材料力学实验教学体系情况

1、材料力学实验教学体系情况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

2、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。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

3、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。 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

4、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。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

5、环节中我们做法是：（1）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：基础型力学实验项目序号实验项目名称学时每组人数备注1金属材料拉伸和压缩实验25必做2弹性模量和泊松比测定12必做3金属材料扭转破坏实验25必

6、做4梁弯曲实验21必做5主应力测量21必做6剪切弹性模量测定实验12必做7压杆稳定实验22演示8纯弯曲疲劳实验110演示9冲击韧性实验110演示（2）增加实验分组数。我们认为提高学生动手能力的关键是为他们创造更多的机会去实践，个个亲自动手操作，不再是“观察员”。这就要求我们增加实验分组数，使每个实验小组人数尽量减少。从2003年开始，我们力学实验中心逐步实行由原来的78人一组改为12人一组，如弹性模量的测定试验，三个电测实验，做到一人一组。由于同学们课前预习做得比较认真，积极性也很高。大家反映，经过几次实验后，对常规仪器的使用基本上掌握了。（3）把好考试关。我们把材料力学实验课的考试纳入了材料

7、力学理论课程考试之中，在同学们上第一次实验课时，由任课教师公布实验课的考试规定。即主要采取实验全过程的评价方法，实验预习占20（教师课前检查），实验操作过程占40（教师现场记载），实验报告占40（教师课后评阅）。这样做的目的是让学生重视实验课，杜绝那种不上实验课，抄袭他人实验报告的现象，提高了同学们的自觉性。2.2第二个步骤同学们已学习了材料性能的试验，接桥试验、弯曲正应力及主应力的测试，初步掌握了常规仪器的使用及静态应力的测试方法，为此我们设计了理论与实际相结合的课程综合性的力学实验。为此共设计可实现实验项目8项（见附表二），有些实验项目与工程实际结合紧密，有一定的难度。 附表二：综合综合力

8、学实验项目序号实验项目名称学时每组人数备注1组合梁弯曲实验22不同材料、不同方式的组合2弯扭组合薄壁管筒内力素测量42利用电测桥路组合测定弯矩、扭矩3偏心拉伸实验212不同材料、不同位置的拉伸5应变片在电桥中接法实验212学习1/4桥、半桥、全桥连接组桥6梁-桁架电测实验42采用不同约束方式7开口薄壁梁弯曲实验42弯曲中心测定8小钢架实验423将电阻应变测试技术应用结构测量根据以上实验项目具体实施办法如下：（1）制定了实验内容、实验步骤、实验目的、基本要求，派两名有经验的教师和两名实验技术人员参加。（2）指导教师介绍测试原理和方法，同学们自己实验方案初稿，老师认可后可以接线、调仪器，进行相关仪

9、器的测量。（3）整理实验结果，教师和学生一起分析讨论，学生提出实验中的问题，老师解答，最后，学生以论文的写作方式提交总结报告。2.3第三个步骤机械类本科生在大学学习期间，经过以上两个环节的训练后，可以进行一般的工程测试。在这个基础上，引导学生利用已掌握的材料力学理论知识和实验技能开发一些小产品，制作实验装置，进行研究应用型力学实验项目，启迪同学们的创新思维，提高独立解决工程实际问题的能力。为了实现既定目标，从科研和工程实际中提炼了一些实验项目，为第三个层次的实验教学改革提供了保证。3材料力学开放实验教学为了有效利用和挖掘实验室资源条件，充分发挥实验室在实施素质教育以及高新技术开发和科技成果转化

10、中的重要作用，为鼓励支持学生在课余时间参加开放实验教学、科研和各类社会活动，提高实验教学水平，进一步加强素质教育。本材料力学实验室积极探索推行全天候开放政策，为学生和教师提供良好的实验教学和科学研究平台，做到时间开放、实验内容开放、实验设备开放。3.1开放实验室的任务 实验室在完成正常教学、科研任务的前提下，应利用现有师资力量、仪器设备、实验室等资源，向本科生、研究生、教师及外单位相关人员开放，提高实验室及仪器设备的利用率，最大限度地发挥实验教学资源的效能。3.2开放实验室的面向对象1）向全校各专业本科生、研究生开放，为他们提供科研工作所需的实验室、仪器设备等资源。2）向外校、外单位相关专业学

11、生开放。为他们提供实验课程所需的实验室、仪器设备等教学资源。3 ）向社会开放。充分利用中心各种资源为企事业单位提供检测、分析等服务。对科研技术人员、实验室管理人员进行职业培训。 3.3开放实验室的管理 1）组织管理 开放实验室的管理由实验室主任全面负责。实验室工作人员负责开放实验项目的审查，具体实施计划，以及实验项目的结题工作，并做好实验项目的记录。2）开放项目管理 实验开放内容要贯彻“因材施教、讲求实效”的原则。根据学生的不同层次和要求，确定开放内容。开放实验内容主要包括：设计性、综合性和研究性实验，小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；提倡学生自拟实验课题，鼓励学生参与解决生

12、活和生产活动中的实际问题。 开放实验题目必须由实验室审批后备案。开放实验题目可由实验室提供，供学生选择。也可自行设计，经实验室组织相关人员审查批准后方可进行。开放题目的实验记录要由实验室存档。 3）开放人员管理进入开放实验室后应严格遵守实验室的各项规章制度，在实验指导教师、实验技术人员的指导下，进行实验活动。 对违反实验中心规章制度，并拒不接受管理的开放人员，实验中心有权停止其实验项目的实施。由此引起的一切后果由开放人员负责。学生在实验项目完成后，应向实验室提交实验报告或论文等实验结果。实验室应及时做好开放实验教学的总结与交流工作，以促进学生实验小组之间的沟通，分享实验成果和心得体会，培养学生

13、的口头表达和报告能力。实验室须做好成果收集和论文推荐发表工作。4）经费管理 本院学生利用开放时间进行实验，不论是选择实验室提供的实验题目还是自行设计实验题目，在实验室仪器设备条件允许的情况下，经指导教师审核，实验室主任审批后，原则上不收费用。非本院学生，选择开放实验题目，按每个实验规定收费；自行设计的实验，按实验成本收费。外单位开放人员的实验课程、技术培训、样品测试等按规定收费或按实际情况收取实验成本费。3.4使用开放实验室的程序使用开放实验室必须填写使用开放实验室申请表， 由实验室主管人员审查后交实验室主任审批，并按规定交实验经费后，方可进入实验室。开放实验题目由实验室工作人员负责审查并安排进入实验室的具体时间。进实验室后先由实验室工作人员对开放人员进行所需仪器设备的使用培训和实验室管理、安全教育，然后方可进行实验。力学实验作为独立的、探索性的教学环节，具有自身的规律、理论和特点。我们在实施三层次模块化材