激發(fā)大學(xué)生材料力學(xué)實驗動手與分析的能動性

鄒書洋

（西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西咸陽 712100）

材料力學(xué)作為工科專業(yè)學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)課程，屬于應(yīng)用性極強的課程，而材料力學(xué)課程中所開展的實驗教學(xué)更是該課程的關(guān)鍵組成，對于學(xué)生的理論理解而言有一定的深化作用，更是培養(yǎng)學(xué)生分析問題與動手實踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一方面可通過了解材料的力學(xué)性能，為工程設(shè)計優(yōu)化提供依據(jù)；另一方面能夠利用更多實際現(xiàn)象去驗證材料力學(xué)理論，進而在工程中選擇合適的材料[1]。然而，由于多方因素的制約，在如今的材料力學(xué)實驗教學(xué)中還存在一定的不足，為了實現(xiàn)激發(fā)大學(xué)生在材料力學(xué)實驗中的動手與分析能動性，有必要對不足進行改進，從而提高材料力學(xué)實驗教學(xué)的有效性。

一、當(dāng)前材料力學(xué)實驗教學(xué)中存在的不足

1.材料力學(xué)理論與實驗教學(xué)的認(rèn)識不足

材料力學(xué)實驗教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生以理論課知識建模并猜想實驗結(jié)果，再進行實驗并比對，而不是將教材中的理論概念直接傳授給學(xué)生。任何材料力學(xué)的理論都需要通過觀察實驗去推導(dǎo)而來，然而一直以來實驗教學(xué)都處在理論教學(xué)的從屬地位，學(xué)生提前預(yù)知了理論知識，對于實驗的態(tài)度便更加無所謂，動手實驗僅僅為了驗證，所以會應(yīng)付了事[2]。比如在鑄鐵抗壓能力實驗中，學(xué)生早已在教材中得知斷面為傾斜面及其原因隨后才進行實驗，導(dǎo)致失去對實驗過程的興趣，也影響到對學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和主動性，久而久之便會制約學(xué)生綜合分析能力與實驗動手能力的提升。

2.實驗材料過于單一，與工程實際存在偏差

材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)在于促進學(xué)生對工程中常用材料的力學(xué)性能有所了解，但目前所展開的“金屬拉壓試驗”當(dāng)中，所選用的材料一般只有45鋼和鑄鐵，實驗也只是對其常溫下的拉壓性能進行驗證。但現(xiàn)代工程的高速發(fā)展，越來越多的新材料不斷涌現(xiàn)，材料力學(xué)內(nèi)容需要不斷充實與更新，也凸顯出了材料力學(xué)實驗教學(xué)與現(xiàn)代工程實際的偏差，許多復(fù)合材料、聚合物等在高低溫條件下的力學(xué)性能實驗并沒有良好開展，從而導(dǎo)致學(xué)生今后踏足工作崗位會顯得無所適從。

3.學(xué)生動手實驗操作機會較少，影響實驗教學(xué)質(zhì)量

隨著高校招生規(guī)模的擴大，大學(xué)生人數(shù)逐年增多，但許多學(xué)校在實驗場地、設(shè)備及人員等配置方面并未跟上，導(dǎo)致對實驗教學(xué)質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。此外，由于在材料力學(xué)實驗中存在一定危險性，學(xué)生大多做為看客，由教師操作一臺實驗儀器演示，導(dǎo)致大部分學(xué)生沒有動手操作機會而對實驗課失去興趣。如此一來，大多數(shù)學(xué)生淪為實驗的“看客”，也喪失了實驗教學(xué)對學(xué)生動手與分析能力的培養(yǎng)優(yōu)勢。

