基于低碳钢拉伸实验的材料力学实验教学改革研究

1、基于低碳钢拉伸实验的材料力学实验教学改革研究摘 要：为了提高材料力学实验教学质量，提高学生运用材料力学知识分析和解决问题的能力，提 出了针对土木工程专业材料力学低碳钢拉伸实验教学改革的具体措施，即自主编写实验教材，采用 探究式教学模式，结合科研课题展开材料力学知识学习，并采用到课率、预习效果、实验操作、实 验报告等四项内容进行综合考核。教学实践结果表明：通过材料力学低碳钢拉伸实验教学改革，材 料力学实验教学效果得到明显提高，学生的实践动手能力、科学研究能力、分析问题和解决问题的 能力以及工程素养都得到了提高关键词：材料力学；低碳钢拉伸实验；教学改革；综合考核材料力学是工科高校土木工程、机械工程

2、等专 业学生必修的基础课，其内容与工程实际紧密相 连，具有很强的实用性。它要求学生学习的理论知 识面向工程实践中的具体问题，其研究内容广泛， 包括各类工程结构中存在的受力、变形和破坏现 象。通过这门课程的学习，不仅可以学到材料力学 的理论知识，更重要的是掌握这门课程的分析方 法，能够将工程实际问题简化为力学模型，根据力 学模型建立数理方程，并将方程的数值分析结果返 回到实际当中进行分析和评价。材料力学在培养学 生确立工程概念、解决实际问题方面，发挥着重要 作用151低碳钢拉伸实验教学改革的必要性随着中国高等教育改革的不断深入，高等教育 体制和课程设置及学时分配都发生了重大变化，材 料力学的教学

3、课时数不断被压缩67在这种背景 下，传统的教学体系已暴露出许多不合理的地方， 主要表现在：教学方法落后、教学内容相对传统、 考核方式比较单一、实践教学环节比较薄弱等。这 些影响到了材料力学课程教学的开展，因此，进行 教学改革迫在眉睫8;13基于以上原因，为了适应新形势，进一步提高 教学效果，保证教学质量，我们首先从材料力学低 碳钢的拉伸实验进行教学改革，主要针对实验教 材、教学模式和考察方式三方面进行，以点带面， 进而全面推进材料力学的教学改革，以激发学生的 学习兴趣，进而提高教学质量。2低碳钢拉伸实验教学改革2. 1 编写实验教材为了更好地发挥实验指导作用，针对本校专业 设置特点、教学目标、

4、仪器设备等情况编写适合本 校使用的实验指导教材。在编写实验教材过程中， 参考了其他院校的实验教材，吸收借鉴他们的精 华，整合资源，为学生提供最合理的实验安排。编 写实验指导教材时需要注意两方面的问题：首先， 实验指导教材的内容应包括实验操作规范、实验设 备的原理及操作使用介绍、实验项目内容等。每种 类型的实验应该比学生实际需要完成的实验多，给 学生充分选择的余地。其次，实验内容和实验步骤 不用编写太细，避免学生做实验时跟着实验步骤一 步步走，这样很容易禁锢学生的思维，不利于学生 创造性思维能力的培养。我校土木工程专业编写了 材料力学实验教材，已在实验教学指导中使用两年 了，教学效果较好。2.2

5、 研究式教学，发挥讨论模式材料力学实验课讲授不好很容易变成枯燥的说 教，在授课的过程中，引用国内外针对材料力学应 用方面的科研课题，针对每个科研课题研究的目的 和方法，并结合研究的结果及意义分析等给学生进行全面介绍，把学生引入到材料力学的科研情景之 中，学生以研究者的角色进行思维模式的转换，鼓 励学生积极主动进行思考，针对课题中面临的问题 和采用的方法，让学生发表自己的见解，并与学生 一起分析所采用方法的优劣，这样学生将对整个课 题研究过程和研究思路形成更加深刻的认识。这样 就能充分调动学生的积极主动性，提高对材料力学 实验课程的学习兴趣和效率。2.3 精细化实验教学以往的材料力学实验教学过程

6、中，要求学生预 习相关的实验内容，但学生积极性不高，到实验室 后无从下手，预习效果不理想。现在要求学生上实 验课之前提交预习报告，随机提问，并进行评分。 检查完实验预习情况后，再进行实验内容讲解，引 导学生进入实验状态。图1实验机图2低碳钢拉伸试样几何参数测量为了提高学生的动手能力，将学生按34人一- 组进行分组，每次实验结束后，需要检查实验数 据，对学生的表现进行评定，教师要尽可能做到客 观、公正。在实验过程中，教师要仔细注意学生的 操作步骤，以便及时发现问题和纠正问题。撰写实 验报告时，学生除了对实验数据进行整理分析外， 还需要对预留的问题进行解答。在实验过程中遇到 的问题，也可在实验报告

7、中提出，最后由教师统一 解答。同时，实验报告里面需要注明小组每个人的 分工。实验报告的检查主要包括实验结果的正确性 和书写的规范性，要求图文并茂，认真分析，图1实验机图2低碳钢拉伸试样几何参数测量图5部分拉断后的低碳钢试样图6低碳钢拉伸实验曲线图1至图6为我校2017级土木工程专业学生进 行材料力学低碳钢拉伸实验时的照片，图1为实验 机，图2为学生在测量低碳钢拉伸试样的几何参数， 图3为学生在进行低碳钢的拉伸实验，图4为低碳 钢拉断时的照片，图5为部分拉断后的低碳钢试样， 图6图5部分拉断后的低碳钢试样图6低碳钢拉伸实验曲线2.4考查方式改革以往的教学中，材料力学实验成绩评定主要根 据学生的到课率和实验报告质量进行综合评定，这 样不能科学的评定学生的实验成绩。现在我们以到 课率、预习效果、实验操作、实验报告等四项内容 进行综合考核。3结语通过材料力学低碳钢拉伸实验的教学改革，全 面带动材料力学课程教学改革，不断完善实验条件 和努力提高教学质量是我们一直不断努力的方向。 通过材料力学低碳钢拉伸实验的教学改进措施，材 料力学实验教学效果得到明显提高，学生的实践动 手能力、科学研究能力、分析问题和解决问题的能 力以及工程素养都得到了提高。经过两轮材料力学低碳钢拉伸实验教学改革， 我校土木工程专业材料力学的教学改革取得了初步 成效，学生对材料力学