材料力学实验体系研究总结报告.doc

材料力学实验体系研究总结报告 黎明发 周丽 吴向春 曾海燕 陈振华 力学实验是力学知识体系的重要组成部分，既是建立力学基本理论的基础和验证理论正确性的方法，又是工程研究不可缺少的必要手段。材料力学课程则是一门从刚体力学研究领域进入到变形体力学研究领域的门槛课程，例如，在中学物理、大学物理和大学理论力学中对客观物质进行了刚化处理，认为物质是不可变形的固体，而材料力学及其相关的实验是研究变形固体，有众多的工程背景和广阔的研究领域，是人们认识客观世界的一次飞跃。同时它又是理工科院校的一门重要的专业基础课，通常称它为基础理论过渡到实践应用的桥梁。为适应现代科学技术的发展和加强学生实验技能，培养创新型、复合型高素质人才的需求，我们对材料力学实验教学进行了改革。改革的总体思路：坚持“育人为本，学术至上”的办学理念，面向培养创新型人才需要，提高力学实验教学水平和质量，增强学生的实验技能和动手能力，培养学生的实践能力和创新精神。 力学实验教学的水平直接影响学生的综合素质与能力，从现行的材料力学实验体系来看，“其中有一个明显的不足，即实验多为验证性实验。几乎没有结合工程实际问题来分析、解决的实验”。整个实验都局限在培养学生对常规仪器的使用，实验基本方法的学习和验证理论上。学生学完材料力学后，碰到具体的工程实际问题，不知从何下手，这反映出我们的实验教学环节中少一个衔接的环节。因此，我们提出了材料力学实验教学改革的目标：充分发挥实验教学的特点，改变力学实验教学依附于理论教学的传统观念，形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围；对实验教学的功能进行正确定位与划分，让教学-科研-实验-教学相互融为一体；实施具体可行的教学内容与教学方法，实现从应试教育向素质教育的转变、培养既有坚实的理论基础又有创新意识的新型人才，构建材料力学实验课程新体系。改革的方法：实验项目和实验内容进行调整和改革；把国内外有关科研、工程应用和教学的先进方法和实验手段融入到实验教学；改变以教师为中心的传统教学模式，坚持以学生为主体，鼓励学生个性发展，在实验过程中尽可能让学生独立完成实验全过程，充分发挥学生的主动性、创造性，从“导入式”转变为“互动式”和“自主式”。 实验教学一般应有三个功能。一是验证功能，通过实验理解、验证和巩固力学理论教学的内容，以获得知识，二是技能训练功能，通过实验得到力学实验技能的基本训练，培养学生的实验技术和动手能力，三是探索研究功能，通过独立选题、设计、观察、记录、数据处理、归纳分析，探索和发现新的力学现象，以获得研究成果，同时得到科研能力、创新能力的训练。根据材料力学实验教学的基本任务，我们从优化学生的知识结构、提高学生的能力和素质的角度，从加强创新精神、实践能力和综合素质培养的高度，对实验课程的整体框架、实验项目和实验内容的安排与设计进行调整和改革，构建了与材料力学理论教学既相对独立又有机结合的材料力学实验教学新体系。新体系的重点打破原有的实验框架，设置了三层次多模块的材料力学实验课程，由基础型力学实验、课程综合力学实验和研究应用型力学实验三个层次构成，分三个步骤实施，逐渐深入，构建了三层次模块化材料力学实验教学新体系，如图1所示。 1 构建三个层次模块化的材料力学实验教学新体系 第一层次：基础性力学实验。由验证性和演示性实验组成，目的是加深对力学现象的认识和力学原理的理解，强调实验设备基本操作与使用方法的训练，以及实验结果处理与分析能力的培养。 第二层次：课程综合力学实验。目的是强化分析力学机理和解决力学问题的能力。同时调动学生的学习积极性，培养学生的工程观点；提高学生的动手能力。 第三层次：研究应用性力学实验。目的是开阔眼界，架设理论联系实践的桥梁。强调从科研和工程实践中发现和凝练力学问题、独立提出解决方案并付诸实施能力的培养。 图1 三个层次材料力学实验教学体系示意图 2材料力学实验教学新体系的内容和实施步骤 2.1 第一个步骤 通过基本实验的训练，使学生初步掌握基本的实验方法，学会常规仪器的使用，观察实验过程中的各种现象和结果，作一些简单的分析和数据处理，写出实验报告。这个是使学生获得了基本的实验技能，为以后的学习和工作打下基础非常重要环节，也是整个实验教学体系改革的前提。在这个环节中我们做法是： （1）公布实验项目，认真指导学生预习。力学实验中心开设基础型力学实验项目共9个（见附表一）、除部分基础型实验项目规定必须选择外，不同的专业的学生，可依据所学专业的需要和自己的兴趣、特长，从实验中心开设的实验项目中进行自主选择、组合，充分体现了以人为本、以学生为主体的自主式教学理念。我们要求学生每次实验前，根据实验指导书中的要求做好充分的预习，要求学生了解本次实验的目的，实验内容及测试方法，并写出预习报告，对提高实验质量起到了保证作用。 附表一：基