡，20世紀(jì)20年代，哈佛企管研究所率先推廣案例教學(xué)法并且取得了成功［1-3］。目前，案例教學(xué)法作為一種新型的教學(xué)方法不僅已遍及美國，也早已波及美國以外的其他國家。我國的案例教學(xué)也有了20多年歷史，對(duì)我國高校教育思想和教學(xué)方法的全面改革有著重要啟示和推動(dòng)作用。

工程案例教學(xué)法則是把工業(yè)工程生產(chǎn)中實(shí)際的且成功應(yīng)用的典型案例（如工藝、技術(shù)和方法等）加以提取與凝練，同時(shí)結(jié)合理論課（特別是專業(yè)理論課）教學(xué)的需要，對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)的方法。工程案例法主要針對(duì)理工科學(xué)生而提出，我們知道，理工科（特別是像焊接等專業(yè)）專業(yè)課的大部分課程知識(shí)點(diǎn)非常零亂，教學(xué)中往往不易將其串成一條主線，工程案例教學(xué)法則能較好地解決這一問題，尤其是對(duì)于大三和大四的高年級(jí)學(xué)生該法的教學(xué)效果更明顯。

焊接作為工程中的一種重要的連接技術(shù)，應(yīng)用越來越廣泛，無論是國外還是國內(nèi)，其在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都發(fā)揮了非常重要的作用。目前，由于我國的高等教育已逐步由精英教育轉(zhuǎn)向大眾教育，各高校中的專業(yè)教學(xué)儀器與教學(xué)設(shè)備相對(duì)有限，加之大部分焊接專業(yè)（或材料成型及控制工程專業(yè)焊接方向）學(xué)生的理論基礎(chǔ)不強(qiáng)，對(duì)該專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能掌握不夠。為此，在焊接專業(yè)課的教學(xué)中如果能夠較好地應(yīng)用工程案例教學(xué)法，結(jié)合具體案例對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解與加強(qiáng)鞏固則能達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。

一、工程案例教學(xué)法實(shí)踐實(shí)例

案例一：60CrMnMo槽型輥的埋弧堆焊修復(fù)

案例二：ZG42CrMo軌道梁的修復(fù)

實(shí)際工程生產(chǎn)中采用“多層焊”實(shí)現(xiàn)連接或堆焊修復(fù)應(yīng)用非常廣泛，專業(yè)課教材中對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)往往一帶而過，陳述不多，更有甚者只字不提，同學(xué)們往往難以把握打底焊、中間焊、蓋面焊以及層間溫度等工藝和需要注意的問題。為此，我們采用“ZG42CrMo軌道梁的修復(fù)”［5］這一具體工程實(shí)例進(jìn)行講解。首先，我們分析了軌道梁的材質(zhì)ZG42CrMo這一中碳調(diào)質(zhì)鋼的性質(zhì)和焊接特點(diǎn)；其次，在鞏固碳當(dāng)量這一重要概念之后，深入闡述打底焊、中間焊、蓋面焊與層間溫度等問題，并且針對(duì)這一具體實(shí)例，對(duì)于比較深的裂紋和相對(duì)較淺的裂紋分別采用不同的焊接材料 （如A102、HT-3和J422等）和焊接規(guī)范（焊接電壓U與焊接電流I等）進(jìn)行修復(fù)；最后，強(qiáng)化焊后熱處理對(duì)焊接的重要性。

案例三：爐底輥的焊接工藝改進(jìn)

不銹鋼（包括耐熱鋼等）在工程中應(yīng)用廣泛，同學(xué)們往往對(duì)奧氏體不銹鋼、珠光體不銹鋼和馬氏體不銹鋼和雙相不銹鋼等理解不深，對(duì)不銹鋼的焊接更是不甚了解。我們結(jié)合“爐底輥的焊接工藝改進(jìn)”［6］這一工程實(shí)例進(jìn)行固溶處理、埋弧焊焊絲和焊劑的搭配、焊接等分類、熱裂紋等知識(shí)點(diǎn)的講解。比如實(shí)例中，對(duì)于Cr25Ni20Si2和1Cr18Ni9兩種奧氏體不銹鋼，若采用H1Cr18Ni9Ti配HJ260焊劑進(jìn)行爐底輥輥頸與輥身的對(duì)接焊接，則高溫脫渣性十分不好，而且稍微控制不好就容易出現(xiàn)裂紋。改為H1Cr13配HJ260或HJ107焊劑進(jìn)行焊接則取得了很好的效果。另外，深入闡述奧氏體不銹鋼焊接容易出現(xiàn)熱裂紋、焊接時(shí)多層焊的焊接順序以及焊后進(jìn)行固溶處理等問題，使學(xué)生對(duì)不銹鋼的焊接有了較為全面的認(rèn)識(shí)。

除了以上工程實(shí)例以外，我們在教學(xué)中還采用了“熱軋工作輥表面堆焊強(qiáng)化研究”［7］、“電子封裝微互連焊點(diǎn)力學(xué)行為的尺寸效應(yīng)”［8］、以及“電遷移致無鉛釬料微互連焊點(diǎn)的脆性蠕變斷裂行為”［9］等工程和研究中所取得的成果作為教學(xué)實(shí)例，結(jié)合焊接專業(yè)課中的具體概念、知識(shí)點(diǎn)、重要內(nèi)容以及新近發(fā)展的焊接方法與可靠性等，對(duì)它們進(jìn)行較為詳細(xì)的講解和深入闡述，在實(shí)施教與學(xué)的過程中老師和學(xué)生通常能產(chǎn)生很好的互動(dòng)效果，學(xué)生們深受這些工程實(shí)例的啟發(fā)，普遍反應(yīng)良好。

