材料力學綜合實驗的教學改革

王 瑩

（洛陽理工學院 土木工程系，河南 洛陽471023）

材料力學實驗是針對我校材料類、機械類專業材料力學、工程力學等課程開設的理論性和實踐性較強的專業實驗，多數學生在理解上存在一定的難度，導致實驗效果很不理想。因此，急需解決的主要問題是對實驗教學方法和手段進行改進，以調動學生積極性，提高教學質量[1-4]。借鑒他校和他人改革思路[5-8]，從實驗個數的設置、實驗試件的選取、學生在實驗中的地位等三個方面入手，對材料力學實驗進行改革，取得了更好的教學效果。

1 教學改革的內容

1.1 實驗由原來的三個合并為一個

材料力學實驗原來有三個， 涉及到材料的多種力學性能檢測方法，其中拉伸和壓縮放在一個實驗（簡稱“拉壓實驗”）中，而扭轉和彎曲各為一個實驗。 三個實驗單獨開設，進行時間為相應課程內容講完之后。 但這樣人為地分割之后，割裂了材料的多種力學性能檢測方法之間的區別和聯系，容易給學生造成一種錯覺，使他們認為各種材料力學性能檢測方法是彼此獨立、互不相干的。 各種材料力學性能檢測方法雖然在適用范圍和試件等方面有所不同， 但仍可以相互補充，只有將它們緊密地結合在一起， 才可以完成生產中的材料性能檢測任務。 所以，將實驗由原來的三個合并為一個，統稱為材料力學綜合實驗，且安排在教材內容全部講完之后進行。

1.2 用多種試件強化實驗教學效果

材料力學實驗原來開設的時候， 為了保證實驗結果的一致性，待測試件多采用的是健全試件，即內部沒有缺陷的試件。比如，在進行拉伸實驗時用的是取自鋼筋的低碳鋼試件，在進行壓縮實驗時用的是取自健全試塊的鑄鐵試件，雖然實驗效果也會比較明顯，實驗結果比較可靠，但存在實驗結果脫離生產實際這樣一個問題。 對于扭轉和彎曲實驗，同樣也存在這個問題。為了解決這個問題，在實驗中采用多種試件來強化實驗教學的效果。 比如除了準備健全的標準試件外，還準備一定數量的內部帶有缺陷的試件和表面受到腐蝕的試件。這樣改革之后， 既加深了學生對材料力學性能檢測重要性和相互聯系的認識，又拉近了實驗教學與生產實際的距離，極大地強化了實驗的教學效果。

1.3 學生由被動接受變為主動參與

在原來的幾個材料力學實驗中，每次實驗都是老師要求學生做什么和怎么做，學生只是被動的接受。改為綜合實驗以后，給出多種或多個試件，并給出使用條件和性能要求，要求學生綜合運用多種檢測方法，將所需的材料力學性能檢測出來。學生由被動接受變為主動參與，留給學生自由發揮的空間很大，這將會使其積極性得以發揮，創新能力得以展現。在整個實驗過程中，除設備使用方法由老師講解以外，其余部分均由學生自己完成， 包括材料使用條件和性能要求的分析、力學性能檢測方法的選用、檢測操作的完成、檢測結果的分析、檢測結論的給出。這種實驗方案把基本的教學實驗與工程實際問題有機的聯系在一起，拉近了課堂教學與生產實際之間的距離。

2 教學改革的成效

2.1 促進了學生及時吸收、靈活運用和更新知識

綜合實驗對每個學生的知識來說都是一個全面的測試。通過專業綜合實驗的訓練，學生不僅可以掌握一定的知識和技能，而且可以掌握一定的學習方法，這促進了學生對知識的及時吸收。 在實驗過程中思考分析，發現問題，要解決發現的問題，就要運用學過的知識和技能，這促進了學生對知識的靈活運用。在解決問題的過程中，學生需要學會分析，學會發現，學會學習，這促進了學生對知識的迅速更新。

2.2 培養了學生的獨立自主個性和團結協作精神

要完成綜合實驗，首先需要每位學生獨立自主，整個綜合實驗獨立完成，沒有給出固定路線，只求獲得最佳效果，這就縮短了課堂教學與生產實際的距離。 學生在整個實驗訓練過程中，要逐漸養成評價和批判的習慣，勇于評價甚至批判自己和別人得出的結果。同時，要完成綜合實驗，也需要學生之間的團結協作，要通過同學們的相互交流、溝通、啟發和幫助，借助于集體的力量，才能順利的完成整個實驗。

2.3 提高了學生分析與解決生產實際問題的能力

綜合實驗對每個學生的能力來說都是一個全面的鍛煉。學生不僅需要選擇實驗方法，自己動手操作，還要分析實驗結果，得到實驗結論，必要時還要推翻原定實驗方案，從頭再來一遍，直至完成實驗任務。 這在提高學生分析問題和解決問題能力的同時，也提高了學生的工程意識以及主動適應社會需求的能力，綜合素質和創新能力都會得到一定程度的提高。

3 結束語

材料力學綜合實驗的教學改革取得了一定的成效，現已獲得校方和學生的認可，但仍存在一些缺點和不足，今后還要在一些方面加以改進，比如：增加實際工件或試件，進一步縮短課堂教學與生產實際的距離；利用多媒體手段，加強形象化教學；加強實驗的開放性力度，等等。

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