淺談材料力學(xué)設(shè)計性綜合實驗教學(xué)方法

　　 [摘要]本文介紹了材料力學(xué)實驗課的特點及引入設(shè)計性綜合實驗教學(xué)方法,這樣的實驗教學(xué)改革有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,對培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)創(chuàng)新能力極為重要。
　　[關(guān)鍵詞]材料力學(xué) 實驗教學(xué) 設(shè)計實驗 綜合實驗
　　
　　《材料力學(xué)》課程在土木工程專業(yè)中是一門重要的基礎(chǔ)專業(yè)課,相對于其它專業(yè)課來說知識比較抽象,其理論性較強,其基本理論知識是往后課程學(xué)習(xí)和以后工程設(shè)計和工程實踐中最基本的理論根據(jù)之一,涉及眾多工程領(lǐng)域。學(xué)生通過學(xué)習(xí),了解和掌握材料力學(xué)研究方法,能運用材料力學(xué)理論和方法去分析、計算解決實際工作中遇到的一些工程問題。實際教學(xué)中,由于本門課程具有理論性強、概念知識多、內(nèi)容抽象、邏輯嚴密等特點,使教與學(xué)都頗具困難,因此,需要教學(xué)老師在教學(xué)實踐中不斷探索研究,提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)方法。材料力學(xué)的實驗教學(xué)能使學(xué)生學(xué)到的抽象理論知識與實際情況結(jié)合起來,有助于建立完整的材料力學(xué)知識體系,另外實驗教學(xué)有利于學(xué)生自學(xué)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在教學(xué)改革中應(yīng)該重視實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。
　　一、材料力學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)狀
　　1.實驗課內(nèi)容陳舊、單一
　　一般來說,材料力學(xué)實驗課的實驗項目少且較為單一,主要有是對鑄鐵和低碳鋼兩種金屬材料進行簡單的材料力學(xué)性能測試,包括拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎矩等主應(yīng)力的驗證性實驗,內(nèi)容形式固定,與工程實際情況聯(lián)系不強。在實驗中,學(xué)生都是按指定標準化程序?qū)嶒灢僮?實驗內(nèi)容設(shè)計上也沒有預(yù)留多少讓學(xué)生有自主創(chuàng)造的空間,這樣不但影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造思維。
　　2.實驗條件不充足
　　隨著高校擴招政策實施,在校學(xué)生數(shù)量不斷增多,導(dǎo)致現(xiàn)有的儀器設(shè)備臺套數(shù)遠遠不能滿足現(xiàn)有學(xué)生人數(shù)的使用需求,而學(xué)校短期內(nèi)又無法投入大量的人力物力不斷擴張實驗室面積、實驗儀器數(shù)量。這樣,迫于現(xiàn)狀許多院校作出無奈選擇,以前學(xué)生三兩人一組做實驗,現(xiàn)在要五六人一組做實驗。這樣形成了實驗過程中個別人操作,多數(shù)學(xué)生觀摩和記錄的現(xiàn)象,這樣就導(dǎo)致了許多學(xué)生抄襲以及對實驗敷衍的心理。
　　二、材料力學(xué)綜合設(shè)計型實驗教學(xué)方法
　　1.引入綜合設(shè)計型實驗內(nèi)容
　　結(jié)合經(jīng)典材料力學(xué)實驗方法的基礎(chǔ)上,調(diào)整實驗內(nèi)容增加設(shè)計綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容,為學(xué)生提供寬松、開放的實驗環(huán)境,讓學(xué)生根據(jù)自己的意愿和能力靈活開展實驗。在實驗中,老師不設(shè)定具體實驗方法方式。開展實驗前,學(xué)生幾個人自由組成以實驗小組,分工合作,要閱讀實驗大綱要求、明確實驗?zāi)康�、了解實驗室現(xiàn)有條件、自主查閱資料等,然后設(shè)計實驗方案,跟老師討論實施實驗可行方案,最后獨立完成實驗,完成實驗研究報告或?qū)嶒炐　?
　　綜合設(shè)計型實驗要求老師始終以輔助的角色從旁指導(dǎo)學(xué)生實驗,在確定大致的實驗內(nèi)容、提供相應(yīng)實驗環(huán)境和保證學(xué)生實驗安全的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性。實驗對象不限于單一的金屬材料,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣設(shè)計自己的實驗方案。實驗的工具也不限于實驗室里的儀器設(shè)備,學(xué)生充分發(fā)揮所長,可以自主設(shè)計簡易儀器設(shè)備,可以采用計算機編程、數(shù)值模擬試驗等。實驗的時間也不限于正常上課時間,一個實驗項目可以在幾天至兩個星期內(nèi)完成,讓學(xué)生有充分時間調(diào)研、討論和實驗,同時也可以達到分流學(xué)生充分利用實驗室資源的效果。

