论文部分内容阅读
【摘 要】材料力学是工科院校一门重要的技术基础课程，它不仅是后继课、专业课的基础，而且还具有很强的工程应用性，是工科学生最先与工程实际接触的桥梁。材料力学实验教学是抓教学质量工程的重要环节之一，实验课教学改革势在必行，本文对材料力学实验教学的现状进行了分析，从实验教学方法和内容以及教学手段等方面进行探索。
【关键词】材料力学；实验教学；教学改革；教学模式
1. 序言
材料力学是工科院校的一门重要的技术基础课，是工程应用性很强的课程，而材料力学实验又是该课程的重要组成部分。材料力学实验是材料力学理论形式和发展的基础，是检验理论正确程度和解决工程强度问题的依据，因此本课程在培养学生良好的科学素质、工程能力及创新能力方面都具有其它课程不可替代的作用。如何在材料力学实验过程中调动起学生的主观能动性，提高教学质量，培养出符合社会需要的创新人才，是我们必须研究和解决的首要任务。所以，要求我们扎实地抓好实验教学这一重要环节，针对目前已经过时和不合理的实验教学方式进行改革。
2. 传统材料力学实验存在的问题
2.1 实验内容和模式不合理。
（1）从实验教学模式来看，现有的实验教学大多附属于理论教学，是理论教学的辅助和补充，在教学计划中没有独立的教学地位，限制了实验教学的发展，实验教学环节相对滞后，从而造成实验课的分配不均衡。验证性实验多而设计性、创新性的实验少；由老师提前准备好的实验多，由学生自己动手设计的实验少；简单重复的实验多，而结合实际的实验少。也造成了学生重理论学习轻实验的思想，使学生在实验过程中简单应付、马虎了事，以至于无法将所学的理论知识和实际有机地结合起来，不能在本来就少的实践中去发现问题和解决问题，无法进一步对自己的动手能力和创新意识进行培养，导致他们的动手能力较差，创新意识不够，使得他们在今后的工作中面临很大的压力。
（2）从实验教学内容来看，多是包办式的教学方式，以老师演示为主，学生只是记录数据，然后填写固定的实验报告。不能充分调动和激发学生的学习积极性，容易造成学生的依赖性。在很大程度上限制了学生在分析、归纳、解决问题能力方面的培养。
2.2 实验设备陈旧数量少。随着高校规模的不断扩大，现有的实验设备从数量上满足不了教学的要求，人均设备占有率低，不能满足高等学校实验室建设的要求。例如，在高等学校实验室实验项目管理规定中，要求每组实验学生人数不超过4人，而在很多的院校由于万能试验机数量不够，很多在万能试验机上进行的实验，只能采用演示的方式，实验教学效果很不理想。
3. 正确认识材料力学实验课与理论教学的关系
材料力学的理论是建立在对材料的性质、构件受力和变形作一系列假设和理想化的基础上的，是在实验观察的基础上，经过科学的抽象，实现将真实材料理想化、实际构件典型化、公式推导假设化的学科。其结论是否正确以及在工程中的适用范围等，都需要通过实验来确定。此外，在实际的工程问题中，我们经常会遇到用现有理论不能解决的问题，例如，实际构件的几何尺寸不规则或者载荷很复杂时，构件中的应力我们往往不能通过单纯的理论计算得到正确的答案，而通过实验应力分析法就可以解决材料力学理论和其它力学理论无法求解的一些工程难题。
4. 改革实验教学的途径
4.1 改革材料力学实验课的教学内容。
（1）传统的材料力学实验已经延续了30多年，而且多为简单的、验证性实验。为了培养学生的理论与实践相结合的工程分析能力，实验教学内容就必须改革更新。为了既能发挥学生的主观能动性，又能使学生的潜在能力得到充分的发挥，激发出学生更大的创造能力和创新精神，有效地提高学生独立解决实际问题的能力。我们把实验教学内容分为基础性实验、综合性实验、提高性实验三个层面。
（2）基础性实验主要以了解材料的力学性能为重点，着重培养学生使用仪器设备、独立完成实验的能力。对传统的实验内容进行了精选，在原有实验的基础上增加了难度，增强了思考性，保留了必要的传统实验，例如，拉伸、压缩、测E、测μ、扭转等。综合性实验以综合性的理论分析与实验分析相结合为重点，着重培养学生独立实验分析能力。提高性实验以实际或模拟工程实际为背景，着重培养学生综合的工程分析能力。这些实验要与工程实际密切结合，由学生自行设计、自行检测、自行分析，让学生在实践中自己去发现问题、解决问题，充分调动学生的主动学习的热情，培养学生分析和解决实际工程的能力，提高学生的创造性思维和创新能力。
