應用型本科院校材料力學實驗教學改革的探討

朱街祿蘭美娟

(1.江西科技學院機械工程學院，江西南昌 330098; 2.江西科技學院圖書館，江西南昌 330098)

應用型本科院校材料力學實驗教學改革的探討

朱街祿1蘭美娟2

(1.江西科技學院機械工程學院，江西南昌 330098; 2.江西科技學院圖書館，江西南昌 330098)

針對應用型本科院校材料力學實驗教學的現狀，提出了重視驗證性實驗改進實驗課程的教學方法和教學模式、加強實驗室的建設、建立科學合理的實驗考核方式等教學改革措施，以提高學生學習的積極性，為后續課程打下較好的力學基礎。

應用型本科，材料力學，實驗，教學改革

在工科各專業的課程設置中，材料力學占據較為重要的地位，該課程具有較強的應用性。材料力學是研究桿件材料的拉伸、壓縮、剪切、扭轉、彎曲等基本變形的學科，材料力學實驗是該課程的重要組成部分，它可以加深學生對課程基本概念和基本理論的掌握，也可以幫助學生培養分析工程問題、利用相關理論知識解決工程問題的能力。另外，還可以幫助學生理解如何通過工程現象通過簡化得到的力學模型，再通過實驗驗證理論知識。由此可知，材料力學實驗具有十分重要的意義，是一門來源于工程實踐，又服務于工程的學科。該課程對于培養學生的工程實踐能力、創新精神具有重要的意義。

1 當前材料力學實驗教學中存在的問題

實驗教學和實際工程脫軌。當前開設的實驗教學規模較小、設備簡單，與國際的力學實驗教學規模存在差距。對于工科大學生而言，如果在大學期間能接觸到桁架、剛架等工程中常見構件，對于培養大學生的工程能力具有十分重要的意義。開設的實驗內容主要是理論性的驗證實驗。主要是金屬材料如低碳鋼和鑄鐵的拉伸(壓縮)、剪切和扭轉等基本變形以及梁的彎曲應力實驗。其實驗內容較單一且形式較固定，和實際工程的聯系不強，導致學生的學習興趣和積極性不高。

高校擴招后，各高校的在校生數量迅速增多，而實驗室場地及實驗設備并沒有增加，不能滿足正常的使用要求。導致在實驗課中能動手操作的機會少，大多數學生只能觀察老師或者同學操作，以致有學生對待實驗課程較敷衍且實驗報告抄襲現象嚴重。此外，實驗儀器和實驗設備老化現象嚴重，有的已不能滿足正常的實驗教學，這些都影響了實驗課程的授課效果。

在實驗課程結束后，很多學生覺得教學任務完成了，不重視實驗數據的分析處理，且同學之間相互抄襲實驗結果的現象嚴重，缺少實驗結果數據分析環節。在實驗課程教學中，實驗數據的分析處理也是一個重要的環節，要求學生處理完實驗數據后與理論結果分析比較，找出實驗的誤差原因，學會將理論結果和實際結果的分析比較，找出影響實驗精確度的原因，以便更好地將理論知識應用于工程實踐中。