　　比如,學(xué)生要測量某種材料的力學(xué)性能,在完成資料調(diào)研和設(shè)計好實驗計劃書后,給老師檢查,經(jīng)過討論交流,確定方案可行。然后老師就組織學(xué)生講解和教會學(xué)生各種儀器設(shè)備的實驗原理、操作方法和注意事項,學(xué)習(xí)萬能試驗機、壓力試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機、材料力學(xué)試驗臺、各種傳感器、百分表等儀器設(shè)備的使用,掌握應(yīng)變儀的操作、電阻應(yīng)變片的粘貼方法,了解電測法基本原理等,在學(xué)生熟悉整個過程后就可以開始獨立自主開始實驗了。實驗完成后按照要求編寫實驗報告或小。這樣的實驗教學(xué)方式,老師不再是主要的角色,學(xué)生自己掌握了實驗過程中的主動性,自己動手、自己動腦、自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。學(xué)生可以現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用,及時掌握鞏固所學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
　　2.加大開放實驗、開放基金課題項目與課程實驗結(jié)合的程度
　　開放性實驗室包括時間的開放、資源的開放、實驗內(nèi)容的開放、管理方式的開放,學(xué)生可利用課余時間來實驗室開展實驗,有利于學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng),能充分利用實驗室資源。開放性實驗室的開放程度應(yīng)結(jié)合院校自身條件,以學(xué)生為本,立足于培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力、和實際操作能力的,充分利用實驗室教學(xué)資源。我校為促進開放性實驗室建設(shè),培養(yǎng)高素質(zhì)人才,設(shè)立了多種開放基金,鼓勵本科生進行課外科研活動,比如:“實驗室室開放基金項目”,“創(chuàng)新性實驗計劃”,其面向全校教學(xué)、科研實驗室,基金項目支持各實驗室提供的開放實驗教學(xué)課題和學(xué)生自擬的實驗課題,項目內(nèi)容要有一定的新意,對培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力要有推動作用。由于學(xué)校對實驗室建設(shè)的大力支持,使得學(xué)院在設(shè)計實驗項目、學(xué)生進行實驗在操作上變得可以更加靈活。學(xué)生可以根據(jù)自己的時間安排、結(jié)合自己的興趣來實驗室開展自己的實驗項目,優(yōu)秀的實驗項目還可以向?qū)W校實驗室開放基金管理處申請立項,獲得經(jīng)費支持。學(xué)生也可以參與教師的科研實驗,培養(yǎng)學(xué)生研究的思想,提高自身能力和素質(zhì)。這些制度和政策,極大的推動我校創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制的建設(shè)。
　　三、
　　在教學(xué)中院校應(yīng)加強實驗環(huán)節(jié)的,為學(xué)生實驗搭建一個良好的服務(wù)平臺,讓學(xué)生在這個平臺上充分發(fā)揮自主能動性和創(chuàng)造性思維,讓學(xué)生通過材料力學(xué)的自主實驗,為專業(yè)基礎(chǔ)課打下堅實基礎(chǔ),有利于學(xué)生實踐能力提高,培養(yǎng)了獨立思考能力和團隊協(xié)作能力。
　　
　　:
　　[1]牟萍,謝曉梅,文寧.材料力學(xué)設(shè)計性實驗的設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗技術(shù)與管理, 2007,24(4).
　　[2] 夏祁寒.力學(xué)實驗教學(xué)改革對大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).科技信息,2008.
　　[3] 深圳大學(xué)實驗室開放基金項目管理辦法(深大[2006]269號).
　　[4]趙婕.加強實驗室開放,提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報,2007,1.

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