材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要：21世紀(jì)，高校在培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目標(biāo)下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮著重要的作用。經(jīng)過多年的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新、實(shí)驗(yàn)課程的合理設(shè)置、教學(xué)手段的改進(jìn)、考核方式的多樣性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 課程設(shè)置 考核方式 學(xué)習(xí)積極性

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2012）12（b）-0157-01

材料力學(xué)是高等院校工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，而材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)又是該課程的重要組成部分。21世紀(jì)，高校教育的目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮著重要的作用。然而，傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多不足：（1）部分同學(xué)和理論課教師“重理論輕實(shí)踐，重課堂輕實(shí)驗(yàn)”；（2）實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置不合理，缺少設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，數(shù)量少，學(xué)生沒有足夠的動(dòng)手機(jī)會(huì)；（4）教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)方法變化少；（5）成績(jī)考核方式單一。

針對(duì)以上問題，我校材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的老師們結(jié)合我校自身的特點(diǎn)，積極進(jìn)行改革與實(shí)踐，取得了較好的效果。

1 轉(zhuǎn)變思想，正確認(rèn)識(shí)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

材料力學(xué)的理論是在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，經(jīng)過科學(xué)的抽象，實(shí)現(xiàn)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)化的學(xué)科。但其應(yīng)用到工程中，與實(shí)際是有差異的，理論是否滿足實(shí)際工程要求，能否保證工程的可靠性，需要通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。因此，對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，首先應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)識(shí)，把實(shí)驗(yàn)作為驗(yàn)證、修正、發(fā)展理論的必要手段[1]。學(xué)生通過操作儀器、觀察現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)及總結(jié)分析，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)科學(xué)研究的能力和解決工程實(shí)際問題的能力。

2 教學(xué)理念的改革：材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)行獨(dú)立設(shè)課

為了改變材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，缺少設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的情況，以及適應(yīng)完全的學(xué)分制管理，我校對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行“實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)獨(dú)立設(shè)置、單獨(dú)考核、單獨(dú)計(jì)算學(xué)分”即“獨(dú)立設(shè)課”的辦法[2]。在教務(wù)管理系統(tǒng)中開發(fā)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模塊，對(duì)獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程實(shí)行了網(wǎng)上自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、選定指導(dǎo)教師、確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間的多層次開放式實(shí)踐教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)選排課功能的實(shí)現(xiàn)，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時(shí)間、內(nèi)容、對(duì)學(xué)生的覆蓋面等方面，實(shí)現(xiàn)多層次的開放，也有利于提高教學(xué)管理水平。

3 教學(xué)設(shè)施設(shè)備的改善

為了滿足學(xué)分制下獨(dú)立設(shè)課的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的正常實(shí)施，學(xué)校投入200余萬元實(shí)驗(yàn)教學(xué)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，先后購置了一批材料力學(xué)多功能試驗(yàn)臺(tái)，微機(jī)控制式電子萬能試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)機(jī)，靜態(tài)電子應(yīng)變儀等設(shè)備，為工科專業(yè)學(xué)生開設(shè)金屬材料的拉壓試驗(yàn)、粘貼電阻應(yīng)變片、電阻應(yīng)變片接橋方法、圓軸的扭轉(zhuǎn)、純彎曲正應(yīng)力、碳鋼彈性模量E、μ的測(cè)定、壓桿穩(wěn)定性、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測(cè)定、疊梁彎曲、偏心拉伸等實(shí)驗(yàn)，完全滿足本科教學(xué)的要求。此外還專門設(shè)置了多媒體教室，還對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行了改造，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件設(shè)施有了很大的改觀。同時(shí)利用開放實(shí)驗(yàn)室的資源和開放時(shí)間，增加實(shí)驗(yàn)的批次，減少實(shí)驗(yàn)小組的人數(shù)。由原來8人一個(gè)小組，減少為3人一組，不但提高了設(shè)備的利用頻率，也有利于老師指導(dǎo)和考查學(xué)生，學(xué)生自主意識(shí)和動(dòng)手能力大大提高。

4 教學(xué)內(nèi)容的改革

4.1 結(jié)合自身設(shè)備和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)編寫教材

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)是實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的基礎(chǔ)，我們首先結(jié)合儀器設(shè)備自身的特點(diǎn)和現(xiàn)行國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真編寫教材。對(duì)實(shí)驗(yàn)理論作較全面介紹的同時(shí)，充分優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，新增一些生產(chǎn)實(shí)際中的綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生課前做好實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理及設(shè)備儀器的預(yù)習(xí)，更多的課上時(shí)間可在教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和獨(dú)立思考的能力。

4.2 按專業(yè)設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

我們根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的不同，按不同的專業(yè)分別設(shè)置了不同的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。如土木專業(yè)為16個(gè)學(xué)時(shí)，在金屬材料基本的力學(xué)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還增加了電測(cè)法的相關(guān)實(shí)驗(yàn)、組合變形及壓桿穩(wěn)定等綜合性實(shí)驗(yàn)，及疊梁彎曲、偏心拉伸等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)分析構(gòu)件在復(fù)雜載荷下應(yīng)力狀況，有利于提高學(xué)生動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力。而機(jī)械專業(yè)為8學(xué)時(shí)，我們?cè)趥?cè)重金屬材料基本力學(xué)性能測(cè)定的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)大型微機(jī)控制式儀器設(shè)備工作原理的學(xué)習(xí)和實(shí)際操作能力的鍛煉，使學(xué)生了解現(xiàn)代工程測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法的數(shù)控化，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)的能力[3]。

4.3 開發(fā)、制作、完善與上述實(shí)驗(yàn)相匹配的實(shí)驗(yàn)多媒體課件

對(duì)于大綱規(guī)定的每個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們制作了多媒體教學(xué)課件，課前在教室內(nèi)自動(dòng)播放，學(xué)生通過多媒體課件熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)等，課上老師可通過提問的方式，考查學(xué)生掌握的情況，并做記錄。此外，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)還留有思考題，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前通讀題目，帶著疑問有目的地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可起到事半功倍的效果，教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

5 考核方式的完善

實(shí)驗(yàn)成績(jī)判定從過去只看實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)的方式，改革成如下記分模式：（1）學(xué)生的出勤率占總成績(jī)的5%；（2）實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)備儀器的工作原理和操作方法的熟練程度，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分作為平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的30%；（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的65%[4]。考核方式的多樣化和公平化，督促學(xué)生多動(dòng)手、動(dòng)腦，更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

6 今后改進(jìn)的方向

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過一系列的改進(jìn)，學(xué)生主動(dòng)性有所提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有了明顯提高。但仍需在以下幾個(gè)方面繼續(xù)努力：（1）由于教學(xué)設(shè)備的增加、課程設(shè)置的內(nèi)容增加、開放性的增大，也大大增加了實(shí)驗(yàn)教師的工作量，對(duì)教師的專業(yè)素養(yǎng)也提出了更高的要求，還需加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)。（2）應(yīng)充分利用其多媒體資源，制作一些課件或錄像，輔助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作步驟。（3）合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件或?qū)嶒?yàn)報(bào)告放在網(wǎng)絡(luò)課堂，增加教學(xué)手段的同時(shí)，可以通過軟件自行批改作業(yè)，減輕教師的課業(yè)負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)

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