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時(shí)間：2022-04-25 11:22:12
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）03-0031-02
材料力學(xué)是工科高等院校十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及機(jī)械工程、土木工程、石油工程等許多專業(yè)。該課程的本質(zhì)是探尋不同類型材料對(duì)于各種外力的承受能力以及內(nèi)部變化，從而進(jìn)一步分析各種材料的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。因此，在課堂理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，它非常強(qiáng)調(diào)與之對(duì)應(yīng)的各種材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，不僅能夠提高學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)的掌握，而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其分析和創(chuàng)新能力。
一、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀分析
當(dāng)前的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不盡如人意，總體而言存在以下幾個(gè)方面的問題。1.教學(xué)模式單一。目前，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)均采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即教師講解實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)過程，之后學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后填寫統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，獲取實(shí)驗(yàn)成績(jī)。2.學(xué)生參與度和積極性不高。由于缺乏對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，學(xué)生普遍存在不重視實(shí)驗(yàn)的問題。由于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)均為分組實(shí)驗(yàn)，每組成員2～8人不等，因此部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中完全依賴同組其他同學(xué)，有些對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理都不甚了解。3.缺乏質(zhì)疑能力和創(chuàng)新意識(shí)。當(dāng)前，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的惰性，一味地接受書本和教師傳授的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理或者方法展開自己獨(dú)立的思考或者提出疑問，更不會(huì)在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更深層次的研究和創(chuàng)新。
二、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革方法
針對(duì)以上問題，本文就材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程提出以下改革思路。
（一）從被動(dòng)“填鴨”式向?qū)W生主體式轉(zhuǎn)變
當(dāng)前，課程教學(xué)改革大力倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、質(zhì)疑能力以及創(chuàng)新能力。同樣，對(duì)于材料實(shí)驗(yàn)課程，也需要從傳統(tǒng)的以教師為主的教學(xué)模式，向以學(xué)生為主體的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。具體實(shí)施辦法為：充分發(fā)揮學(xué)生在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的主體作用，由學(xué)生自行分析材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)原理、參照大綱制定實(shí)驗(yàn)方案、分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)、操作儀器設(shè)備、獲取試驗(yàn)結(jié)果、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。在這一系列過程中，教師的身份要由從前的“講師”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)師”，即在學(xué)生遇到問題時(shí)以參與者的身份負(fù)責(zé)答疑解惑。同時(shí)，為督促和提高每一位學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與度和積極性，在實(shí)驗(yàn)完成后，教師針對(duì)每一小組各隨機(jī)選取一名成員作為匯報(bào)人，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和結(jié)果等以前完全由教師講授的內(nèi)容進(jìn)行講解，該名成員匯報(bào)的得分，將成為本小組最終的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這樣不僅能夠有效地促進(jìn)小組成員之間的溝通和學(xué)習(xí)，而且能夠很好地避免部分學(xué)生的惰性和依賴性。
（二）從表格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告向小論文的轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式單一，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后，只需將實(shí)驗(yàn)結(jié)果逐一填入設(shè)計(jì)好的表格中即可。這樣的實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅會(huì)在很大程度上限制學(xué)生的分析思考能力，而且非常容易出現(xiàn)相互抄襲的現(xiàn)象。為此，若能將格式固定的表格式實(shí)驗(yàn)報(bào)告轉(zhuǎn)變?yōu)樾≌撐牡男问剑瑢?huì)從根本上解決這一問題。在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)小論文中，學(xué)生需要簡(jiǎn)述該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、制定實(shí)驗(yàn)方案的依據(jù)、人員組織、具體實(shí)施情況、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及本次實(shí)驗(yàn)所存在問題等。教師對(duì)小論文的評(píng)分也應(yīng)從單純地重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，變成對(duì)以上各方面內(nèi)容的綜合評(píng)判。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的學(xué)生，若能在小論文中正確地分析其原因，并且找出切實(shí)可行的解決方法，同樣能夠獲得較好的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。
（三）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
在當(dāng)前高等院校大力倡導(dǎo)提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的大環(huán)境下，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)一步向基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方向發(fā)展，為學(xué)生提供一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)，從而提高學(xué)生的思考、創(chuàng)新以及實(shí)際工程應(yīng)用能力。開放實(shí)驗(yàn)的題目，可通過三種渠道獲取。1.學(xué)生自擬。通常由3～5名學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)小組，根據(jù)材料力學(xué)課堂理論教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，結(jié)合自己的學(xué)習(xí)興趣，擬定相應(yīng)的開放實(shí)驗(yàn)題目。實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生提供所需的實(shí)驗(yàn)條件和相關(guān)理論指導(dǎo)，使其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠順利實(shí)施。2.教師提供。以學(xué)生未來的職業(yè)和專業(yè)為導(dǎo)向，教師為學(xué)生提供2～3個(gè)開放實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生進(jìn)行選擇。例如，材料力學(xué)中的直梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，其原理是直梁彎曲時(shí)，其表面粘貼的應(yīng)變片產(chǎn)生電阻變化，由應(yīng)變儀將信號(hào)放大并顯示其應(yīng)變情況。雖然學(xué)生在實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備充分的情況下，大都能夠順利地完成實(shí)驗(yàn)，但是很少有學(xué)生能夠親自動(dòng)手粘貼應(yīng)變片或者搭接電橋線路。因此，教師可以在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提供相應(yīng)的開放實(shí)驗(yàn)題目，給學(xué)生提供深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。3.研究生科研項(xiàng)目帶動(dòng)。工科高校研究生在完成科研項(xiàng)目時(shí)，通常需要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。例如，研究生利用力學(xué)實(shí)驗(yàn)室材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行PDC復(fù)合片壓縮實(shí)驗(yàn)。在其實(shí)驗(yàn)過程中，可帶領(lǐng)1～2名本科生開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)工作。這樣，不僅能夠提高本科生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其應(yīng)用及創(chuàng)新的能力，而且能夠?yàn)樗麄兘窈蟮膶W(xué)習(xí)或者研究工作奠定基礎(chǔ)。
三、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的保障措施
為了保證以上材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的順利實(shí)施，需要做好相應(yīng)的保障工作，具體而言包括以下方面。
（一）實(shí)驗(yàn)教師能力的提升
新的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組織方法，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，必然會(huì)為實(shí)驗(yàn)教師帶來更多的挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)教師自身的能力和素質(zhì)，很大程度上決定了材料力學(xué)課程改革的效果。傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教師只需根實(shí)驗(yàn)大綱和指導(dǎo)書按部就班地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。然而改革后，實(shí)驗(yàn)教師更多的是扮演“導(dǎo)師”的角色，參與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，為其提供指導(dǎo)和幫助。這樣，勢(shì)必要求實(shí)驗(yàn)教師具有更深更廣的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，以及輔導(dǎo)各類型實(shí)驗(yàn)的綜合能力。為此，對(duì)于現(xiàn)有材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教師而言，應(yīng)當(dāng)不斷充實(shí)自己。對(duì)于學(xué)校來說，應(yīng)當(dāng)吸引更多有能力的優(yōu)秀人才從事材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，并且提供有利的條件，加強(qiáng)其與其他開設(shè)相關(guān)課程的高校之間的交流和學(xué)習(xí)，讓實(shí)驗(yàn)教師“走出去”，把好的思路和想法“引進(jìn)來”。
（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的保障
加強(qiáng)現(xiàn)有設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，并在此基礎(chǔ)上，增加新的儀器、設(shè)備的投入。目前一些學(xué)校的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如靜態(tài)應(yīng)變儀、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)的年代都相對(duì)比較久遠(yuǎn)，已無法完全滿足新的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的需要。因此，對(duì)于有條件的學(xué)校，可購置一批先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以保證課程改革的需求。同時(shí)，在新的材料力學(xué)課程組織模式下，應(yīng)把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，各類型實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室之間需要進(jìn)一步加強(qiáng)協(xié)調(diào)與配合，制定相應(yīng)的管理制度，這樣才能保證材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的順利開展。
（三）給予學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分激勵(lì)