4.2 采用现代化的实验教学手段和教学模式。由于材料力学的实验课时少，导致学生不能在有限的时间里掌握更多的材料力学实验的知识，为了改变这一现状，我们制作了一些课件，在理论课的时候给学生演示，使学生直观了解实验的原理，掌握实验的基本规律。此外，在给学生作材料力学性能测试的实验过程中，采用计算机进行实验数据的处理，并自动打印出力——变形关系曲线。实验技术的现代化，在提高实验教学水平的同时也大大地提高了学生参与实验的兴趣，使学生在实验的过程中，加深对实验的学习过程，加强实验能力和综合素质的培养。
4.3 开放实验室。为了进一步提高学生的实验能力，激发他们的创新能力，实验室可以结合课程内容向学生开放，在实验时间上变固定式为开放式。学生可以在开放期间任何时间来做实验，对具体实验的时间进行弹性控制。给学生充足的时间去思考，由学生根据实验的要求自行制定实验方案，并独立完成整个实验。教师在实验结束后，对实验结果进行总结，指出实验过程中存在的一些不足，同学生进行讨论。这样，可以帮助学生发现问题，使他们掌握处理问题的技巧，从而更好地激发和培养他们的探索精神和创新能力。
4.4 改革实验考核方式。由于材料力学实验没有独立设课，只是作为理论课程的一部分，这就导致部分学生不重视实验课，因而造成了实验教学的效果不佳。为加强实践教学环节，材料力学实验成绩按一定的比例计入理论考试成绩中，对于不做实验或实验成绩不合格的同学，要求其补做或重做实验，否则取消参加理论考试的资格。材料力学实验教学改革中的关键在于教学观念的转变和加大对实验课程的重视程度。实验教学改革，只有摆脱传统的教学思想和教学观念的束缚，才能有可能获得实质性的突破。建立新的实验体系，是材料力学实验教学改革的一项基础性工作。参考文献
[1] 周新伟，王海波，曲贵民.材料力学实验教学改革探索[J].潍坊学院学报，2008（7）：151～152.
[2] 孔琳.材料力学实验教学改革[J].实验室科学，2009年2.
[3] 教育部，财政部1教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[S]1教高[2007]1号，20071.
【关键词】材料力学；实验教学；教学改革；教学模式
1. 序言
材料力学是工科院校的一门重要的技术基础课，是工程应用性很强的课程，而材料力学实验又是该课程的重要组成部分。材料力学实验是材料力学理论形式和发展的基础，是检验理论正确程度和解决工程强度问题的依据，因此本课程在培养学生良好的科学素质、工程能力及创新能力方面都具有其它课程不可替代的作用。如何在材料力学实验过程中调动起学生的主观能动性，提高教学质量，培养出符合社会需要的创新人才，是我们必须研究和解决的首要任务。所以，要求我们扎实地抓好实验教学这一重要环节，针对目前已经过时和不合理的实验教学方式进行改革。
2. 传统材料力学实验存在的问题
2.1 实验内容和模式不合理。
（1）从实验教学模式来看，现有的实验教学大多附属于理论教学，是理论教学的辅助和补充，在教学计划中没有独立的教学地位，限制了实验教学的发展，实验教学环节相对滞后，从而造成实验课的分配不均衡。验证性实验多而设计性、创新性的实验少；由老师提前准备好的实验多，由学生自己动手设计的实验少；简单重复的实验多，而结合实际的实验少。也造成了学生重理论学习轻实验的思想，使学生在实验过程中简单应付、马虎了事，以至于无法将所学的理论知识和实际有机地结合起来，不能在本来就少的实践中去发现问题和解决问题，无法进一步对自己的动手能力和创新意识进行培养，导致他们的动手能力较差，创新意识不够，使得他们在今后的工作中面临很大的压力。
（2）从实验教学内容来看，多是包办式的教学方式，以老师演示为主，学生只是记录数据，然后填写固定的实验报告。不能充分调动和激发学生的学习积极性，容易造成学生的依赖性。在很大程度上限制了学生在分析、归纳、解决问题能力方面的培养。
