材料力學實驗教學改革的研究

饒立

摘 要：利用WDW-100微機控制電子萬能試驗機對金屬和非金屬材料的拉伸實驗方法進行研究與探討，改進常規的低碳鋼和鑄鐵拉伸實驗，從而啟發學生的創新性思維，鍛煉學生動手能力，有利于學生工程素質的培養，促進學生的綜合素質水平。

關鍵詞：拉伸實驗 教學改革 能力

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（b）-0110-01

材料力學是工科各多專業的一門重要的專業基礎課。它以理論力學為研究基礎，以高等數學為研究工具，同時又為結構力學、彈性力學等后續力學課程的學習，提供基礎知識的支撐作用，對培養學生的工程素質及創新能力有著非常重要的意義。積極推進本課程的實驗教學改革，有利于提高學生分析問題和解決工程問題的能力，從而提升學生的專業素養。因為材料力學拉伸的性能指標可以直接用于工程實際當中，因此要求學生應具有較強的運用基礎理論知識分析、解決實際問題的能力，具有理論嚴密、系統完整、邏輯性強的縝密思維。

1 研究現狀

材料力學的拉伸破壞實驗是一個非常經典的傳統實驗，主要內容是讓學生自己動手作低碳鋼和鑄鐵的拉伸破壞實驗，觀察這兩種材料在拉伸時受力過程中的各種形變以及破壞現象，測量這兩種材料的相關力學指標。通過這個實驗，主要是為了增加學生對金屬材料在拉伸時其力學性質的感性認識，但該實驗課存在一個主要問題，就是學生學到的新知識少。因為在課堂教學和教材里對低碳鋼和鑄鐵拉伸實驗都有詳細的介紹，拉伸過程中的各種現象和其機械性能在課堂上也都已講解，所以實驗基本上是重復教材上的內容，是驗證性實驗。學生通過這個實驗除了熟悉萬能試驗機的使用外，沒有更多的新東西學，知識點少，需要思考的問題也少。實驗過程中也只是指導老師介紹實驗目的和原理以及試驗機的操作方法，強調需要觀測的現象和需記錄的實驗數據，再讓學生動手實驗，試件一破壞，結果一算，就算完成實驗，這樣做，學生是在被動完成實驗過程，興趣不高，獨立動手的能力也差，理論和實踐也不能聯系，所涉及的材料力學原理及定律也不熟悉。還有就是平時講述的相關內容也往往也不能引起學生的重視，應付實驗課，交完實驗報告了事，對金屬材料拉伸在工程實際運用當中的作用也認識不深，實驗效果不佳。之所以存在這類現象，主要是實驗課的內容設置不太合理，與工程實際聯系不夠深、不夠廣，實驗可用性不強；實驗課時偏少；實驗指導書編得過于詳細，不利于學生發揮、創造。還有就是教學中有重課堂，輕實驗；重理論，輕實踐的思想。我們對材料力學的拉伸實驗教學進行了教改嘗試，是為了讓該實驗由學生被動的學習變為主動學習的課堂，給學生留出更多的創造性思維空間，鍛煉學生動手能力，訓練學生的觀察力以及思考問題和總結的方法，并從中學到課本以外的知識，提高學生的綜合素質。

2 拉伸實驗教學改革方案

為了激發學生的好奇心與學習興趣，提高學生實際動手能力，使學生主動地參與到實驗中，開拓視野、提高創新思維。結合我院的實際情況，一方面，我們利用多媒體技術制作了這兩種材料逼真的拉伸實驗演示動畫，在課堂上介紹材料機械性質時，通過動畫的演示可以很形象地展現低碳鋼和鑄鐵拉伸過程中的各種現象及各參數的測定，使學生在做實際的拉伸實驗之前對實驗方法和測試內容有了更深的了解和直觀的印象，大大增強了后續的實驗課程的實際教學效果，提高了實驗教學質量。另一方面，在進行的新拉伸實驗方法中，我們的拉伸實驗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、環氧樹脂、有機玻璃等現代工程上常用的且在機械性質上有很大特點的材料，改變實驗教學內容，把驗證性實驗變為學習新知識、研究新問題的一個重要環節。

充分利用我們學校新購置的WDW-100微機控制電子萬能試驗機，開展鋁合金、黃銅、PVC、環氧樹脂、有機玻璃等其它的金屬和非金屬材料的拉伸實驗，主要是這些材料的拉伸性質與低碳鋼、鑄鐵的都不同，并且這些材料目前在工程上越來越多的被使用，學生對這些材料的力學性質也大多有所了解，而且這些材料的力學性能大部分在材力教材中是沒有詳細介紹的，在教改實驗中，不講實驗中的現象，學生不知道實驗的結果，在教師的指導下學生自主實驗，自己觀察材料的各種形變和破壞現象、采集和處理實驗數據，得出其實驗結果并分析討論。那么通過這樣的教改實驗，有利于增加學生對其他材料拉伸時的力學性能知識，拓寬自己的知識面。

3 結語

由于在課堂教學時運用了多媒體拉伸試驗課件，學生對拉伸實驗內容有所了解，在上實驗課時可以用較少的時間講解實驗內容，留出較多的時間讓學生自己動手，提高學生動手的能力.變被動為主動，更好的提高學生學習的積極性.這樣學到的知識扎實，并且通過此實驗除了可以讓學生學到各種不同材料的力學性質外，還能學到科學實驗的基本方法，同時也培養了學生分析問題和解決問題的能力，從中學到課本以外的知識，還可以到達提高學生的綜合素質的目的。

參考文獻

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