二、工程案例教學(xué)法的思考

工程案例教學(xué)法源于案例教學(xué)法，取源于實(shí)際工程實(shí)踐和研究，它是一種啟發(fā)式的教學(xué)方法，也是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)法的擴(kuò)充和革新。工程案例教學(xué)法通過具體實(shí)例進(jìn)行課堂教學(xué)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。與此同時(shí)，工程案例教學(xué)法也有助于提高教師本身的綜合素質(zhì)。因此，如果在專業(yè)課的教學(xué)中良好應(yīng)用，可以達(dá)到非常好的教學(xué)效果。

然而，工程案例教學(xué)中所采用的案例本身是否為典型和成功案例，其所包含知識(shí)點(diǎn)的深度，其與專業(yè)課中具體知識(shí)點(diǎn)或內(nèi)容的疏與近以及關(guān)聯(lián)性等在實(shí)施工程案例教學(xué)中都值得深入思考。工程案例教學(xué)一旦把握不好，往往達(dá)不到預(yù)想的效果甚至?xí)m得其反，不但不能引起學(xué)生的興趣，反而讓學(xué)生覺得簡單的問題復(fù)雜化，或?qū)Ρ旧韽?fù)雜的問題更加難以接受，產(chǎn)生逆反心理。另一方面，工程案例教學(xué)法對(duì)教師的要求較高，授課教師必須對(duì)于工程實(shí)際中的現(xiàn)場生產(chǎn)要有較全面的了解，對(duì)具體的工程案例能深刻理解和把握。此外，專業(yè)課的教學(xué)固然以選定教材為主，工程案例只能作為教材基本知識(shí)點(diǎn)和主要內(nèi)容的補(bǔ)充和擴(kuò)展，為使學(xué)生易學(xué)好懂和強(qiáng)化理解而進(jìn)行。

此外，工程案例教學(xué)法通常需要對(duì)幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)而不是單一知識(shí)點(diǎn)（或概念）進(jìn)行闡述或講解，一般要求把這些零亂的知識(shí)點(diǎn)連成一條主線加以教學(xué)。因此，工程案例教學(xué)法實(shí)施的方法與場景也需慎重考慮，是課前以思考題形式布置下去，讓學(xué)生有充裕的時(shí)間進(jìn)行思考后再行分析；是即興信手捏來強(qiáng)化某一知識(shí)點(diǎn)并擴(kuò)展與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)；還是在學(xué)生現(xiàn)場實(shí)習(xí)或?qū)嵺`的場合下進(jìn)行講解等。我們在實(shí)施工程施案例教學(xué)法一般是有授課教師先行仔細(xì)斟酌，相關(guān)專業(yè)課教師大家相互討論和論證后進(jìn)行。

三、結(jié)語

從我們目前對(duì)工程案例教學(xué)法在焊接專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用和實(shí)踐情況來看，由于我們按照事先針對(duì)場景思考布置——課前若干教師論證其可行性——課堂或?qū)嵙?xí)實(shí)訓(xùn)中實(shí)踐——上課（實(shí)習(xí)實(shí)踐）后分析、總結(jié)和改進(jìn)等順序進(jìn)行，學(xué)生普遍反應(yīng)良好，對(duì)具體工程實(shí)例表現(xiàn)出濃厚興趣并能主動(dòng)與教師深入探討，最終取得了非常好的教學(xué)和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)效果。當(dāng)然，應(yīng)該承認(rèn)，對(duì)每門專業(yè)課所有重要知識(shí)點(diǎn)都實(shí)施工程案例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)（或?qū)嵺`實(shí)訓(xùn)）尚存在一些難度，還需進(jìn)一步努力。

[1]張民杰.案例教學(xué)法:理論與實(shí)務(wù)[M].北京:九州出版社,2006.

[2]何芹.案例教學(xué)法及其在審計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].中國管理信息化,2009（12).

[3]陳媛媛.案例教學(xué)法在教學(xué)中的運(yùn)用[J].無錫南洋學(xué)院學(xué)報(bào),2008(4).

[4]尹立孟.60CrMnMo槽型輥的埋弧堆焊修復(fù)[J].焊接,2002（11）.

[5]尹立孟.ZG42CrMo軌道梁的修復(fù)[J].焊接技術(shù)，2003（1）.

[6]尹立孟.爐底輥的焊接工藝改進(jìn)[J].焊接,2002（6）.

[7]尹立孟,劉東虹.熱軋工作輥表面堆焊強(qiáng)化研究[J].焊接技術(shù),2004（2）.

[8]尹立孟,等.電子封裝微互連焊點(diǎn)力學(xué)行為的尺寸效應(yīng)[J].金屬學(xué)報(bào),2009(4).

[9]尹立孟,張新平.電遷移致無鉛釬料微互連焊點(diǎn)的脆性蠕變斷裂行為[J].電子學(xué)報(bào),2009（2）.

G642

A

1673-1999（2010）14-0165-02

尹立孟（1976-），男，湖南邵東人，博士，重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院講師；周進(jìn)（1956-），男，重慶科技學(xué)院副教授；姚宗湘（1978-），女，重慶科技學(xué)院講師；王純祥（1972-），男，重慶科技學(xué)院講師。

2010-03-31