【摘要】本文闡述了失效分析技術(shù)的課程特點(diǎn)，介紹了案例教學(xué)法的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況，探索了案例教學(xué)法在失效分析技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】失效分析技術(shù)案例教學(xué)法

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674－4810（2014）19－0075－02

失效分析技術(shù)課程的根本任務(wù)是對(duì)學(xué)員進(jìn)行裝備失效分析及防護(hù)理論與技術(shù)的系統(tǒng)教育，使學(xué)員具備一定的失效分析能力和素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)員理論和工程實(shí)際相結(jié)合的能力。通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員了解失效分析的原理和方法，掌握斷裂、腐蝕、磨損、變形等金屬裝備失效的基本形式，了解再制造裝備、電子元器件產(chǎn)品的失效分析技術(shù)；使學(xué)員掌握較為系統(tǒng)的裝備失效分析的基礎(chǔ)理論和常用技術(shù)，初步具備在工程實(shí)踐中進(jìn)行裝備失效分析及提出防護(hù)措施的能力。

失效分析是指對(duì)失效產(chǎn)品為尋找失效原因和預(yù)防措施所進(jìn)行的一切技術(shù)活動(dòng)。失效分析技術(shù)課程教學(xué)具有很強(qiáng)的針對(duì)性、典型性、類比性等特點(diǎn)，特別適合運(yùn)用案例教學(xué)法。

一 案例教學(xué)法特點(diǎn)及其應(yīng)用

案例教學(xué)始于古希臘時(shí)代，自1910年起在美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院開始運(yùn)用案例教學(xué)法。所謂案例教學(xué)法，是圍繞一定專業(yè)背景的目的把實(shí)際中真實(shí)的情境加以典型化處理，形成供學(xué)生思考分析和決斷的案例，通過獨(dú)立研究和相互討論的方式解決問題。其目的是培養(yǎng)和提高學(xué)習(xí)者的知識(shí)能力。

根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)研究，案例應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：（1）案例應(yīng)該是有一定特點(diǎn)即典型的事件。即案例應(yīng)該至少包含問題和解決方法兩個(gè)方面，同時(shí)還應(yīng)該具備借鑒意義和價(jià)值。（2）案例應(yīng)該是有完整情節(jié)的真實(shí)故事。（3）案例應(yīng)該是時(shí)空鮮明、有特定背景且滿足教學(xué)要求的清晰描述。

簡(jiǎn)言之，案例應(yīng)該具備真實(shí)典型性、科學(xué)完整性和積極教育性。目前，案例教學(xué)法在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行了研究應(yīng)用。圖1是根據(jù)CNKI檢索數(shù)據(jù)得到的案例教學(xué)法的應(yīng)用情況。

圖1案例教學(xué)法在各學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用情況

由圖1可知，在所查到的數(shù)據(jù)中，案例教學(xué)法在文科類教學(xué)中應(yīng)用較為廣泛，而在理科類和工科類學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用較少。其中，在材料類教學(xué)應(yīng)用中，失效分析類的論文僅有寥寥幾篇?？梢?，案例教學(xué)法在失效分析技術(shù)教學(xué)中還需要加強(qiáng)研究和探索。

在具體的案例教學(xué)實(shí)施中，案例教學(xué)可分為案例講授法、案例討論法、案例模擬法等3種，其特點(diǎn)及應(yīng)用時(shí)機(jī)如表1所示。

表1案例教學(xué)法類別及特點(diǎn)

特點(diǎn)應(yīng)用時(shí)機(jī)

案例

講授法以案例為導(dǎo)入，通過案例背景

講授相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)員印象深刻新知識(shí)講授

案例

討論法以特定案例為研究對(duì)象，介紹情境，提出問題，要求學(xué)員運(yùn)用所學(xué)的教學(xué)理論和已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問題基本知識(shí)點(diǎn)已講授完畢，知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)

案例

模擬法以實(shí)際失效零件為主體，提供相關(guān)

材料，要求學(xué)員獨(dú)立完成分析任務(wù)理論講授結(jié)束，可作為課程論文答辯考核

二 失效分析技術(shù)案例法教學(xué)設(shè)計(jì)

在失效分析技術(shù)案例法教學(xué)設(shè)計(jì)中，主要有以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其流程如圖2所示。

圖2失效分析技術(shù)案例法教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

這四個(gè)環(huán)節(jié)中，案例選擇和案例分析是重中之重。在選擇案例中，要遵循相關(guān)性、趣味性、代表性、真實(shí)性、實(shí)用性等原則。例如，在斷裂失效案例選擇過程中，有一個(gè)輸油船曲軸斷裂失效的案例設(shè)計(jì)如表2所示。

