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摘要：嘗試在課程教學中引入工程項目和教學案例。初步設計了兩個案例：滑塊軸承最大承載力參數化研究和潤滑油檢測方法研究。通過課堂講解和案例教學，激發了學生學習興趣，促進了探究學習能力和解決問題能力培養。實踐證明，在摩擦學原理教學中實施案例教學十分必要，成效顯著。

關鍵詞：案例教學；摩擦學原理；傳統教學案例

教學法（CaseStudy）是由哈佛大學法學院院長ChristopherColumbusLangdell教授創立的一種教學方法，理論教學與實踐活動相結合，依據實際案例，引導學生自主學習，自主探究，以提高運用理論解決實際問題的能力[1]。專業碩士研究生培養是一個復雜的系統工程，案例教學有助于培養獨立科研能力、創新能力，從而提高綜合素質。實踐能力的培養需要合適的教學案例。摩擦學研究關乎能源，可能制約高端裝備的升級換代與性能提升，是節能和綠色發展的重要組成部分。摩擦學具有明顯的交叉性、系統性和時變性[2-3]。摩擦學原理課程包括摩擦、磨損和潤滑3方面內容，是機械設計及理論專業研究生的專業學位課。由于課程內容多，抽象而復雜，僅靠“老師講、學生聽”的傳統教學模式，難以調動學生學習主動性和積極性。為此，綜合課程內容的理論知識與實踐需要，嘗試在教學中引入工程項目和教學案例，引導學生進行探究性學習。

一、摩擦學原理案例教學的意義

機械工程學科是青島理工大學最早的學位授權點之一，機械與汽車工程學院擁有機械工程一級學科博士學位授權點和機械工程一級學科博士后科研流動站，擁有4個一級學科碩士學位授權點。學校領導及研究生教育主管部門重視機械工程學位點研究生的教育工作，現已形成了學士-碩士-博士-博士后完整的多層次人才培養體系，在校博士、碩士研究生400余人。摩擦學研究所自1989年成立以來，在摩擦學領域取得了一些代表性的研究成果，如“熱黏度楔機理”、“非牛頓潤滑理論”、“光干涉彈流潤滑實驗臺”、“高速滾動軸承的動態測試系統”等。將這些成果作為教學案例，既提高了課堂教學的趣味性，又加深了學生對摩擦學理論的理解。為實現專業學位研究生培養目標，利用中央與地方共建專項經費、山東省摩擦學與先進表面工程實驗室重點建設經費等,購置了先進的科研儀器和設備，如粗糙度輪廓測量分析儀，多功能摩擦磨損測試儀，掃描電子顯微鏡，微型面接觸潤滑油膜測量儀等，為研究生實踐教學提供了較好的硬件條件，便于案例教學開展。

二、摩擦學原理教學案例設計

摩擦學原理課程是研究生專業學位課，由于每個導師的研究內容不同，學生上課階段往往對課程還沒有清楚的認識。對此，在課程進行之初，舉例說明導師研究方向和工程應用背景，以及該研究領域發展趨勢。既使本組學生明確了導師的研究領域，又開闊了其他研究生的視野，明確了摩擦學涉及的范圍。案例設計1：滑塊軸承最大承載力的參數化研究。楔形滑塊是幾何形狀最簡單的流體潤滑部件，除單獨使用外，常作為推力滑動軸承的組成元件。當滑塊的幾何形狀不太復雜時，常?？梢缘玫浇馕鼋?。另外，對滑塊問題的分析不僅有助于了解潤滑的基本特性，也是推力軸承潤滑設計的基礎。理論講解：以無限長滑塊為例，說明解析法求解Reynolds方程的過程，求出壓力分布和最大壓力，將壓力積分，求得單位長度上的承載量[4]。按照無量綱承載量的表達式，討論影響最大承載力的因素。分析可得無量綱載荷的大小取決于收斂比K，從而得到著名的6W曲線，即收斂比K對無量綱載荷的影響。實驗驗證：該曲線在諸多《摩擦學原理》教材中都有體現，但由于實驗儀器所限，不能進行有效的試驗驗證。經過研究，自制了面接觸油膜測量試驗臺，可以進行實驗驗證。實驗之前需先了解面接觸潤滑油膜測量儀結構，明確測量原理，控制溫度和濕度等實驗條件，選擇實驗用油和實驗試塊。實驗步驟：檢查測量設備-試樣清洗-玻璃盤安裝與調平-試樣安裝與傾角固定-載荷平衡和施加-實驗、數據采集-數據處理過程-實驗臺整理。實驗內容：載荷一定，膜厚隨速度變化；載荷、速度一定，膜厚隨傾角變化。根據實驗數據，繪出膜厚隨速度和傾角的變化曲線，并根據無量綱承載力的定義式得出載荷隨收斂比的變化規律。將實驗結果與理論計算結果進行對比，以驗證理論計算結果的正確性。案例設計2：齒輪箱中潤滑油檢測方法探究。對于大型機組或重要機械系統如高鐵齒輪箱，要求在運轉一段時間后能準確而方便地判斷潤滑油是否需要更換。為此，設計了潤滑油檢測方法的探究教學案例。教學方式：自由討論。教學內容：探究合理的檢測方法。學生采用頭腦風暴法，按照自己的理解，各抒己見，創造性地提出了很多方法，如熒光法、鐵譜法、光學法、PH值測定法等。有的學生提出在放油口安裝磁性元件，以監測鐵屑數量等。通過案例引入，活躍了教學氣氛，學生在討論中明確了油品檢測知識。

三、教學反饋及效果

與傳統的“滿堂灌”或“老師講、學生聽”的教學模式相比，案例教學更加注重研究生探究能力，既激發了學生的學習興趣，又提高了分析問題、解決問題能力。設計與講課內容緊密結合的案例，是案例教學的保障。例如，滑塊軸承案例，學生在理論學習之后，通過自己設計實驗，驗證了理論結果，完整而又系統地理解了滑塊軸承的最大承載力問題。案例要源于工程實際。教學實踐證明，學生對來自生產和生活的案例更容易接受，如磨損檢測、潤滑油更換、自清潔技術，等等。研究生能透過表面看到此類研究問題的實質，通過查找資料、小組討論等解決問題。來自導師研究課題的案例，能拉近學生與課程的距離，學生通過案例學習，能清楚課題的摩擦學本質，從而快速融入導師研究團隊，也為其研究做了很好的積累。案例的選擇要與時俱進，選擇與摩擦學發展前沿領域和重大裝備相關的案例，既開闊了學生視野，又給研究生課程注入新鮮血液。比如，在2017年課程教學中，主講教師結合9月在北京舉行的世界摩擦學大會，給學生放映了世界摩擦學大會的宣傳片，以增加學生對摩擦學的感性認識，明確摩擦學的歷史、發展和應用。

參考文獻：

[1]邱選兵，齊美山，魏計林，等.案例教學法在工程類創新型研究生實踐教學中的應用研究[J].大學教育，2014（12）：135-137.

[2]威廉埃利特.案例學習指南：閱讀、分析、討論案例和撰寫案例報告[M].劉剛，錢成，譯.北京：中國人民大學出版社，2009：1.

[3]周仲榮.摩擦學發展前沿[M].北京：科學出版社，2006：139.

[4]溫詩鑄.摩擦學原理[M].北京：清華大學出版社，2012：79-84.

作者：郭峰 王健 單位：青島理工大學