案例教学法在稀有金属冶金学教学中的应用
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2015）12-0122-02
稀有金属冶金学是有色金属冶金在稀有金属冶金方面的骨干课程，是中南大学冶金工程专业稀有金属冶金方向的专业必修课，也是其它学科方向（轻冶方向、重冶方向和冶金物理化学方向）的学修课程之一。稀有金属冶金学作为冶金工程学科的一个分支，主要研究稀有金属冶金过程的原理和工艺，因为稀有金属种类繁多有59个，但由于很多金属的冶金过程原理及工艺存在相似性，所以课程选择其中的钨、钼、钛、锆、铪、钽、铌、稀土金属为代表进行阐述。这门课程面向的授课对象是稀有金属冶金方向的大三学生，学时为64，课程名称为《稀有金属冶金学I》；其他冶金方向大四的学生，学时为32，课程名称为《稀有金属冶金学II》。稀有金属冶金学这门课程工程性比较强，内容覆盖广。如果采用传统的教学方法对课程中的工艺和技术等逐条讲解，就会出现授课内容枯燥无味、学生不耐烦的局面。更重要的是，因为学生没有工作的背景，对于工艺过程不能有深的体会，特别是由于技术的进步以及教材编写的滞后，使得学生不能真正的掌握技术发展的动态和方向。如何在教学环节尽可能地将理论联系实际，让学生能够学的更有兴趣、更有效率，是非常值得探讨的。
案例教学法最初起源于哈佛大学，是参与式教学模式的一种形式，是欧美发达国家经济学和管理学类课程教学的重要形式。近些年来，它在我国经济学、管理学、法律等教学中得到广泛采用。案例教学是一种在教师的指导下，把学生带入特定事件的现场，进入角色，再现案例情景，通过案例分析以提高学生实际运作能力的教学方法。它把一个个独特真实的已有情景展示给学生，使他们不离校就能在短期内接触到实际问题，从而有效弥补实践的不足和学习的片面性。案例教学法主要应用于经济管理类课程，而在工科课程的教学中进行案例教学较少，这或许是由于工科技术的复杂性所导致。所谓工科课程的案例教学法是选择具体的工程实际问题为基本素材，本着理论和实践相结合的原则，该案例的内涵必须包括所讲授的基本理论。
一、稀有金属冶金学课程采用案例教学的可行性
案例教学法适合的授课对象是掌握了一定专业理论知识的本科高年级学生。《稀有金属冶金学I》的开课在第6学期，《稀有金属冶金学II》是第7学期，也就是说在学习稀有金属冶金学以前，学生已经掌握了冶金方面的基础理论知识，并且已经完成了认识实习或者生产实习的过程，对工厂的工艺流程及操作过程有了一定的认识和理解，因此在稀有金属冶金学课程教学中引进案例是可行的，不但可以提高学生综合分析和处理工程实践的能力，而且也能让学生掌握本领域科技发展的前沿和存在的问题。
二、案例选择的原则
（一）符合教学大纲。案例的选材首先要符合教学要求、不偏离教学大纲、不宜太难、也不宜太易且针对性强，这样才能吸引学生上课时的注意力，进而提高学生参与的积极性，从而收到良好的教学效果。
（二）真实典型性。案例的选取要取材于生产或科研实际，不能凭借个人的想象力进行杜撰。在案例的选取上做到公正客观，不能褒扬自己贬低他人。
三、案例的选择
因为稀有金属冶金学面授的对象不同，所以在案例的选择上也存在不同。对于稀冶方向的学生由于已经参加了稀有金属冶金厂的认识实习，所以对现场的情况有了初步的认识和了解，所以在案例的选择上，结合教师承担的科研课题及工程实践来选择，讲解创新思路的提出、新工艺的设计、工业试验中碰到的问题以及解决的思路等。例如在讲述钛冶金铜丝塔除钒废水的治理时，将我们开发并已经在遵义钛厂得到应用的离子交换一沉淀净化法案例引入进行讲解：废水经加碱调pH值至3.0-4.0后，加双氧水将V（Ⅳ）氧化成V（V），再补加Cu2+将Cu/V摩尔比增大到7.5～8.5，然后再加碱中和至pH值7.5～8.5，室温搅拌20分钟过滤。滤液中cu、V的含量均小于2.0mg/L，达到国家污水综合排放标准；滤渣中含Cu 45%～60%、V 11%-15%，具有很高的综合回收价值。这些前沿的技术并没有出现在教材中，这种案例的引入不但增加了学生的视野，而且可以有效提高学生的学习积极性，让学生感受到科研和创新不是那种遥不可及的事情，培养学生的创新思维和综合分析问题的能力。