2 材料力學實驗的教學改革探索

2.1 重視驗證性實驗，培養學生創新能力

在材料力學實驗的教學設置中，驗證性實驗占據了重要的環節，它較傳統，也是常見的實驗。學生應通過驗證性實驗加深對基礎知識的理解，掌握力學實驗的基本技能。但是，在教學過程中突出強調培養大學生創新意識，導致忽視驗證性實驗的重要性，認為只有探究性實驗才是科學探索，從而把驗證性實驗放在無關緊要的地位。在傳統的力學實驗中，驗證性實驗確實存在教學內容單一的情況，學生在實驗中按照實驗教材按部就班進行操作就可以完成實驗，得到實驗數據，確實存在一定的弊端。我們在教學實踐中，在驗證性實驗上進行了一定的探索。例如彈性模量是材料力學中一個重要的概念，測驗金屬材料的彈性模量是驗證性實驗中一個主要教學內容。以往在實驗項目上，一般是學生在萬能試驗機上測量低碳鋼的應力和應變，然后根據胡克定理得到該材料的彈性模量。教師在試驗機上邊操作邊講解，重點是實驗操作和注意事項，但忽視了實驗的目的和原理的講解。這樣學生僅僅知道如何測定材料的彈性模量，但對于知識點的來源和理論基礎卻沒有涉及，這種實驗教學方式不利于培養學生的創新意識。其實驗證性實驗需要教師和學生共同配合才能完成，教師需要在實驗中積極調動學生的積極性，通過驗證性實驗加深學生對相關概念的理解和掌握，近年來我們在驗證性實驗的教學中進行了一些探索，取得了較好的效果。

2.2 設計一些綜合性實驗，培養學生的創新能力

力學課程在各專業中處于基礎課程地位，可結合該課程和一些專業基礎課程設計出一些綜合性、創新性實驗。如土木工程專業，我們將《材料力學實驗》和《土木工程材料》兩門課程實驗進行有機結合，設計了混凝土試塊強度測量實驗。由學生進行材料配合比實驗設計出混凝土試塊，在進行不同周期的養護實驗后，分別對其強度進行測量。在該實驗中，學生鞏固了材料的配合比概念，了解了混凝土在不同的養護周期后其強度的變化規律，還了解了混凝土作為一種脆性材料其抗拉和抗壓強度的差異。通過設計一些類似性的綜合性實驗，突出了力學課程的基礎地位，同時和專業基礎課程進行了有機結合，培養了學生的創新能力。還可以在教學中引入新材料、新建筑結構類型、新的實驗技術，針對優秀的學生和有實驗天賦的學生開設，開闊他們的視野，讓他們了解專業前沿的發展動向，緊跟學科的發展方向。培育學生在高新技術應用、創造力發揮方面的能力，幫助他們為今后的學習深造打下一定的基礎。

2.3 改進實驗課程的教學方法和教學模式

該課程可以采用引導式、啟發式、合作式等類型的教學方法，課程的教學以學生獨立自主的分析和操作為主，任課老師的教學為輔。

在實驗教學的過程中，可盡量采用引導和啟發學生對實驗方法和實驗原理進行思索，教師可幫助學生自主完成相關實驗。

在以下實驗中如綜合性實驗、設計類實驗及工程創新類實驗中，實驗老師只需提出實驗的要求，對學生提供實驗儀器和實驗工具，在實驗方案設計、結構設計、實驗數據測量到最后實驗數據處理和誤差分析等環節均可由學生自主完成，讓學生獨立和個性化地完成實驗操作過程，對提出創新性實驗方案的同學應給予鼓勵。

多媒體技術在近年來得到了迅速的發展，將它應用于教學中具有教學直觀、傳播信息量大的特征。將多媒體教學引入到力學實驗中，可解決課程學時不足但實驗內容較多的矛盾。利用好多媒體既可以提高課程的教學效果，還可以豐富教學過程。將傳統的實驗教學與現代信息技術進行有機結合，將兩者的特長進行了充分的發揮，可大大提高教學質量。