在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革中，學(xué)生的主體地位，學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性直接影響著新的實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施程度。只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，才能從真正意義上打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，提高材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。然而，當(dāng)前大學(xué)生學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的惰性，只要與學(xué)分無關(guān)的事情就不愿意去做。作為學(xué)校，恰好可以利用學(xué)生的這一特點(diǎn)，采用創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分激勵(lì)的辦法，對(duì)于材料力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，成功完成相應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，給予額外的學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)，由此推動(dòng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的順利進(jìn)行。
四、結(jié)語
打破常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是以學(xué)生為主導(dǎo)的啟發(fā)式材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的關(guān)鍵。同時(shí)，需要從實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)O備等方面為改革的實(shí)施提供保障。本文所提出的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革方法，也能為其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的改革提供參考和思路。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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材料力學(xué)是高等工科院校多數(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，特別是工程素質(zhì)及創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要的作用，而材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是深化學(xué)生理解力及拓展學(xué)生思維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地方高校的主要任務(wù)是為地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)應(yīng)用型人才，針對(duì)地方高校的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生自身的特點(diǎn)，如何最大限度地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷地探索和完善。
一、目前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題
(一)過于強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的比例自從全面推進(jìn)素質(zhì)教育以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也在不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以提高學(xué)生的思維方式和創(chuàng)新能力是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的方向。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整和整合，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例達(dá)到了規(guī)定的要求。然而，在實(shí)際執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)。這種改革和創(chuàng)新僅僅是對(duì)教師的創(chuàng)新，對(duì)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)收到了微乎其微的效果。為了顯示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革趨向于追求綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的規(guī)模、數(shù)量和速度，過于追求高深的理論與新型的內(nèi)容，忽視了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的關(guān)系，從而忽略了學(xué)生的主體作用，也與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)不相適應(yīng)。
(二)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課在思想上的誤區(qū)
傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)只是對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)課中完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)并會(huì)做該實(shí)驗(yàn)就行了。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課多數(shù)都是分組實(shí)驗(yàn)，有少部分學(xué)生甚至認(rèn)為上不上實(shí)驗(yàn)課無所謂，拿別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來校核理論知識(shí)還可節(jié)省時(shí)間，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是抄別人應(yīng)付了事，甚至有個(gè)別學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告只抄個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理部分空白。另外，由于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是非獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)所占該門課程的總成績(jī)比例較小，對(duì)期末成績(jī)影響不大，形成了重理論、輕實(shí)驗(yàn)的思想。
(三)實(shí)驗(yàn)考核辦法單一
實(shí)驗(yàn)課程考核的目的是為了督促學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、鞏固和提高所學(xué)的知識(shí)和技能，檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解、掌握程度和實(shí)驗(yàn)技能的運(yùn)用情況，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的智力和動(dòng)手能力，同時(shí)檢查教學(xué)效果，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。在以往的教學(xué)中，成績(jī)?cè)u(píng)定主要以實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為基礎(chǔ)，教師很難在課堂上具體掌握每個(gè)學(xué)生的實(shí)際操作能力，因此，實(shí)驗(yàn)報(bào)告就成為判斷學(xué)生知識(shí)掌握的重要依據(jù)。這顯然很難達(dá)到考核的目的，同時(shí)也不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中的探索
(一)教學(xué)內(nèi)容――調(diào)整、完善
我國的地方大學(xué)由于舉辦者為地方政府，經(jīng)費(fèi)來源以地方投入為主，其生源就業(yè)大多面向當(dāng)?shù)亍Ｒ虼耍瑢?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革應(yīng)考慮到地方高校的特殊環(huán)境和地方的人才需求類型。另一方面，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整還要了解地方高校學(xué)生自身的特點(diǎn)。地方高校多數(shù)生源來自本地，就業(yè)面向本地，更注重專業(yè)技能的知識(shí)，習(xí)慣于從實(shí)際應(yīng)用方面思考問題。應(yīng)用型人才主要是掌握和應(yīng)用知識(shí)，而非科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知。培養(yǎng)應(yīng)用型人才重在使之擁有豐富的職業(yè)技能，擁有合理的知識(shí)、能力結(jié)構(gòu)，擁有終身學(xué)習(xí)、不斷提高的潛力。這符合了地方高校學(xué)生的價(jià)值取向。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整必須與學(xué)生的知識(shí)水平和功能定位相適應(yīng)。
(二)教學(xué)方法――總結(jié)、創(chuàng)新
教學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)教育目的、完成教學(xué)任務(wù)的基本手段，對(duì)于教學(xué)的成敗、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的發(fā)揮起著重大的作用。教學(xué)是由教師和學(xué)生組成的雙邊活動(dòng)。必須堅(jiān)持“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的思想，特別是作為實(shí)踐性極強(qiáng)的《材料力學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程，更必須始終強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)地位。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師只有十幾分鐘的講解，大部分時(shí)間由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，老師所承擔(dān)的引導(dǎo)與啟發(fā)的作用尤為重要。結(jié)合材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，提煉出適合本課程的教學(xué)方法，靈活多變地運(yùn)用這些方法是提高教學(xué)效率的關(guān)鍵。
在教學(xué)實(shí)踐過程中，綜合應(yīng)用了以下教學(xué)方法：1)思路式教學(xué)方法：通過引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)本課程的理論知識(shí)并結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，分析問題和解決問題。注重引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，要抓住問題的核心，分析問題的性質(zhì)；2)互動(dòng)式教學(xué)方法：在講授過程中，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)課程自身的特點(diǎn)，結(jié)合所需學(xué)生掌握的背景知識(shí)和理論知識(shí)著手，通過課堂提問或討論交流，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)查閱和掌握本門課程所需基本計(jì)算方法和理論基礎(chǔ)。3)啟發(fā)式教學(xué)方法：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀測(cè)分析、動(dòng)手操作和創(chuàng)新能力，啟發(fā)式教學(xué)是一種有效的教學(xué)方法。結(jié)合所需學(xué)生掌握的背景知識(shí)和理論知識(shí)著手，通過調(diào)整授課內(nèi)容次序、欲擒故縱等方式，激發(fā)學(xué)生興趣，啟發(fā)學(xué)生通過現(xiàn)象發(fā)生分析實(shí)物本質(zhì)規(guī)律。4)小結(jié)式教學(xué)方法：當(dāng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，及時(shí)批改和總結(jié)。找出所存在的問題、分析問題存在的原因，以不斷地在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)思路。
此類實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化學(xué)員對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用，并了解、掌握電測(cè)法實(shí)驗(yàn)的工作原理及各種電橋的組橋方式和使用方法。借助于多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合工程實(shí)際，讓學(xué)員更生動(dòng)具體的了解電測(cè)應(yīng)力的測(cè)試方法和手段，加深學(xué)員對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確認(rèn)識(shí)。
2.創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（桁架應(yīng)力綜合分析實(shí)驗(yàn)、疊梁實(shí)驗(yàn)、復(fù)合梁實(shí)驗(yàn)等）
以現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際情況為背景，模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題，讓學(xué)員展開探索、開動(dòng)腦筋。學(xué)員可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和能力設(shè)計(jì)不同深度的實(shí)驗(yàn)，并親自動(dòng)手完成各種實(shí)驗(yàn)。例如，根據(jù)學(xué)校操場(chǎng)主席臺(tái)的桁架結(jié)構(gòu)，做出相應(yīng)的桁架模型。學(xué)員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，模擬、設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)各種工況。先進(jìn)行理論計(jì)算，再進(jìn)行ANSYS的仿真計(jì)算，最后進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試并采集數(shù)據(jù)，把理論數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)并分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異同的原因，結(jié)合所學(xué)知識(shí)開動(dòng)腦筋解決問題。學(xué)員在實(shí)驗(yàn)過程中可以鍛煉發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，掌握了電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)和測(cè)試原理以及更多地了解了電橋電路在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法，加強(qiáng)自主能力培養(yǎng)