2.2 实验设备陈旧数量少。随着高校规模的不断扩大，现有的实验设备从数量上满足不了教学的要求，人均设备占有率低，不能满足高等学校实验室建设的要求。例如，在高等学校实验室实验项目管理规定中，要求每组实验学生人数不超过4人，而在很多的院校由于万能试验机数量不够，很多在万能试验机上进行的实验，只能采用演示的方式，实验教学效果很不理想。
3. 正确认识材料力学实验课与理论教学的关系
材料力学的理论是建立在对材料的性质、构件受力和变形作一系列假设和理想化的基础上的，是在实验观察的基础上，经过科学的抽象，实现将真实材料理想化、实际构件典型化、公式推导假设化的学科。其结论是否正确以及在工程中的适用范围等，都需要通过实验来确定。此外，在实际的工程问题中，我们经常会遇到用现有理论不能解决的问题，例如，实际构件的几何尺寸不规则或者载荷很复杂时，构件中的应力我们往往不能通过单纯的理论计算得到正确的答案，而通过实验应力分析法就可以解决材料力学理论和其它力学理论无法求解的一些工程难题。
4. 改革实验教学的途径
4.1 改革材料力学实验课的教学内容。
（1）传统的材料力学实验已经延续了30多年，而且多为简单的、验证性实验。为了培养学生的理论与实践相结合的工程分析能力，实验教学内容就必须改革更新。为了既能发挥学生的主观能动性，又能使学生的潜在能力得到充分的发挥，激发出学生更大的创造能力和创新精神，有效地提高学生独立解决实际问题的能力。我们把实验教学内容分为基础性实验、综合性实验、提高性实验三个层面。
（2）基础性实验主要以了解材料的力学性能为重点，着重培养学生使用仪器设备、独立完成实验的能力。对传统的实验内容进行了精选，在原有实验的基础上增加了难度，增强了思考性，保留了必要的传统实验，例如，拉伸、压缩、测E、测μ、扭转等。综合性实验以综合性的理论分析与实验分析相结合为重点，着重培养学生独立实验分析能力。提高性实验以实际或模拟工程实际为背景，着重培养学生综合的工程分析能力。这些实验要与工程实际密切结合，由学生自行设计、自行检测、自行分析，让学生在实践中自己去发现问题、解决问题，充分调动学生的主动学习的热情，培养学生分析和解决实际工程的能力，提高学生的创造性思维和创新能力。
4.2 采用现代化的实验教学手段和教学模式。由于材料力学的实验课时少，导致学生不能在有限的时间里掌握更多的材料力学实验的知识，为了改变这一现状，我们制作了一些课件，在理论课的时候给学生演示，使学生直观了解实验的原理，掌握实验的基本规律。此外，在给学生作材料力学性能测试的实验过程中，采用计算机进行实验数据的处理，并自动打印出力——变形关系曲线。实验技术的现代化，在提高实验教学水平的同时也大大地提高了学生参与实验的兴趣，使学生在实验的过程中，加深对实验的学习过程，加强实验能力和综合素质的培养。
4.3 开放实验室。为了进一步提高学生的实验能力，激发他们的创新能力，实验室可以结合课程内容向学生开放，在实验时间上变固定式为开放式。学生可以在开放期间任何时间来做实验，对具体实验的时间进行弹性控制。给学生充足的时间去思考，由学生根据实验的要求自行制定实验方案，并独立完成整个实验。教师在实验结束后，对实验结果进行总结，指出实验过程中存在的一些不足，同学生进行讨论。这样，可以帮助学生发现问题，使他们掌握处理问题的技巧，从而更好地激发和培养他们的探索精神和创新能力。
4.4 改革实验考核方式。由于材料力学实验没有独立设课，只是作为理论课程的一部分，这就导致部分学生不重视实验课，因而造成了实验教学的效果不佳。为加强实践教学环节，材料力学实验成绩按一定的比例计入理论考试成绩中，对于不做实验或实验成绩不合格的同学，要求其补做或重做实验，否则取消参加理论考试的资格。材料力学实验教学改革中的关键在于教学观念的转变和加大对实验课程的重视程度。实验教学改革，只有摆脱传统的教学思想和教学观念的束缚，才能有可能获得实质性的突破。建立新的实验体系，是材料力学实验教学改革的一项基础性工作。参考文献
[1] 周新伟，王海波，曲贵民.材料力学实验教学改革探索[J].潍坊学院学报，2008（7）：151～152.
[2] 孔琳.材料力学实验教学改革[J].实验室科学，2009年2.
[3] 教育部，财政部1教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[S]1教高[2007]1号，20071.