表2失效分析技術(shù)案例選擇

選擇

要素支撐內(nèi)容目的

案例

背景某輸油船于1983年投入使用，其功率為1470w、額定轉(zhuǎn)速為825r/min。2002年4月在為油礦送料途中，左主機(jī)曲軸在曲拐處突然發(fā)生斷裂?？傔\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間約為49789h（約5.17年），設(shè)計(jì)壽命為30年真實(shí)性、代表性、知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)性

案例

要素設(shè)計(jì)指標(biāo)、使用參數(shù)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、圖片視頻資料齊全引發(fā)思考，用于問題的分析與解決

結(jié)論

明確失效原因明確，責(zé)任劃分

合理，指導(dǎo)效果明顯說明案例的實(shí)用性，說明相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的重要性與應(yīng)用重點(diǎn)

三 失效分析技術(shù)案例教學(xué)法的組織實(shí)施

1．案例講授法

以斷裂失效分析技術(shù)的講授為例。本章主要講授斷裂失效的形式及其判斷、線彈性斷裂力學(xué)、彈塑性斷裂力學(xué)等內(nèi)容。如果采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容抽象且枯燥。采用案例講授法，選擇眾所周知的“泰坦尼克號(hào)”豪華郵船的沉沒悲劇作為引入，通過后人打撈的斷裂船身相關(guān)材料讓學(xué)生對(duì)斷裂失效分析有一個(gè)初步的認(rèn)知，然后引入韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂的概念并進(jìn)行講解，學(xué)員掌握斷口的宏觀、微觀特征，進(jìn)行斷裂形式的判斷。再進(jìn)一步分析船身斷裂的數(shù)據(jù)，引入斷裂力學(xué)相關(guān)知識(shí)。最后，在小結(jié)中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)“泰坦尼克號(hào)”船身斷裂失效原因進(jìn)一步分析，得出結(jié)論。

2．案例討論法

腐蝕失效分析技術(shù)基本內(nèi)容講授完畢后，采用案例討論法，讓學(xué)員應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，在教員的引導(dǎo)下進(jìn)行討論分析，得出結(jié)論。以某石化公司蒸餾裝置管束腐蝕減薄及穿孔腐蝕失效為例。

第一，教員在選擇案例方面，要選擇具有一定針對(duì)性和不同意見的案例，以在學(xué)員中間產(chǎn)生不同意見，引發(fā)討論。此案例中，首先，腐蝕類型的判斷會(huì)引起學(xué)員的爭(zhēng)議；其次，在腐蝕產(chǎn)物分析中，采用哪些分析手段，可以得到哪些結(jié)論也具有多種選擇，由此都會(huì)引發(fā)學(xué)員的思考。

第二，教員在介紹背景方面，要注意導(dǎo)向性和選擇性，即“該說的說清楚，不該說的不能說”。如在介紹失效裝置的應(yīng)用環(huán)境中應(yīng)該詳盡，但在介紹腐蝕產(chǎn)物和檢測(cè)數(shù)據(jù)中要具有選擇性，最好只提供資料，讓學(xué)員自己根據(jù)需要進(jìn)行選擇使用。

第三，教員要提出若干能引起爭(zhēng)議和討論的問題。在設(shè)計(jì)問題中，要注意問題之間的邏輯關(guān)系。如（1）該裝置腐蝕失效的主要類型是什么？（2）你的判斷依據(jù)是什么？（3）可以采取哪些措施避免類似情況發(fā)生？如此，可以讓學(xué)員對(duì)問題的分析過程有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，而且還避免了設(shè)問所帶來(lái)的傾向性。

四 小結(jié)

案例教學(xué)法在各學(xué)科中的應(yīng)用和研究越來(lái)越廣泛。失效分析技術(shù)作為一門理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程，采用案例教學(xué)法是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但在該學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用目前存在著教學(xué)方法理論總結(jié)較少的問題。另外，案例教學(xué)效果與教員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)密切關(guān)聯(lián)，案例庫(kù)建設(shè)的豐富程度同樣也制約著教學(xué)效果。本文拋磚引玉，望能引發(fā)教學(xué)同行的討論，共同促進(jìn)失效分析技術(shù)案例教學(xué)法的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

［1］經(jīng)柏龍、羅巖.論案例教學(xué)及其運(yùn)用［J］.沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006（1）：38～41

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