加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究，采用多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法應(yīng)體現(xiàn)三個(gè)方面的轉(zhuǎn)移：
1.從單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及開放式實(shí)驗(yàn)
如果說演示性實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的形象化和感性認(rèn)識(shí)的增加，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是知識(shí)向能力的初步轉(zhuǎn)化，那么綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)學(xué)員知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面檢驗(yàn)和提高，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)“出彩”的地方。這樣才能把學(xué)員吸引到實(shí)驗(yàn)室中來，充分發(fā)揮他們的聰明才智，真正在實(shí)踐中得到鍛煉，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)搞活，把所學(xué)的知識(shí)用活，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)具備不斷發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，從而加強(qiáng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。開放實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一次升華，它不僅延長(zhǎng)開放時(shí)間，更包括內(nèi)容、手段、思想等的全面開放；不能孤立地看待實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意開放實(shí)驗(yàn)與科技創(chuàng)新相結(jié)合，與科研活動(dòng)相結(jié)合。
2.從講授實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟轉(zhuǎn)變到傳授實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法
在教學(xué)方法上應(yīng)從灌輸式轉(zhuǎn)向啟發(fā)式，倡導(dǎo)以學(xué)員為主體的教學(xué)理念，改變以往以教員為中心的教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教員主要講授實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)方案的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的確定都由學(xué)員完成，這樣學(xué)員可以自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自行設(shè)計(jì)、自主操作、自由發(fā)揮，極大地提高了他們的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維能力。
3.從理想化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變到真實(shí)環(huán)境的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛
擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合在校園網(wǎng)上建立了材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，其建立完全改變了傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。以前采用集中授課方法講授新理論、新知識(shí)，現(xiàn)在學(xué)員通過在網(wǎng)上登錄材料力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室就可以完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)；以前總是為繁瑣的實(shí)驗(yàn)課預(yù)約而煩惱，現(xiàn)在學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)約實(shí)驗(yàn)，極大地提高了預(yù)約效率。學(xué)員可以在自主選擇的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，再由教員進(jìn)行必要的指導(dǎo)、講評(píng)和批復(fù)。
三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)科學(xué)公正性
在實(shí)驗(yàn)考核方面，過去評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣的考核存在很大的弊端。對(duì)材料力學(xué)的考核方式做了一些大膽的嘗試：
1.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課可獨(dú)立設(shè)課，單獨(dú)考核
由于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有獨(dú)立設(shè)課，而是作為材料力學(xué)課程的一部分，導(dǎo)致部分學(xué)員不重視實(shí)驗(yàn)課。為了約束不重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)員，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再流于形式，必須足夠重視實(shí)驗(yàn)課程。
2.改變過去以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)考核的唯一標(biāo)準(zhǔn)
實(shí)行出勤率、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)理論考試相結(jié)合的綜合性考核方法。對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)的記入，考試成績(jī)（包括筆試和實(shí)際操作測(cè)試）占總成績(jī)的60%，平時(shí)成績(jī)（主要是出勤率、預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告）占總成績(jī)的40%。這樣的實(shí)驗(yàn)考核可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的全過程監(jiān)控。真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的真實(shí)性和公正性，充分反映學(xué)員的綜合能力和創(chuàng)新能力，并同時(shí)具有可比性和可操作性。
3.針對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)提出不同的考核標(biāo)準(zhǔn)
目前材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要有三大類型：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)。因此根據(jù)課程特點(diǎn)，以及檢驗(yàn)學(xué)員的實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)、創(chuàng)新開發(fā)能力的需要，針對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)提出了不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。
4.在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程考核的同時(shí)，還須加強(qiáng)學(xué)員實(shí)踐能力的階段性考核
針對(duì)具體專業(yè)學(xué)員的學(xué)習(xí)目標(biāo)，可以在其四年學(xué)習(xí)過程中設(shè)置兩到三次實(shí)踐技能考核，分別考核學(xué)員的基本動(dòng)手能力、綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新開發(fā)能力。動(dòng)手能力考核可以采用實(shí)驗(yàn)操作的形式；綜合實(shí)踐能力考核可以采用抽考具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的形式；創(chuàng)新開發(fā)能力考核可以采用綜合創(chuàng)新類實(shí)踐活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。要求學(xué)員大學(xué)四年期間必須進(jìn)行一次綜合創(chuàng)新類活動(dòng)，如全國性的設(shè)計(jì)類競(jìng)賽、科技創(chuàng)新活動(dòng)等。總之，這些考核的目的是為了學(xué)員在實(shí)踐類課程教學(xué)環(huán)節(jié)中有明確的目的和任務(wù)，促使學(xué)員從實(shí)踐到理論、從感性到理性的轉(zhuǎn)變，提高實(shí)踐課的層次和實(shí)際效果，培養(yǎng)學(xué)員的力學(xué)素質(zhì)、工程素質(zhì)以及創(chuàng)新精神。
我是新疆大學(xué)的一名力學(xué)教師，在多年材料力學(xué)的教學(xué)中，我深刻地體驗(yàn)到，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)課程重要的、不可缺少的組成部分，是實(shí)踐性教學(xué)和啟發(fā)性教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，“而材料力學(xué)在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中的重要性是不可動(dòng)搖的”【1】。
在2010年年底，一次難得的機(jī)緣，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生去南京的東南大學(xué)，參加了由中國力學(xué)學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)、教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)、高等學(xué)校國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心工作委員會(huì)及力學(xué)學(xué)科組共同舉辦的“首屆全國大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽”決賽，觀摩了內(nèi)地一流大學(xué)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)模與教學(xué)范式。那時(shí)我便感到，從諸多方面，我們新疆對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視程度及財(cái)力、人力的投入和內(nèi)地一流大學(xué)存在著明顯的差距。同時(shí)，我也清楚地認(rèn)識(shí)到，作為一名力學(xué)教師，自己付出的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
2011年5月，我申報(bào)了一項(xiàng)“新疆大學(xué)本科生科研實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目”， 項(xiàng)目名稱為：《材料力學(xué)組合變形電測(cè)實(shí)驗(yàn)研究》，主要?jiǎng)?chuàng)新任務(wù)是在已經(jīng)開設(shè)的材料力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)（其中，“機(jī)測(cè)項(xiàng)目3個(gè)，為基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，即拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)；電測(cè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1～3個(gè)，為材料彈性模量測(cè)定、梁純彎曲下的正應(yīng)力測(cè)定”【2】和等強(qiáng)度梁電測(cè)實(shí)驗(yàn)等。）的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)感興趣的三名大三學(xué)生開展兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，即：1.彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形實(shí)驗(yàn)，2.偏心拉伸實(shí)驗(yàn)。然而，在理論上看起來較為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，具體做起來卻花費(fèi)了我們很多的精力。但與此同時(shí)，大家卻對(duì)材料力學(xué)留下了深刻的印象，并對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的興趣。
此后，我和同學(xué)們決定每周利用課余時(shí)間在力學(xué)實(shí)驗(yàn)室聚會(huì)一到兩次，按照我們的計(jì)劃完成所申報(bào)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。首先，我們?cè)谝黄饘⒒镜睦骸潯⑴?shí)驗(yàn)重新再做一遍，包括了解和熟悉機(jī)器的基本操作和性能。在做的過程中盡量地讓學(xué)生自己動(dòng)手完成，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于我們的設(shè)備是新買的幾臺(tái)液壓式萬能材料試驗(yàn)機(jī)和電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，整個(gè)操作全是靠電腦控制，因此，編程和調(diào)試機(jī)器也成為同學(xué)們必備的功課。同學(xué)們感覺到，以前上材料力學(xué)課做過的實(shí)驗(yàn)就如同走馬觀花一樣，主要是老師帶著做，只是當(dāng)作一項(xiàng)任務(wù)完成實(shí)驗(yàn)而已。而現(xiàn)在，則需要自己動(dòng)手了。在實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們感到，每一個(gè)細(xì)節(jié)及其先后都有其必然的道理和含義，這樣，大家既開動(dòng)了腦筋，又增強(qiáng)了動(dòng)手能力。由于對(duì)于所做實(shí)驗(yàn)的目的和意義是站在強(qiáng)度理論的角度去理解的，這就使同學(xué)們有意識(shí)地注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，使他們加深了理論知識(shí)的鞏固與深化。
隨著暑假的來臨，我給同學(xué)們布置了假期回去后要復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)和章節(jié)，包括：組合變形、強(qiáng)度理論、截面的幾何性質(zhì)（尤其是慣性矩和慣性積的轉(zhuǎn)軸公式）和電測(cè)理論，這些任務(wù)是為開學(xué)后繼續(xù)做我們的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備的。開學(xué)后，我們小組總結(jié)了所要完成實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)，繼續(xù)完成接下的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)舊的彎扭組合試驗(yàn)器，由于材料力學(xué)課程的壓縮等原因，許多年已經(jīng)沒有使用了。這次把它用于實(shí)驗(yàn)中，先通過電測(cè)法得出了彈性模量和波松比，同學(xué)們自己小心翼翼地貼應(yīng)變片和應(yīng)變花，測(cè)出的結(jié)果和理論值相差最大為8%，“雖然超過了實(shí)際工程的容許誤差5%”， 【3】但8%的誤差中“還包括了實(shí)驗(yàn)裝置本身、人為操作、以及應(yīng)變片粘貼位置等方面的誤差，”【3】基本可以滿足實(shí)際工程精度的要求。貼應(yīng)變片所用的各種材料都是同學(xué)們自己上街買的，這使我也體會(huì)到了集體的力量！
