聶 媛 ， 李尚升* ， 胡美華 ， 宿太超 ， 胡 強

(1.河南理工大學 材料科學與工程學院 ， 河南 焦作 454003 ； 2.河南理工大學 物理與電子信息學院 ， 河南 焦作 454003)

工科類的案例教學法是把實踐中的工程技術問題作為案例，引導學生利用所學知識進行討論來尋求問題的解決方案，借此提高學生分析問題和解決問題能力的一種方法[1-3]。案例教學法源于國外，國內(nèi)多在管理學、法學、醫(yī)學等學科開展，最近幾年才在工科方面開展案例教學[4]。

材料高壓制備技術是我校材料與化工專業(yè)碩士研究生的一門重要的專業(yè)課。本門課是在本科生超硬材料課的基礎上拓寬范圍針對研究生開設的專業(yè)課。主要使學生掌握高壓設備六面頂壓機的工作原理、材料的六面頂壓機高壓制備技術，主要包括金剛石、立方氮化硼、熱電材料、功能陶瓷、復合材料等高壓制備技術。通過對材料高壓制備技術的理論學習和實踐鍛煉，使學生能夠掌握高壓制備材料的方法，借助高壓方法提高材料的性能。針對專業(yè)型研究生的材料高壓制備技術課實行案例教學，可以提高專業(yè)型碩士研究生的實踐動手能力和解決工程技術問題水平。查閱資料發(fā)現(xiàn)國內(nèi)高校沒有開設這門課，超硬材料案例庫也無人建立，因此國內(nèi)對材料高壓制備技術課案例庫的建設更無從談起。

1 案例庫建設存在問題

材料高壓制備技術案例庫建設無現(xiàn)成案例可以借鑒，需要白手起家，從頭干起。要建設案例庫，首先需要在高壓制備方面實踐經(jīng)驗豐富的教師，其次需要有應用技術類項目支撐。實踐型教師是建設案例庫的主力，單獨科研型的教師難以勝任。應用技術類項目是案例的源泉，沒有應用型研究項目的支撐，案例庫的建設就成了無源之水，無法更新提高。在材料高壓制備技術案例庫初期，我們就遇到了類似的問題，制約了案例庫的建設。

1.1 缺乏實踐型教師

材料與化工專業(yè)中材料高壓合成研究方向的教師有5人，1人有十多年的企業(yè)工作實踐經(jīng)歷，另外4人均是本碩博連續(xù)讀下來的。這些年輕教師在攻讀碩士、博士學位期間從事的研究均是基礎研究，沒有實踐技術開發(fā)經(jīng)歷，參與案例庫建設遇到了不少困難。

1.2 缺乏應用型項目

正是由于課程授課教師實踐經(jīng)驗的匱乏，導致這個研究方向難以申請到技術應用型項目，更不用說與企業(yè)合作的產(chǎn)學研項目了。沒有了技術開發(fā)類項目的支撐，材料高壓制備的教學案例沒有來源，難以有創(chuàng)新，不能跟上技術前進的步伐。僅從書本上找過去的實踐例子開發(fā)成案例，失去了創(chuàng)新性、趣味性，也使研究生失去了興趣，不利于案例教學。

2 案例庫建設措施

材料高壓制備技術案例庫的建設可以促進該課程的教學，有利于培養(yǎng)技術水平高的高層次專業(yè)技術應用人才。針對以上本案例庫建設所存在的問題，我們采取了以下措施：

2.1 加強實踐型教師隊伍建設

通過鼓勵動員具有博士學位年輕教師報名參加河南省人才工作領導小組辦公室組織的博士服務團，到相關企業(yè)進行為期一年的掛職服務鍛煉。一方面可以促進產(chǎn)學研結合，推動科技成果轉化，服務地方經(jīng)濟；另一方面，年輕教師得到了實踐鍛煉，提升了技術水平。同時，學院安排年輕教師和相關企業(yè)結合，使他們與對口企業(yè)對接，利用業(yè)余時間參與企業(yè)的研發(fā)項目。這兩方面措施的采取，年輕老師在實踐中得到了鍛煉，有了在技術開發(fā)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，也為案例庫的建設增加了力量。

我們還與材料高壓合成企業(yè)聯(lián)合建立了材料與化工專業(yè)學位研究生專業(yè)實踐示范基地。從合作企業(yè)中選擇理論基礎知識扎實、實踐能力強的企業(yè)高層次技術人員充實到案例庫建設隊伍中來，使得案例庫建設的力量得到了加強。

2.2 加強應用型項目申請

針對本課程教師隊伍中缺乏應用型項目，我們與相關企業(yè)聯(lián)合申報應用技術項目以提高項目的資助率。同時改變過去只注重發(fā)表文章而忽視專利申請的局面，加大了發(fā)明專利的申請力度，這些專利一方面為案例庫建設提供素材，另一方面有利于申請應用研究項目。