对于其他方向的学生而言，他们选修稀有金属冶金学更多的是想了解稀有金属冶金与其他冶金方向存在的异同点，通过选修这门课对典型的几种稀有金属提取过程有个完整的认识，所以在案例的选择上与稀冶方向的学生就存在不同，如钨冶金的讲述。在稀有金属冶金学教材中，钨冶金是按照钨矿物原料的分解、纯钨化合物制取和金属钨粉的工艺流程分阶段进行编写的。这样做的优点是：可以将不同的技术方法进行横向对比，如钨矿物原料的分解部分将苏打高压浸出法、苛性钠浸出法、酸分解法和苏打烧结法做分节介绍。这样的安排方式对于有一定工艺基础或者参加过实习的学生来讲，可以让他们充分了解各个技术的优缺点，加深知识的理解。根据本人多年来的教学实践可知，对于其他冶金方向的学生而言，采用这样的编排方式，他们很难对钨冶金形成整体的把握。所以在讲解过程中，我采用了湘西金矿白钨矿生产APT的工艺过程作为案例进行讲解。首先按照工艺顺序将现场的设备图片以及连接管道进行了展示，在此基础上对生产的工艺参数和技术指标进行讲解，并对生产实际和理论的不同点进行了说明。教学实践发现，这样的教学收到了好的效果，加深了学生印象并且调动了学生的积极性。 四、案例教学的课堂组织
案例教学的成功取决于教师和学生的共同努力，需要教学双方积极地参与和配合。一次成功的案例教学，除了要求教师在课前认真备课，熟练掌握案例内容，还要求上课期间学生的积极参与。所以当课程内容存在案例教学的时候，我们采取了以下教学环节来保证案例教学的顺利实施：
（一）案例思考。介绍案例后，教师负责组织指导，启发学生独立思考，让学生明确案例的逻辑顺序和关键的技术环节以及与学过的基础理论之间的关系。
（二）课堂讨论。组织学生对案例讨论是案例教学成功的关键。案例教学不同于举例教学，举例教学知识来自于教师一个人的解说，而案例教学则需要来自于教师和学生之间的沟通讨论。通过讨论可以让学生发表自己的观点，认识别人的观点，在讨论中拓宽自己的视野，加深知识的理解。如在讲述碱性磷酸盐高压浸出白钨矿中钨的案例时，首先让学生讨论了工艺的原理，然后让他们从案例中寻找差异点。理论原理就是在氢氧化钠溶液中添加磷酸盐高压浸出钨，而实际采用的试剂则是氢氧化钠和磷酸。通过讨论让学生明白，经济因素与理论实际存在的区别，从而达到以例明理，以理释例。
（三）点评总结。案例教学的目的，是在理论教学的基础上加以实践。而教师的总结点评则是案例教学的归宿。教师在总结点评是，可以让学生了解该技术路线的实施条件，该技术路线制定的思路以及存在的优缺点，从而让学生把学到的理论知识延伸到实际工程中，提高学生分析问题和解决问题的能力。
五、结束语
稀有金属冶金学是一门专业性很强的课程，要想获得良好的教学效果，探索并融合多种形式的教学方法是很有必要的。在教学过程初期，我们将对比教学法引入到课程教学中，也收到了好的效果，而案例教学的引进更为良好教学效果的实施增加了保障。在稀有金属冶金学课程中引入案例教学的实践表明，只要选取适当的案例、加上教师的精心组织，能增强课程的生动性和灵活性，提高学生参与问题讨论的积极性，大大提高教学水平。
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