最后要完成的偏心拉伸實(shí)驗(yàn)就有些復(fù)雜了，這也是一般學(xué)校很少做的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的難度正是當(dāng)初‘首屆全國大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽’決賽時(shí)的實(shí)驗(yàn)題，我早在暑假時(shí)就已經(jīng)將題目讓同學(xué)們帶回家思考了。試樣是我參加完比賽帶回來的，始終完好無損。為了制訂實(shí)驗(yàn)方案，我們討論了幾個(gè)星期。其中，涉及到了許多知識(shí)點(diǎn)，包括：圣維南原理、形心主慣性矩、用積分法求慣性積、半橋法測(cè)多點(diǎn)應(yīng)變、平面彎曲的概念、應(yīng)變花測(cè)主應(yīng)變及主應(yīng)力等。同學(xué)們感覺到大賽的艱難和壓力，但也增強(qiáng)了自信心，對(duì)于用材料力學(xué)解決實(shí)際問題，有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
完成好實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)，然后，將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容以PPT的形式簡(jiǎn)練地反映出來則是考驗(yàn)同學(xué)們的耐心和細(xì)心的工作。為了準(zhǔn)備較多的素材，我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的過程中拍了一些相應(yīng)的照片，將所比較的理論值與實(shí)驗(yàn)值盡量地用表格的形式表現(xiàn)出來，減少文字、圖表和公式，盡力將所表達(dá)的內(nèi)容清晰地展示出來。
同學(xué)們一致反映，通過近一年的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，大家收獲很大。“以材料拉伸壓縮試驗(yàn)為例，課上只是對(duì)典型的塑性材料低碳鋼和脆性材料鑄鐵做測(cè)試，一般只提供標(biāo)準(zhǔn)試件，能夠測(cè)試出低碳鋼彈性模量E、屈服強(qiáng)度σs、抗拉強(qiáng)度σb、延伸率δ和斷后伸縮率ψ以及鑄鐵的抗拉壓強(qiáng)度即可，測(cè)試要求比較簡(jiǎn)單，學(xué)生只是被動(dòng)接受，很難有興趣”【4】。以前看似書本上的大段文字，現(xiàn)在已經(jīng)活靈活現(xiàn)地變成了生動(dòng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并且，大家也提高了解決實(shí)際問題的能力。我們小組也體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)精神：只有充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)別人的不足，才能有和諧和力量。我們小組有漢族男生、女生，還有一名維吾爾族男生，作為指導(dǎo)老師，我是只說不做，只是提出問題，盡量少地回答問題，只有對(duì)最后較為正確的方法和結(jié)論給予肯定。同學(xué)們各自分工，完成自己力所能及的工作，有的在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算，有的貼應(yīng)變片，有的測(cè)量數(shù)據(jù)，大家配合得很默契。有的同學(xué)說，除了做實(shí)驗(yàn)以外，還學(xué)到了許多做人的道理，對(duì)自己將來的發(fā)展和規(guī)劃有了更為明確的目標(biāo)和方向。
我覺得，我們的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)才邁出了第一步，我們和內(nèi)地名牌大學(xué)的差距還很大，無論是在規(guī)模上還是水平上，還有與內(nèi)地一流大學(xué)的交流機(jī)會(huì)等方面都較為落后，不是短短的幾年所能趕上的。但是，只要我們盡自己的力量，在人力、物力上多投入，一定會(huì)縮小之前的差距。材料力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不僅增強(qiáng)了我的信心，也為同學(xué)們更好地學(xué)習(xí)材料力學(xué)課程起到了很好的示范作用。
參考文獻(xiàn)
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【3】《薄壁圓筒彎扭組合實(shí)驗(yàn)中彎曲切應(yīng)力的測(cè)量》李鐘浩
一、引言
材料力學(xué)既是一門基礎(chǔ)科學(xué),又是一門技術(shù)科學(xué),是許多工程與科學(xué)的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來已經(jīng)形成了相對(duì)穩(wěn)定的課程體系,在幾十年的人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)的經(jīng)典理論在現(xiàn)代工程和科學(xué)技術(shù)中仍廣泛被應(yīng)用。這就決定了材料力學(xué)教學(xué)仍應(yīng)以經(jīng)典理論為主。但在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,在精簡(jiǎn)學(xué)時(shí)的同時(shí),必須改革材料力學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和方法,減少重復(fù),增添與現(xiàn)代科技發(fā)展相適應(yīng)的新內(nèi)容,提高效率,保證質(zhì)量,適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展和要求。積極推進(jìn)本課程的課程教學(xué)改革,對(duì)提高學(xué)生分析、研究、解決工程問題能力,提升專業(yè)素養(yǎng)十分重要。
多年來,材料力學(xué)教學(xué)大綱過分強(qiáng)調(diào)課程本身理論的系統(tǒng)性與完整性,注重公式的推導(dǎo),與本專業(yè)相關(guān)課程的聯(lián)系較差,聯(lián)系工程實(shí)際問題不夠,尤其缺乏對(duì)學(xué)生將工程實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型的培養(yǎng)。
由于教學(xué)內(nèi)容過多過繁,增加了學(xué)生接受和消化知識(shí)的困難,也不利于學(xué)生獨(dú)立思考和分析與解決問題能力的培養(yǎng),更談不上培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程實(shí)際問題的能力。
教學(xué)方法陳舊,課堂氣氛沉悶,力學(xué)知識(shí)本身的枯燥無味,再加上學(xué)生缺乏主動(dòng)性與積極性,不能給學(xué)生留出充分的思維空間和討論空間,教學(xué)效果不理想,成績(jī)不佳,影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。本文結(jié)合師范學(xué)院機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的特殊性,對(duì)材料力學(xué)課程的教學(xué)改革作如下的探討。
二、教學(xué)內(nèi)容的重組
按原來的基本類型分章,把教材內(nèi)容分為三大部分,第一部分為四種基本變形包括拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切與擠壓、彎曲變形。第二部分為強(qiáng)度理論和組合變形。第三部分為壓桿穩(wěn)定。四種基本變形用相同的研究方法重點(diǎn)介紹受力特征、變形特征、應(yīng)力分布及強(qiáng)度校核理論,講授時(shí)注重工程實(shí)際問題的應(yīng)用,著重培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握用強(qiáng)度校核公式解決三類不同問題的方法。材料力學(xué)的研究對(duì)象也應(yīng)從各向同性(單一的金屬材料)拓寬到復(fù)合材料上。在強(qiáng)度理論方面可以加入斷裂破壞準(zhǔn)則。拉、壓、彎、扭及其組合變形是材料力學(xué)的基本內(nèi)容,掌握這部分內(nèi)容的關(guān)鍵就是準(zhǔn)確進(jìn)行各種變形的外力、內(nèi)力、應(yīng)力和變形的計(jì)算與分析,尋找危險(xiǎn)點(diǎn)的極值應(yīng)力。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容有它本身的整體性與系統(tǒng)性,重組后的內(nèi)容要與傳統(tǒng)內(nèi)容達(dá)成完美結(jié)合,還需要一個(gè)過程,這就需要在實(shí)際組織教學(xué)時(shí)進(jìn)行大量的教學(xué)實(shí)踐和研究。
三、教學(xué)方法的改革
教學(xué)的目的,除了讓學(xué)生掌握材料力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,還要讓學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法。不但教給學(xué)生知識(shí),還應(yīng)該教給學(xué)生獲取新知識(shí)、創(chuàng)造新成果的思維方式和思想方式,要使學(xué)生的思維活躍起來,求知欲強(qiáng)烈起來。所有這些都需要我們改變過去“填鴨式”的教學(xué)方法,針對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),以激發(fā)學(xué)生的求知欲、競(jìng)爭(zhēng)欲和表現(xiàn)欲為目的,采取一定的措施來改革教學(xué)方法。
突出學(xué)生主體地位,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力。教學(xué)過程是教與學(xué),教師是主導(dǎo),學(xué)生是主體。教師不可能傳授給學(xué)生終生享受的知識(shí)和技能,但卻可以通過對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),傳授給他們學(xué)習(xí)與應(yīng)用的能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,每章內(nèi)容講授前,首先要讓學(xué)生預(yù)習(xí),通過預(yù)習(xí)提出每章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn),并引導(dǎo)他們自己查資料解決問題,不僅培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,還要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,即分析解決問題的能力,材料力學(xué)教學(xué)除了按教材教學(xué)外,還將國內(nèi)外新材料、新工藝、新技術(shù)等方面的知識(shí)滲透到教學(xué)中,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,強(qiáng)化學(xué)生分析問題、解決問題的能力,使他們?cè)谧呦蚬ぷ鲘徫缓髮?duì)所學(xué)知識(shí)有較強(qiáng)的應(yīng)用能力。
四、采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高教學(xué)的效率與效果
充分利用材料力學(xué)課程的工程背景,利用多媒體技術(shù),將工程實(shí)例生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前,用動(dòng)畫將抽象難懂的內(nèi)容形象地表達(dá)出來,化解教學(xué)難點(diǎn)、縮短學(xué)生的認(rèn)知過程;吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生基本上能當(dāng)堂消化該節(jié)課的內(nèi)容,大大地提高了課堂教學(xué)效率和效果。
五、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段。目前的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書并沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行系統(tǒng)闡述,實(shí)驗(yàn)報(bào)告多是填空式,對(duì)學(xué)生認(rèn)知能力及動(dòng)手能力的培養(yǎng)極為不利。為此,結(jié)合拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲三大實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真的準(zhǔn)備,自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;實(shí)驗(yàn)過程中,讓學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的工作方法,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及踏實(shí)的工作作風(fēng);實(shí)驗(yàn)完成后,由學(xué)生通過思考,按實(shí)驗(yàn)規(guī)范自行設(shè)計(jì)、完成一份科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過實(shí)驗(yàn)全過程的實(shí)施,讓學(xué)生清楚地知道實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要手段,使學(xué)生對(duì)材料力學(xué)知識(shí)有更加深入地了解。由此可見,實(shí)驗(yàn)課可起到理論課起不到的作用,對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)有很重要的意義。
六、結(jié)束語
材料力學(xué)的課程改革,是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)。改革既要符合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),保證學(xué)生具有寬厚、扎實(shí)的基礎(chǔ)和基本的應(yīng)用能力,又要積極穩(wěn)妥,循序漸進(jìn)。由于力學(xué)課程教學(xué)涉及面廣,各專業(yè)對(duì)力學(xué)課程教學(xué)的要求又不盡相同,所以改革應(yīng)該分層次、分階段、有針對(duì)性地進(jìn)行,要在探索中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),逐步完善。所有的改革都應(yīng)以發(fā)展學(xué)生智能,提高學(xué)生素質(zhì),培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型本科人才為出發(fā)點(diǎn)。
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中圖分類號(hào)：G642.477文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671―1580（2015）06―0077―02
