加强材料力学实验教学改革提高学生创新能力

陈振 孙红旗 佳木斯大学机械工程学院，佳木斯 154007

加强材料力学实验教学改革提高学生创新能力

陈振 孙红旗 佳木斯大学机械工程学院，佳木斯 154007

本文围绕材料力学实验教学中存在的问题，从更新实验设备，改革实验内容，转变教学观念等方面提出了自己的具体措施和建议，培养学生的动手能力，探索能力和创新能力。

材料力学；实验；创新能力

21世纪，知识经济时代的到来，高科技产业的迅猛发展，对大批具有创新精神和创造能力的人才的需求，越来越高。因此，加强对学生创新能力的培养已经成为高等教育改革的重要任务，与课堂教学相比较，实验教学更有利于学生的动手能力、探索能力和创新能力的培养。实验室是让学生学会从实践中发现问题，解决问题和将已有知识运用到实际中去的场所，是培养高素质的具有创新能力的科学研究与应用型人才的实践基地。近几年来，结合我们学校的教学评估和教学改革，在材料力学实验教学中，从更新实验设备，改革实验内容，转变教学观念等方面进行了一系列的改革与实践，并取得了一定的教学效果和经验。

一、更新实验设备，提高学生动手能力和综合能力

材料力学试验室原有液压式万能试验机三台，用于学生对材料力学性能的测试，由于年代久远，已不能满足目前的试验要求。学校投资对设备进行了改造，购买了新的电子万能试验机。新的实验设备，提高了实验精度，实现了实验数据的自动采集、分析和存储，并按材料力学实验指导书的格式输出打印实验报告，并可以给出整个实验过程的力与变形关系曲线和电子表格数据，增强了学生对材料拉伸与压缩过程的感性认识。体现了试验技术的自动化，大大提高了实验教学的水平，增加了学生参与试验的兴趣，有利于学生创新能力的培养。

二、改革实验内容，增加创新型和设计性实验

材料力学试验主要有材料拉伸试验、压缩实验，园轴扭转实验，弹性系数测定实验，纯弯曲梁的正应力测定实验等基本实验。对于基本实验，应加强气思考性和启发性，增加学生动手能力、动脑机会，加入研究性内容。例如，在金属拉伸实验前，让学生预习为什么采用标准试件；实验中思考什么时间产生屈服，什么时间产生强化；在实验结束后，思考铸铁的破坏方式和原因。通过提问增强学生通过实验发现问题、研究问题、获取新知识的能力。

增加选择性实验，如各类支承压杆临界力测定的实验，复合材料拉伸试验，组合梁应力分析实验。引入反映现代科技成果，诸如新材料、新的结构形式、新的试验方法和试验技术的新实验，使得力学基本实验富有现代信息、增强学生适应新世纪社会和科学进步的能力。

开设一些具有探索性和设计性实验。例如，在给学生演示金属材料的疲劳试验时，让学生思考为什么在应力小于材料的屈服极限下，材料也会发生破坏；复合材料和非金属材料是否也有疲劳破坏；列举工程中材料疲劳破坏的例子。让学生在实验中发现问题、解决问题，通过实验获得书本上没有的结论，加强学生实验技能，培养创新性和创新精神。

三、提高实验教学手段，激发学生学习兴趣

实验手段的改革是实验教学改革的重要组成部分。随着计算机在各个领域的广泛应用，将多媒体手段引入到实验教学中尤为重要，多媒体课件具有交互性、灵活性、重复性等特点，加大了知识的传授量，将一些在实验室无法观察到的实验细节，通过多媒体直观的展示给学生。还可以采用虚拟实验教学模式。利用多媒体技术，制作实验CAI课件，将材料力学实验内容全部模拟完成，建立材料力学模拟试验间。这样既开阔了学生视野，又在短时间内增加了课堂信息，调动了学生对实验的兴趣，提高了实验教学效果。

四、改革实验教学方法，发挥学生的主体作用

教学方法的改革也是实验教学改革必不可少的内容，启发、参与式教学有利于学生对知识的理解，激发学生的兴趣。以往的实验大多数都停留在验证性实验上。验证性实验教学目的是：为理论教学中某个规律进行试验验证。验证性实验教学的手段多采用教师和实验室老师辅助学生完成实验，只要达到验证理论的目的就可以使学生观察到该想着就算完成试验教学。验证性实验教学的方式多采用一组很多学生，只要有部分学生完成试验即可，大大减少了学生动手的机会，同时也是一些学生产生依赖心理，在实验前不预习，实验中缺乏目的性，试验后抄袭实验数据和报告。这种试验方法虽然能使学生对课堂所学知识有一个感性认识，但很难通过实验教学达到培养学生试验能力和动手能力的目的。为了增加学生动手和动脑的机会，我们将每个实验小组的实验人数减少。实验中教师进行指导和监督，让学生自己完成从测量、加载到读取数据的全过程，每位学生都可以发挥自己的特长，承担实验的一部分工作，独立完成实验报告，这样，在实验教学中就突出了学生实验的动手性和独立性，也将实验教学目的有原来的“验证理论性质”为主改革为以“阶段性培养学生动手试验的能力”为主，验证理论性为辅。

充分发挥学生在实验中的主体作用，让学生参与到实验中来，是提高实验教学效果的重要措施。首先抓好学生试验前的预习。准备实验，教师提出一些问题，引导学生思考，使学生对所做实验的原理、实验步骤有初步的了解，减少实验的盲目性。同时在实验的过程中，尽量让学生动手操作，指导学生观察、分析实验现象，启发学生将其相关实验进行比较。启发学生自己设计实验方案，用最佳的实验手段进行实验研究。

综上所述，材料力学实验教学改革是一个复杂而系统的工程，也是一个充满艰辛和刺激的挑战。只有将现代化的教学手段与传统的教学设备结合起来，把先进的科学技术与实验教学金额和起来，把培养学生的创新能力放在首位，充分调动一切积极因素，才能提高学生的积极性、提高实验教学效果，培养学生动手能力和创新能力，为培养高素质人才打下坚实的基础。

[1]赵卿敏.创新能力的形成与培养[M].武汉：华中科技大学出版社.2002

[2]李会侠.理论力学实验教学改革的探索与实验[J].实验技术与管理.2002，10

陈振（1972— ），工程硕士，副教授佳木斯市社科联项目（10121）。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.149