2.4 加強實驗室的建設，培養優秀的實驗老師

力學實驗的順利進行，離不開實驗室和實驗老師。建設現代化的力學實驗室對于促進力學實驗的教學改革具有重要的意義。需要結合發展購置先進的實驗設備，學校需要加強對實驗室建設的投入力度。要提高力學實驗的教學水平，具有高標準的檢測設備，使得實驗室符合國家相關教學要求，就必須不斷更新實驗儀器和設備。此外，還要提高力學實驗教師的綜合素質，新聘教師普遍是剛畢業的碩士研究生，他們具有較高的理論水平，但是普遍缺乏工程實踐經驗。工科各專業的實踐性普遍較強，缺乏工程實踐經驗的老師顯然不符合實驗教學的要求。為了培養具有一定實踐能力的“雙師型”教師，可以安排力學實驗老師到工程現場或者到有關高校學習，提高業務水平。還要不斷提高力學實驗老師的工資待遇水平，做到待遇、事業留人。而且還要改變傳統觀念，對于實驗老師在職稱評定、職務晉升等方面考慮到其工作崗位的特殊性適當給予照顧，這樣才能建立一支穩定的實驗教師師資隊伍，才能不斷提高力學實驗教學水平。

2.5 探索建立科學合理的實驗考核方式

力學實驗考核主要是為了對學生的實驗基本理論和正確操作實驗的相關技能進行考核，必須建立科學合理的考核評價方式?？茖W合理的評價方式可以客觀檢驗學生的實驗學習情況以及公正客觀地對力學實驗教學的效果進行評價，同時也會給學生的學習積極性產生一定程度的影響。在力學實驗課程的教學中，我們在注意對學生考試的結果進行科學評價的同時，還要重視學生對實驗的參與程度進行評價，學生的每次實驗成績由以下組成，分別是出勤情況、對待實驗的態度、動手操作能力、實驗報告的撰寫等。在實驗總評成績的計算中，我們將其分為考核成績和平時成績兩部分。平時成績的評定則根據該課程開設的實驗難度以及綜合設計類實驗加權計算得到，其比值占總成績的50%?？己顺煽円罁W生實驗報告的撰寫情況、儀器操作的能力、實驗操作的創新性等內容加權得到，該項也占總成績的50%。另外，為了提高學生對實驗參與的積極性，提高學生對實驗課程的重視程度，我們在考核課程的總成績時，也參考實驗成績，如果實驗成績不合格，則該課程的總評成績也不合格。通過相關的改革措施，學生普遍提高了對實驗的重視程度，覺得力學實驗是公共基礎課程，對于今后專業課程的學習具有重要的影響。

3 結語

力學理論來源于工程實踐的總結，同時力學知識在工程技術中有廣泛的應用?！恫牧狭W》實驗對于培養工程人才具有重要的意義。在今后的教學探索中，還應著眼于學生在掌握相關的理論知識后，能否熟練運用所學理論知識去解決工程中的實際問題。本文總結了我們在以下幾個方面進行的教學改革，分別是:重視驗證性實驗，培養學生創新能力、設計一些綜合性實驗，培養學生的創新能力、改進實驗課程的教學方法和教學模式、加強實驗室的建設，培養優秀的實驗老師、探索建立科學合理的實驗考核方式。實踐證明，我們的教學改革是成功的。今后還將進行進一步的探索，提高教學質量，培養高素質的工程技術專業人才。

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［3］ 陳 俊，朱街祿.高職院校建筑力學課程教學的探索與實踐［J］.山西建筑，2008，34(24):31-32.

Exploration and practice of the reform in the experimental teaching ofmaterialmechanics in applied undergraduate colleges

Zhu Jielu1Lan M eijuan2

(1．Mechanical Engineering College，Jiangxi University of Science＆Technology，Nanchang 330098，China; 2．Jiangxi University of Science＆Technology Library，Nanchang 330098，China)

In light ofmaterialmechanics experiment teaching status of applied undergraduate colleges，the paper puts forward teaching reform methods，such as emphasizing testing experiment，improving experiment curriculum teachingmethod and teachingmode，strengthening laboratory construction，and establishing scientific and rational experiment assessmentmethods，with a view to improve students’learning activity，which has laid a foundation for continuousmechanics learning.

applied undergraduate，materialmechanics，experiment，teaching reform

G642.0

A

1009-6825(2015)29-0235-03

2015-08-06

朱街祿(1982-)，男，碩士，講師; 蘭美娟(1982-)，女