為提高材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，國內(nèi)很多高校從多個(gè)方面對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革和探索，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）加大經(jīng)費(fèi)投入，完善實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)。（2）增加綜合、提高型實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生思考能力和創(chuàng)新意識(shí)。（3）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用多種手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開放實(shí)驗(yàn)室。（4）改革實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法，如采用筆試和實(shí)際操作相結(jié)合等方式綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。上述改革方案主要對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件、軟件、教學(xué)方式、考核方法等方面進(jìn)行了改革，在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。但由于不同學(xué)校在硬件、軟件、師資力量、培養(yǎng)對(duì)象方面都不盡相同，特別是對(duì)于大部分獨(dú)立學(xué)院，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和師資力量都相對(duì)缺乏，因此需要因地制宜，考慮多種因素，結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)，找到適合自身發(fā)展的改革方向。
本文以江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院為例，從學(xué)院現(xiàn)狀出發(fā)，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和師資力量的基礎(chǔ)上，以提高學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，從教學(xué)手段和考核方式兩方面開展材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，取得了一定成效。
一、改革的基本思路與方法
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段方面，打破傳統(tǒng)以教師講授和演示為主的模式，擺脫學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上對(duì)教師的過分依賴。轉(zhuǎn)變思路，采取以學(xué)生為主，教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作與思考的能力。做實(shí)驗(yàn)之前，教師提前布置任務(wù)，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟知實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟，并完成預(yù)習(xí)報(bào)告。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師只對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的問題做簡(jiǎn)單介紹，如安全問題、大型儀器操作注意事項(xiàng)等，實(shí)驗(yàn)過程則交給學(xué)生獨(dú)立完成。要順利完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)課前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)了解，對(duì)實(shí)驗(yàn)用到的理論知識(shí)能夠較好地理解并掌握，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的性能、操作方法、操作步驟熟記于心。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以進(jìn)一步復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，熟悉一些基本實(shí)驗(yàn)儀器的操作，掌握材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的方法。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，掌控實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，得到更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。學(xué)生的獨(dú)立工作能力、動(dòng)手能力和工程素質(zhì)都能得到培養(yǎng)。
為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在基本驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開設(shè)綜合、提高型實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選修。這部分實(shí)驗(yàn)以開放性實(shí)驗(yàn)的形式開設(shè)，主要面向少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生。與基本實(shí)驗(yàn)相比，綜合、提高型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維都提出了更高的要求。實(shí)驗(yàn)前，教師首先對(duì)必要的理論知識(shí)進(jìn)行培訓(xùn)，然后提出實(shí)驗(yàn)要求，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和要求自行擬定實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)于綜合、提高型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案往往不只一個(gè)，需要學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，確定合理的方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題進(jìn)行討論。通過開放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的綜合能力進(jìn)一步得到了提高，創(chuàng)新實(shí)踐能力也得到了鍛煉。
在實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方面，改變以往以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的唯一依據(jù)，采取多種評(píng)判手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，提高教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師重點(diǎn)考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作過程，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)步驟是否正確、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有效進(jìn)行評(píng)判和考核，該成績(jī)作為實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)的一部分。要取得好的成績(jī)，學(xué)生需在實(shí)驗(yàn)前做好充分的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)時(shí)要有積極主動(dòng)的心態(tài)，把所有精力都集中在實(shí)驗(yàn)上。這樣可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，保證實(shí)驗(yàn)完成的質(zhì)量，提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，除了按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行小結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題以及實(shí)驗(yàn)完成后的收獲和心得進(jìn)行討論，這部分內(nèi)容作為實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)的另一部分。在實(shí)驗(yàn)過程中，或多或少都會(huì)遇到一些問題，甚至?xí)霈F(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗，結(jié)果無效。在遇到問題時(shí)，如何尋找合適的方法解決問題；實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)，如何補(bǔ)救或者吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的又一考驗(yàn)，也是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)一個(gè)重要方面。通過實(shí)驗(yàn)小結(jié)，學(xué)生可以進(jìn)一步加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和感受，理清思路，提高認(rèn)識(shí)。
二、改革的實(shí)踐與成效
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，我院共開設(shè)了四個(gè)材料力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：低碳鋼和鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)，采取分組實(shí)驗(yàn)的方法，每組4～5人。由于實(shí)驗(yàn)涉及到使用大型設(shè)備電子萬能試驗(yàn)機(jī)，因此實(shí)驗(yàn)前教師首先對(duì)試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程以及需要注意的問題做了簡(jiǎn)單講解。整個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立完成，教師只負(fù)責(zé)監(jiān)督與評(píng)判。為使學(xué)生詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)步驟和方法，我們編寫了與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備完全配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的步驟進(jìn)行操作，便可順利完成實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，大部分學(xué)生都能按照要求完成實(shí)驗(yàn)，但也有部分學(xué)生預(yù)習(xí)工作沒有到位，對(duì)實(shí)驗(yàn)要求不是很明確。在實(shí)驗(yàn)過程中也出現(xiàn)了一些問題，如學(xué)生操作失誤導(dǎo)致試驗(yàn)機(jī)無法啟動(dòng)、試件安裝不到位等，甚至有的學(xué)生因?yàn)橹苯影言嚰瓟喽鴽]有記錄任何數(shù)據(jù)。這時(shí)，教師需進(jìn)行必要的指導(dǎo)，指出存在的問題，讓學(xué)生自己思考，尋找解決的方法。通過這樣一個(gè)過程，既鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題的能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的工程素質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)二：低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，主要以教師演示為主。
實(shí)驗(yàn)三：純彎曲實(shí)驗(yàn)，采用電測(cè)法，要求學(xué)生2人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前教師主要對(duì)電測(cè)法原理進(jìn)行講解，實(shí)驗(yàn)過程仍然由學(xué)生獨(dú)立完成，主要考察學(xué)生對(duì)電阻應(yīng)變儀的操作以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理。實(shí)驗(yàn)過程中也暴露出一些問題，如有的學(xué)生測(cè)量前沒有對(duì)應(yīng)變儀初始讀數(shù)進(jìn)行清零，有的學(xué)生讀數(shù)時(shí)遺漏了應(yīng)變的正負(fù)號(hào)，有的學(xué)生對(duì)應(yīng)變儀的功能不熟悉，不會(huì)切換測(cè)點(diǎn)等。教師在監(jiān)督檢查時(shí)，需指出存在的問題，要求學(xué)生進(jìn)行改正。如果問題較多或者錯(cuò)誤比較嚴(yán)重，則需重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)四：彎扭組合實(shí)驗(yàn)，同樣采用電測(cè)法，2人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過上個(gè)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)應(yīng)變儀的操作已比較熟悉，學(xué)生動(dòng)手的積極性較高，實(shí)驗(yàn)過程一般比較順利。
實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并寫出實(shí)驗(yàn)小結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題以及實(shí)驗(yàn)完成后的心得進(jìn)行討論。由于實(shí)驗(yàn)小結(jié)的得分會(huì)計(jì)入實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)，因此大多數(shù)學(xué)生都能認(rèn)真對(duì)待。在實(shí)驗(yàn)小結(jié)中，很多學(xué)生都表示通過實(shí)驗(yàn)增長(zhǎng)了知識(shí)，鍛煉了自己的動(dòng)手能力。有些學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所犯的錯(cuò)誤和存在的問題進(jìn)行了分析，一些學(xué)生還提出了比較好的建議。總之，通過小結(jié)，學(xué)生進(jìn)一步加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識(shí)。
在基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我院開設(shè)了疊合梁的純彎曲實(shí)驗(yàn)作為開放選修實(shí)驗(yàn)，供少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生選修。疊合梁由鋁和鋼兩種不同的材料粘結(jié)而成，需要學(xué)生測(cè)定純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力分布，并推導(dǎo)理論計(jì)算公式。與基本實(shí)驗(yàn)相比，該實(shí)驗(yàn)的完成有一定難度，在指導(dǎo)老師的幫助下，學(xué)生順利完成了實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
[參考文獻(xiàn)]
[1]溫利紅，高金良，沈曉梅.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（06）.