基于這些努力，近三年本課程教學團隊申請獲批2項河南省科技攻關項目、3項企業(yè)委托項目，發(fā)表相關學術論文21篇，申請專利12項。同時，依托材料科學與工程學院高壓合成實驗室申請“焦作市功能材料高壓制備工程技術研究中心”獲批建設。所有這些都為材料高壓制備技術案例庫的建設創(chuàng)造了更好的條件。

3 案例庫建設方法

按案例建設的要求我們提出可行的方法。

3.1 案例建設要求

根據(jù)材料高壓制備技術課程內(nèi)容及特點，需創(chuàng)建一套具有知識性、實踐性、典型性、啟發(fā)性、趣味性與一體的高質量案例庫[3]。具體來說案例應符合以下要求：①案例要具有典型性和創(chuàng)新性。案例素材要來源于生產(chǎn)實踐，例子要典型，同時要與時俱進，跟得上技術發(fā)展和創(chuàng)新。②案例要具有深度性和綜合性。案例要與課程中知識點對應，且盡可能涉及多個知識點。通過案例學習，學生能加強對課程知識的理解，又能利用所學知識解決實際問題。③案例形式多樣化。既要聚焦實踐中的典型問題，又要聚焦新出現(xiàn)的問題，還要兼顧不同章節(jié)知識點對應問題。④案例格式統(tǒng)一。條理清晰、分析正確、合乎實際。

3.2 案例建設方法

根據(jù)各自的研究方向提出案例素材以供討論。案例選材要按以下原則進行[3]：①針對性和廣泛性結合。案例選材既要注重團隊研究特色選材，又要兼顧本課程的整個知識體系。②典型性和新穎性結合。所選案例既要關注材料高壓制備技術中過去的典型成果，又要顧及近年來的創(chuàng)新型成果。③穩(wěn)定性和持續(xù)性結合。案例庫案例要做到相對穩(wěn)定，同時要兼顧更新的案例。根據(jù)以上原則對案例素材進行廣泛調研、深入討論來確定案例內(nèi)容。案例庫中的案例還需要經(jīng)過教學實踐的檢驗，根據(jù)學生反饋的意見不斷改進、完善，同時還要注意案例更新。

4 案例庫建設內(nèi)容

通過上述一系列措施的實施，材料高壓制備技術教學團隊完成了這門課的20個案例的建設。每個案例內(nèi)容按案例目的、課堂計劃、案例摘要、案例背景、相關知識、案例分析、采取措施、實施效果來撰寫。這充分體現(xiàn)了案例全貌，為案例教學提供了參考。

材料高壓制備技術案例庫案例如下：①組裝設計技術。案例名稱：組裝的穩(wěn)定性問題、組裝的重復性問題、傳壓介質相變問題、調溫場發(fā)熱管的設計、發(fā)熱管阻值的穩(wěn)定性問題、IIa型金剛石合成腔體設計；相關知識點：組裝部件的構成、高壓合成特點、高溫高壓下材料的相變、發(fā)熱管的材質和形狀、發(fā)熱管的雜質及耐氧化、IIa型金剛石合成原理。②高壓高溫控制技術。案例名稱：高壓下熱電偶的斷裂問題、定標法壓力測量的準確性、溫度的功率控制問題、高壓制備中的放炮問題、溫度場與壓力場匹配問題；相關知識點：高壓下熱電偶的布置、定標法測壓原理、恒功率控制原理、高壓裝置及組裝的調整、發(fā)熱管的調整。③金剛石合成技術。案例名稱：Ib型金剛石大單晶晶形控制、Ib型板狀金剛石的連晶問題、IIa型金剛石除氮劑的選擇、IIa型金剛石觸媒的選擇、IIa型金剛石微晶石墨的析出；相關知識點：金剛石生長的V形區(qū)、金剛石晶體的缺陷、IIa型金剛石的除氮原理、觸媒的溶氮能力、亞穩(wěn)態(tài)石墨析出原理。④功能材料制備技術。案例名稱：CoSbS基熱電材料高壓制備技術、TiB2-B4C復合陶瓷的高壓燒結、PbSe及PbSe-PbS固溶合金的制備、C3N4的高壓制備技術；相關知識點：熱電材料的原理、復合材料的增強原理、固溶合金材料原理、新型功能材料制備原理。

這些案例既注重典型性、又兼顧廣泛性，滿足了這門課程的案例教學，獲得了選課專業(yè)學位碩士研究生的好評，取得了較好的教學效果。

5 結束語

材料高壓制備技術案例庫的建設是為了充實材料與化工專業(yè)學位碩士研究生培養(yǎng)方面的欠缺，提高高層次應用型人才水平，為地方經(jīng)濟建設提供人才支撐，增加相關行業(yè)的創(chuàng)新能力。通過對本案例庫建設中存在的問題、采取的措施、建設的方法及內(nèi)容進行了探索和分析，期望為專業(yè)學位碩士研究生的培養(yǎng)質量的提高增磚添瓦。當然材料高壓制備技術案例庫的初步建成，必然還存在一些問題，這有待于后續(xù)案例教學實踐中進一步的探索和改進。