二、激發(fā)大學(xué)生材料力學(xué)實驗動手與分析能動性的相關(guān)策略

1.改革實驗教學(xué)模式，找準(zhǔn)理論與實驗的結(jié)合點

當(dāng)前材料力學(xué)課程教材中的實驗教學(xué)大部分為注入式，教材內(nèi)容將實驗原理、實驗流程及出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象都事無巨細地描述清楚，導(dǎo)致學(xué)生在實驗中僅僅是為了被動的驗證，毫無主觀能動性與積極性，嚴(yán)重制約了學(xué)生動手、觀察、分析、問題解決等能力的養(yǎng)成，實驗操作對照書本照做，實驗裝置圖“臨摹”教材，實驗報告進行傳抄，這樣的材料力學(xué)實驗教學(xué)效果自然無法提升。所以，為了提升材料力學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對當(dāng)前的實驗教學(xué)模式進行改革，找準(zhǔn)教材中理論知識與實驗教學(xué)的結(jié)合點，為實驗教學(xué)注入探索性與設(shè)計性，從而促使學(xué)生在實驗動手中變被動為主動，激發(fā)其動手與分析能動性，全面鍛煉其問題的發(fā)現(xiàn)、觀察、分析與解決能力。

2.更新基本實驗內(nèi)容，設(shè)計開發(fā)新實驗

結(jié)合工程力學(xué)課程的切實需求，優(yōu)選出45鋼和鑄鐵的拉伸與壓縮實驗、扭轉(zhuǎn)實驗等作為材料力學(xué)實驗的基礎(chǔ)內(nèi)容。同時，將純彎曲梁的電測實驗與薄壁圓管的彎扭組合變形等實驗作為應(yīng)力分析實驗內(nèi)容。此外，結(jié)合不同專業(yè)的需求，專門設(shè)計開發(fā)非比例伸長盈利σP0.2的測定（黃銅）、鋁合金槽形截面梁的切應(yīng)力與正應(yīng)力測定等全新實驗。通過這些更具探索性、創(chuàng)新性與研究性的實驗內(nèi)容更新，改變過去材料力學(xué)實驗材料、內(nèi)容過于單一的問題，讓畢業(yè)生更好更快地適應(yīng)崗位工作。

3.構(gòu)建開放型實驗室，為學(xué)生提供更多動手操作機會

為了激發(fā)大學(xué)生在材料力學(xué)實驗中的動手與分析能動性，則需要給予學(xué)生更多的時間與空間，學(xué)校也應(yīng)當(dāng)將有限的實驗資源進行整合與利用，確保在實驗過程中學(xué)生能夠?qū)嶒炘O(shè)備有充分的了解與熟悉掌握。因此，需要對材料力學(xué)實驗教學(xué)的傳統(tǒng)模式進行創(chuàng)新，構(gòu)建全面開放型的實驗室，以獨立運行的實驗教學(xué)體系去突破過去班級授課制，以分散型的教學(xué)模式去助推材料力學(xué)實驗教學(xué)的開展[3]。而分散型教學(xué)模式的核心便在于開放型實驗室的構(gòu)建，這一舉措能夠有效激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，賦予每一位學(xué)生更多親自動手操作的機會，也大大提高了實驗設(shè)備儀器的使用效率。此外，實驗室的全面開放能夠確保實驗室資源的利用效率最大化，過去因為受制于整班排課的局限，所以很多時間段都無法進行實驗教學(xué)的安排，再加上材料力學(xué)實驗一定要遵循循序漸進的階梯式教學(xué)原則，因此很多時候?qū)嶒炛荒軌蛘归_小循環(huán)，所以導(dǎo)致實驗資源利用率極低。而構(gòu)建開放型實驗室后，學(xué)生便能夠?qū)嶒烅椖窟M行自主選擇，實驗的節(jié)奏、頻率都能結(jié)合自身情況進行調(diào)整，從而促使實驗室容量大幅提升，相關(guān)資源得到充分利用，實驗室工作技術(shù)人員及教師的工作量變得更加豐富。

結(jié)語

綜上所述，要想激發(fā)大學(xué)生在材料力學(xué)實驗中的動手與分析能動性，進而提升材料力學(xué)實驗課程的教學(xué)有效性，則需要對實驗教學(xué)的所有環(huán)節(jié)進行規(guī)范，并且充分發(fā)揮出教師的組織指導(dǎo)作用，采取切實可行的優(yōu)化措施去激發(fā)學(xué)生主觀能動性，通過對學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。