[2]劉萍華.20年來我國材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革文獻(xiàn)綜述[J].力學(xué)與實(shí)踐，2009（06）.
材料力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁，一方面它以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)和理論力學(xué)等課程為基礎(chǔ)，另一方面，它又是其它專業(yè)基礎(chǔ)課（如結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等）和專業(yè)課（鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)等）的基礎(chǔ)。材料力學(xué)這門課程，不但為后續(xù)的專業(yè)設(shè)計(jì)課程（如鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等）提供必需的基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算方法，而且其研究方法對(duì)工科學(xué)生在校和離校后的學(xué)習(xí)和工作，也有著重要的意義。
作者在材料力學(xué)教學(xué)中，結(jié)合本科學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)如何在教學(xué)中加強(qiáng)素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新能力進(jìn)行了一些探索，取得了一定效果。
1.改進(jìn)教學(xué)方法和手段
傳統(tǒng)的材料力學(xué)教學(xué)方法一般都是“黑板+ 粉筆”，講得過多、過全、過細(xì)，耗費(fèi)學(xué)時(shí)較多[2]。在目前高等教育體制和課程設(shè)置改革的大背景下，材料力學(xué)的授課學(xué)時(shí)被大量削減，此時(shí)若還是按照傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行授課，勢(shì)必滿足不了新的教學(xué)大綱要求，教學(xué)方法和手段必須改進(jìn)。
在教學(xué)中，作者采取少而精的原則，將一些最重要、最基本的概念、理論和分析方法教給學(xué)生，始終堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，將工程實(shí)際問題貫穿于理論知識(shí)的講解中，并舉一反三使學(xué)生盡快掌握這些內(nèi)容，為以后節(jié)省學(xué)時(shí)奠定基礎(chǔ)。
比如，在土木工程中常用到受壓和受彎構(gòu)件（如柱、梁、板），受扭構(gòu)件則較少用到，所以對(duì)于土木專業(yè)來說，構(gòu)件基本變形部分應(yīng)以軸向拉（壓）和彎曲變形為教學(xué)重點(diǎn)，對(duì)這部分內(nèi)容的教學(xué)也比較詳細(xì)。又如，土木工程中的結(jié)構(gòu)大都是超靜定結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)的求解也應(yīng)作為一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，需要反復(fù)舉例演練，所選擇的例題和作業(yè)最好也與專業(yè)相關(guān)。這樣不僅能夠達(dá)到良好的教學(xué)效果，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生解決本專業(yè)工程實(shí)際問題的能力，為學(xué)生以后的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。
在教學(xué)中，將實(shí)際工程的一些現(xiàn)象與材料力學(xué)理論結(jié)合起來，通過理論聯(lián)系實(shí)際更好的理解知識(shí)，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：上課時(shí)可以讓同學(xué)們抬頭觀察教室房屋的混凝土大梁，思考為什么矩形截面的大梁是豎放而不是平放的；利用梁橫截面正應(yīng)力分布規(guī)律解釋為什么鑄鐵梁截面關(guān)于中性軸非對(duì)稱；可以在課堂上用粉筆的拉伸破壞和扭轉(zhuǎn)破壞，自然引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握兩種破壞形式特點(diǎn)。通過這些生活實(shí)例，使同學(xué)們感覺這些力學(xué)知識(shí)離自己這么近，覺得材料力學(xué)并不深?yuàn)W，而是與生活和工程實(shí)際密切聯(lián)系在一起。
2.加強(qiáng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課是材料力學(xué)課程的重要組成部分，是理工科專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課的基本實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置[3]，一方面要滿足課程教學(xué)要求，另一方面要更注重學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。修訂原來的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃和大綱，減少演示性實(shí)驗(yàn)，提高綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。側(cè)重三個(gè)階段的培養(yǎng)，即實(shí)驗(yàn)觀察能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)基本技能的培養(yǎng)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)的重要性。可布置學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前事先看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書以及與此相關(guān)的其他課程資料，事先利用多媒體技術(shù)將仿真實(shí)驗(yàn)以錄像的形式放映給學(xué)生觀看，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題來上實(shí)驗(yàn)課。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論，嘗試用自己的方法去獨(dú)立解決問題，再與老師規(guī)定的方法相比較，討論每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提高學(xué)生動(dòng)手的信心，從實(shí)驗(yàn)中尋求答案。這樣能夠促進(jìn)學(xué)生去分析、解決問題，無形中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
通過該實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)材料力學(xué)基本理論的認(rèn)識(shí)，掌握材料的力學(xué)性能、測(cè)試方法與應(yīng)力測(cè)量的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用理論與實(shí)驗(yàn)手段解決工程問題的能力。
3.改進(jìn)考核方式
材料力學(xué)一直以來大都采取單一的閉卷筆試方法，這樣雖然在一定程度上能反映學(xué)生知識(shí)掌握的程度，但具有一定的片面性，沒辦法反映學(xué)生對(duì)材料力學(xué)這門課程綜合理解的能力，識(shí)別不出學(xué)生的創(chuàng)造力和實(shí)際操作能力。因此，在考核方式上，分別采用了閉卷筆試、課后作業(yè)、課堂提問、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多種方法相結(jié)合，符合課程內(nèi)容特點(diǎn)的考試方法。不僅減少了學(xué)生作弊現(xiàn)象的發(fā)生，還起到了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.055
2011年教育部下達(dá)了實(shí)施“關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見”的通知，主要目的是針對(duì)當(dāng)前我國工程教育培養(yǎng)過程中，理論教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、學(xué)生動(dòng)手能力差的現(xiàn)狀；要求改變現(xiàn)有的灌輸式教學(xué)，形成創(chuàng)新教育的氛圍，進(jìn)一步推動(dòng)工程教育教學(xué)改革，提高工程教育的教學(xué)質(zhì)量。①
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是土木、材料和機(jī)械等工科類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，是進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)材料力學(xué)的認(rèn)知、鞏固材料力學(xué)的基本概念、樹立嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。②近幾年隨著高校學(xué)生人數(shù)的不斷增加，相應(yīng)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備不足、新的儀器設(shè)備購置時(shí)間漫長(zhǎng)等一系列問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致高校實(shí)驗(yàn)教師往往要投入大量時(shí)間來應(yīng)付，因此嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，從而很難實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，更談不上通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升學(xué)生的綜合能力。
目前，大多數(shù)高校的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)遵循這樣的步驟：首先由教師講解本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、儀器操作流程以及注意事項(xiàng)，隨后向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)過程；然后學(xué)生按照演示的步驟完成實(shí)驗(yàn)過程；最后記錄并整理數(shù)據(jù)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生只是按照教師或教材的指導(dǎo)機(jī)械地完成操作儀器，對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)現(xiàn)象所反映的問題缺乏深入的思考，實(shí)驗(yàn)做完后很多學(xué)生只知其然不知其所以然。尤其是在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)金屬材料彈性模量和泊松比測(cè)定需要用到電測(cè)法，然而初學(xué)者對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的電學(xué)原理和方法一下子很難接受，并且很難跟其所掌握的理論知識(shí)相結(jié)合。整個(gè)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)完成以后，由于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解不夠透徹，無法提高和加深對(duì)理論知識(shí)的掌握與運(yùn)用。
1 電測(cè)法的基本原理
電阻應(yīng)變測(cè)量簡(jiǎn)稱電測(cè)法，其原理是在被測(cè)物體表面的力學(xué)量、物理量等非電量變化通過傳感元件轉(zhuǎn)換成電量變化的一種實(shí)驗(yàn)方法（如圖1所示）。電測(cè)法作為應(yīng)變測(cè)試方法中的一種在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常用到，根據(jù)電學(xué)原理金屬絲在受到拉伸或壓縮時(shí)，其截面面積會(huì)發(fā)生微小變形從而使電阻發(fā)生變化，通過信號(hào)采集器將電量轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃瘟俊＿M(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，首先將電阻應(yīng)變片，用特殊的膠合劑粘貼在被測(cè)物體上，當(dāng)試件受到載荷作用發(fā)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片中的電阻絲隨之一起變形，導(dǎo)致電阻絲長(zhǎng)度及截面積的改變，從而引起其電阻值的變化。可見，電阻的變化與應(yīng)變有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過電阻應(yīng)變儀，就可測(cè)得相應(yīng)的變化。利用胡克定律就可求得應(yīng)力值。③
2 金屬材料彈性模量和泊松比測(cè)定實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用電測(cè)法出現(xiàn)的問題
彈性模量和泊松比是反映材料性能的重要參數(shù)，是材料本身固有的兩個(gè)常數(shù)，是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的兩個(gè)重要物理量，也是設(shè)計(jì)各種工程結(jié)構(gòu)時(shí)選用材料的主要依據(jù)之一，因此對(duì)材料的彈性模量和泊松比這兩個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量顯得非常重要。④一般構(gòu)件受載，表面上的點(diǎn)處于平面應(yīng)力或平面應(yīng)變狀態(tài)。通常采用拉伸實(shí)驗(yàn)來測(cè)定材料的彈性模量，在材料的彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，即 = ，從而可以得到彈性模量 = /。大多數(shù)的材料在受到拉力作用時(shí)，不但沿著材料的長(zhǎng)度方向發(fā)生變形，同時(shí)橫向發(fā)生短縮的橫向變形。由材料力學(xué)可知，在彈性變形范圍內(nèi)，橫向變形 和縱向變形 成正比關(guān)系，這一比值稱為材料的泊松比，一般以表示，即 = | / |。⑤
筆者一直以來承擔(dān)著全校14個(gè)工科專業(yè)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，絕大部分學(xué)生通過材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)，以及材料力學(xué)、工程力學(xué)等專業(yè)理論課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)彈性模量和泊松比的概念有一個(gè)初步的理解，但是在實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程中為何要用到電測(cè)法，以及如何實(shí)現(xiàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與電測(cè)法相結(jié)合，并不能完全理解，對(duì)如何把力學(xué)的量（應(yīng)力、應(yīng)變）用電學(xué)的方法表達(dá)這個(gè)原理還一知半解，無法很快接受并做到融會(huì)貫通。為了讓學(xué)生盡快地理解并掌握電測(cè)法原理，并與材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)充分地相結(jié)合，筆者在教學(xué)過程中經(jīng)過不斷嘗試，取得了一些教學(xué)體會(huì)。
3 運(yùn)用電測(cè)法在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體會(huì)
3.1 從理論到實(shí)驗(yàn)的切入
為了讓學(xué)生對(duì)電測(cè)法這一原理有更清楚、更直觀的認(rèn)識(shí)，筆者在進(jìn)行材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)，先從所要測(cè)定的材料兩個(gè)基本物理量入手，先引入彈性模量的概念，再結(jié)合學(xué)生已學(xué)的理論知識(shí) = ，得出 = /。以圖2為例， = /， = / 。若能求得應(yīng)力、應(yīng)變，則彈性模量很容易就得出。荷載是在實(shí)驗(yàn)過程中施加的外力，可由壓力傳感器測(cè)得，橫截面面積可以用 = 椎貿(mào)觶渲形約嶠孛嬋磯齲嶠孛婧穸取J約腦た梢圓飭康貿(mào)觶衷詰奈侍饈塹越錐蔚摹∫蛭芐。苣延媚殼暗牟飭渴侄尾飭砍隼矗雜？= / 這個(gè)公式無法求得。從而引入了電測(cè)法求解。
3.2 電測(cè)法如何與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
講解電測(cè)法，先從應(yīng)變片的構(gòu)造介紹，當(dāng)粘貼在試件表面的應(yīng)變片跟隨試件一起變形時(shí)，應(yīng)變片的電阻絲會(huì)因其變形而發(fā)生電阻的變化 / = ?，而值是應(yīng)變片敏感系數(shù)，出廠時(shí)廠家會(huì)標(biāo)定。因此應(yīng)變與電阻的變化率之間存在一個(gè)比例關(guān)系，通過電阻應(yīng)變儀就可以根據(jù)電阻的變化率和靈敏系數(shù)直接把應(yīng)變值采集出來，由于應(yīng)變片與試件緊密粘貼在一起，此時(shí)應(yīng)變片的應(yīng)變就代表應(yīng)變片粘貼部位試件的應(yīng)變值。這樣，學(xué)生就可以明白為何引入電測(cè)法，以及電測(cè)法的工作原理，等他們自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)候思路就可以非常清晰，對(duì)數(shù)據(jù)的處理也可以比較準(zhǔn)確。
4 結(jié)束語
筆者在近幾年的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不斷探索教學(xué)方法，經(jīng)過一些嘗試，發(fā)現(xiàn)在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，首先介紹學(xué)生的理論知識(shí)，讓學(xué)生有一個(gè)回顧，然后再啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中如何用理論公式求解相應(yīng)的參數(shù)，再慢慢引入電測(cè)法，讓學(xué)生一步步理解了實(shí)驗(yàn)的原理，后期學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)思路比較清晰，處理數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中師生互動(dòng)較好，達(dá)到材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，提高了學(xué)生分析問題、動(dòng)手解決問題的能力。
注釋
① 徐國強(qiáng)，胡玉林.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的探索和實(shí)踐[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2011（4）：36-37.
② 鄭艷，莫時(shí)旭.PBL教學(xué)法在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2013（11）：139-140.
（College of Pipeline and Civil Engineering of China University of Petroleum，Dongying 257061，China）
摘要： 提出了目前材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的幾個(gè)問題，結(jié)合實(shí)際情況提出了幾點(diǎn)創(chuàng)新，提出要更新傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，重視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的延伸，按專業(yè)類單獨(dú)設(shè)課，實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上選課等創(chuàng)新方法。
Abstract: The thesis advanced the questions of the experiments of mechanics of materials at present, advanced a few new theories combining the reality of school, such as renewing the traditional methods of the the experiments of mechanics of materials, attaching importantce to the extend of the basic experiments and arranging the curriculum according to the subjects, opening the laboratories to the students and selecting the curriculum by internet.
關(guān)鍵詞： 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新
Key words: the experiments of mechanics of materials；innovotion
中圖分類號(hào)：G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）27-0140-01
0引言
在《材料力學(xué)》科學(xué)發(fā)展史中，實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了材料力學(xué)理論的發(fā)展，同時(shí)由于材料力學(xué)的理論是建立在將真實(shí)材料理想化、實(shí)際構(gòu)件典型化、公式推導(dǎo)假設(shè)化基礎(chǔ)上的，他的結(jié)論是否正確以及能否在工程中應(yīng)用，都只有通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能確定。
1材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
1.1 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平落后實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于理論教學(xué)的從屬地位，試驗(yàn)方法單一，只注重拉伸、壓縮、電測(cè)等幾個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教學(xué)設(shè)備、內(nèi)容方法陳舊，測(cè)試技術(shù)和手段落后，學(xué)生所學(xué)材料力學(xué)知識(shí)與工程實(shí)際不能同步，學(xué)習(xí)興趣不大。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)大部分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。以材料拉伸壓縮試驗(yàn)為例，課上只是對(duì)典型的塑性材料低碳鋼和脆性材料鑄鐵做測(cè)試，一般只提供標(biāo)準(zhǔn)試件，能夠測(cè)試出低碳鋼彈性模量E、屈服強(qiáng)度?滓s、抗拉強(qiáng)度?滓b、延伸率?啄和斷后伸縮率?鬃以及鑄鐵的抗拉壓強(qiáng)度即可，測(cè)試要求比較簡(jiǎn)單，學(xué)生只是被動(dòng)接受，很難有興趣。
1.2 現(xiàn)有的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書不能與新進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備同步材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備――特別是電測(cè)設(shè)備更新是比較快的，這樣就要求實(shí)驗(yàn)教材必須與設(shè)備的更新同步。
1.3 學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)由于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是非獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)所占該門課程的總成績(jī)比例較小，對(duì)期末成績(jī)影響不大，形成了重理論、輕實(shí)驗(yàn)的思想。
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)大部分為分組驗(yàn)證試驗(yàn)，許多同學(xué)認(rèn)為只要會(huì)做實(shí)驗(yàn)就可以了，甚至有些學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課上不上無所謂，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的處理也是拿別人的數(shù)據(jù)照抄應(yīng)付。
1.4 各學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平參差不齊一些學(xué)校由于投入等原因，可能連基本實(shí)驗(yàn)還難以保證。一些學(xué)校則開發(fā)了設(shè)計(jì)性、綜合性、開放性的實(shí)驗(yàn)，以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置等。有些學(xué)校還開發(fā)了新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備專利。這些都是近年來我國高等學(xué)校教育教學(xué)改革所取得的成果。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)創(chuàng)新
2.1 授課中穿插力學(xué)史，激發(fā)學(xué)生興趣比如在講述電測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可介紹電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)試技術(shù)起源于19世紀(jì)。1856年，W?湯姆遜（W?Thomson）對(duì)金屬絲進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)金屬絲的應(yīng)變與電阻的變化有一定的函數(shù)關(guān)系；惠斯登電橋可用來精確地測(cè)量這些電阻的變化。1938年，E?西門斯（E?Simmons）和A?魯奇（A?Ruge）制出了第一批實(shí)用的紙基絲繞式電阻應(yīng)變計(jì)。
2.2 重視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的延伸以材料力學(xué)性能測(cè)試為例，可以使測(cè)試材料多樣化，除碳鋼、鑄鐵兩種材料以外再提供塑料、鋁合金、木材、玻璃等多種材料，有條件話，還可以使用各種新型材料。要求學(xué)生分別測(cè)試不同材料的性能指標(biāo)，通過比較，自己得出結(jié)論。同種材料不同截面（圓截面、矩形截面等）、不同尺寸，讓學(xué)生結(jié)合理論課知識(shí)自己測(cè)算標(biāo)距，求出所有參數(shù)。通過這種脫離只提供標(biāo)準(zhǔn)試件的模式，使簡(jiǎn)單、枯燥的材料性能試驗(yàn)多樣化，活潑化，可以讓更多的學(xué)生動(dòng)起手來，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。
彈性模量E和泊松比?滋分別在材料的拉伸試驗(yàn)和電測(cè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得。這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)試方法很簡(jiǎn)單，學(xué)生一般在老師講授完后很容易就能測(cè)定出來，由于操作簡(jiǎn)單，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后很容易忘記他們是如何測(cè)得的，也很少有學(xué)生去研究實(shí)驗(yàn)原理。在學(xué)完了電測(cè)實(shí)驗(yàn)后，可鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手粘貼應(yīng)變計(jì)，研究如何接橋，利用電阻應(yīng)變儀把彈性模量E和泊松比?滋在拉伸試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試出來。
2.3 更新傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，探索新的高效直觀的教育方法實(shí)行傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教育模式。該校工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心從2007年開始在幾位老師的精心努力下，開發(fā)了一套直觀、形象的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)課件，在實(shí)驗(yàn)課板書教學(xué)中通過穿插多媒體課件，大大激發(fā)了學(xué)生對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。為了改變以往材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊和測(cè)試手段落后的現(xiàn)狀，從2002年開始在原有液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，陸續(xù)引進(jìn)了新型的電子萬能試驗(yàn)機(jī)若干臺(tái)；陸續(xù)淘汰了舊的、低效的電阻應(yīng)變儀和配套組合裝置，開始使用操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、數(shù)據(jù)處理方便的電測(cè)儀器。
2.4 實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上選課系統(tǒng)給學(xué)生充足的時(shí)間和空間，突破材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)方式，實(shí)現(xiàn)全面開放實(shí)驗(yàn)室，建立相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，打破班級(jí)授課制，開發(fā)網(wǎng)上選課系統(tǒng)，讓學(xué)生自己在網(wǎng)上選課，按分散式教學(xué)模式組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。全面開放實(shí)驗(yàn)室，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作機(jī)器的機(jī)會(huì)，提高儀器設(shè)備的使用率。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室開放能最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室資源，實(shí)驗(yàn)室開放后，學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)的頻率和實(shí)驗(yàn)循環(huán)的節(jié)奏由學(xué)生自己調(diào)節(jié)，這使得實(shí)驗(yàn)室的容量大幅度提高，實(shí)驗(yàn)用房得到充分的利用。
2.5 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要更新觀念、提高效率，拋棄固有、陳舊的管理模式，選拔一批愛崗敬業(yè)，有高度責(zé)任心和事業(yè)心的優(yōu)秀青年來充實(shí)實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍。重視實(shí)驗(yàn)教師的培訓(xùn)，多與國內(nèi)外知名高校交流，提高實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)。
3總結(jié)
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在工科院校中占有相當(dāng)重要的位置。但是，受多種因素的影響，力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備陳舊，內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生難有興趣。傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的目的，也跟不上科技發(fā)展的步伐。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須進(jìn)行大膽的改革和創(chuàng)新。
參考文獻(xiàn)：
1 研究現(xiàn)狀
材料力學(xué)的拉伸破壞實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常經(jīng)典的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容是讓學(xué)生自己動(dòng)手作低碳鋼和鑄鐵的拉伸破壞實(shí)驗(yàn)，觀察這兩種材料在拉伸時(shí)受力過程中的各種形變以及破壞現(xiàn)象，測(cè)量這兩種材料的相關(guān)力學(xué)指標(biāo)。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要是為了增加學(xué)生對(duì)金屬材料在拉伸時(shí)其力學(xué)性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí)，但該實(shí)驗(yàn)課存在一個(gè)主要問題，就是學(xué)生學(xué)到的新知識(shí)少。因?yàn)樵谡n堂教學(xué)和教材里對(duì)低碳鋼和鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)都有詳細(xì)的介紹，拉伸過程中的各種現(xiàn)象和其機(jī)械性能在課堂上也都已講解，所以實(shí)驗(yàn)基本上是重復(fù)教材上的內(nèi)容，是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了熟悉萬能試驗(yàn)機(jī)的使用外，沒有更多的新東西學(xué)，知識(shí)點(diǎn)少，需要思考的問題也少。實(shí)驗(yàn)過程中也只是指導(dǎo)老師介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮硪约霸囼?yàn)機(jī)的操作方法，強(qiáng)調(diào)需要觀測(cè)的現(xiàn)象和需記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，試件一破壞，結(jié)果一算，就算完成實(shí)驗(yàn)，這樣做，學(xué)生是在被動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)過程，興趣不高，獨(dú)立動(dòng)手的能力也差，理論和實(shí)踐也不能聯(lián)系，所涉及的材料力學(xué)原理及定律也不熟悉。還有就是平時(shí)講述的相關(guān)內(nèi)容也往往也不能引起學(xué)生的重視，應(yīng)付實(shí)驗(yàn)課，交完實(shí)驗(yàn)報(bào)告了事，對(duì)金屬材料拉伸在工程實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中的作用也認(rèn)識(shí)不深，實(shí)驗(yàn)效果不佳。之所以存在這類現(xiàn)象，主要是實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容設(shè)置不太合理，與工程實(shí)際聯(lián)系不夠深、不夠廣，實(shí)驗(yàn)可用性不強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編得過于詳細(xì)，不利于學(xué)生發(fā)揮、創(chuàng)造。還有就是教學(xué)中有重課堂，輕實(shí)驗(yàn)；重理論，輕實(shí)踐的思想。我們對(duì)材料力學(xué)的拉伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了教改嘗試，是為了讓該實(shí)驗(yàn)由學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)的課堂，給學(xué)生留出更多的創(chuàng)造性思維空間，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，訓(xùn)練學(xué)生的觀察力以及思考問題和總結(jié)的方法，并從中學(xué)到課本以外的知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2 拉伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案
為了激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，使學(xué)生主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中，開拓視野、提高創(chuàng)新思維。結(jié)合我院的實(shí)際情況，一方面，我們利用多媒體技術(shù)制作了這兩種材料逼真的拉伸實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫，在課堂上介紹材料機(jī)械性質(zhì)時(shí)，通過動(dòng)畫的演示可以很形象地展現(xiàn)低碳鋼和鑄鐵拉伸過程中的各種現(xiàn)象及各參數(shù)的測(cè)定，使學(xué)生在做實(shí)際的拉伸實(shí)驗(yàn)之前對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)試內(nèi)容有了更深的了解和直觀的印象，大大增強(qiáng)了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)際教學(xué)效果，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。另一方面，在進(jìn)行的新拉伸實(shí)驗(yàn)方法中，我們的拉伸實(shí)驗(yàn)材料不再是常用的低碳鋼和鑄鐵這兩種材料，而是改為鋁合金、黃銅、PVC、環(huán)氧樹脂、有機(jī)玻璃等現(xiàn)代工程上常用的且在機(jī)械性質(zhì)上有很大特點(diǎn)的材料，改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)新知識(shí)、研究新問題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
