应用型本科院校材料力学实验教学改革的探讨

朱街禄兰美娟

(1.江西科技学院机械工程学院，江西南昌 330098; 2.江西科技学院图书馆，江西南昌 330098)

应用型本科院校材料力学实验教学改革的探讨

朱街禄1兰美娟2

(1.江西科技学院机械工程学院，江西南昌 330098; 2.江西科技学院图书馆，江西南昌 330098)

针对应用型本科院校材料力学实验教学的现状，提出了重视验证性实验改进实验课程的教学方法和教学模式、加强实验室的建设、建立科学合理的实验考核方式等教学改革措施，以提高学生学习的积极性，为后续课程打下较好的力学基础。

应用型本科，材料力学，实验，教学改革

在工科各专业的课程设置中，材料力学占据较为重要的地位，该课程具有较强的应用性。材料力学是研究杆件材料的拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲等基本变形的学科，材料力学实验是该课程的重要组成部分，它可以加深学生对课程基本概念和基本理论的掌握，也可以帮助学生培养分析工程问题、利用相关理论知识解决工程问题的能力。另外，还可以帮助学生理解如何通过工程现象通过简化得到的力学模型，再通过实验验证理论知识。由此可知，材料力学实验具有十分重要的意义，是一门来源于工程实践，又服务于工程的学科。该课程对于培养学生的工程实践能力、创新精神具有重要的意义。

1 当前材料力学实验教学中存在的问题

实验教学和实际工程脱轨。当前开设的实验教学规模较小、设备简单，与国际的力学实验教学规模存在差距。对于工科大学生而言，如果在大学期间能接触到桁架、刚架等工程中常见构件，对于培养大学生的工程能力具有十分重要的意义。开设的实验内容主要是理论性的验证实验。主要是金属材料如低碳钢和铸铁的拉伸(压缩)、剪切和扭转等基本变形以及梁的弯曲应力实验。其实验内容较单一且形式较固定，和实际工程的联系不强，导致学生的学习兴趣和积极性不高。

高校扩招后，各高校的在校生数量迅速增多，而实验室场地及实验设备并没有增加，不能满足正常的使用要求。导致在实验课中能动手操作的机会少，大多数学生只能观察老师或者同学操作，以致有学生对待实验课程较敷衍且实验报告抄袭现象严重。此外，实验仪器和实验设备老化现象严重，有的已不能满足正常的实验教学，这些都影响了实验课程的授课效果。

在实验课程结束后，很多学生觉得教学任务完成了，不重视实验数据的分析处理，且同学之间相互抄袭实验结果的现象严重，缺少实验结果数据分析环节。在实验课程教学中，实验数据的分析处理也是一个重要的环节，要求学生处理完实验数据后与理论结果分析比较，找出实验的误差原因，学会将理论结果和实际结果的分析比较，找出影响实验精确度的原因，以便更好地将理论知识应用于工程实践中。

2 材料力学实验的教学改革探索

2.1 重视验证性实验，培养学生创新能力

在材料力学实验的教学设置中，验证性实验占据了重要的环节，它较传统，也是常见的实验。学生应通过验证性实验加深对基础知识的理解，掌握力学实验的基本技能。但是，在教学过程中突出强调培养大学生创新意识，导致忽视验证性实验的重要性，认为只有探究性实验才是科学探索，从而把验证性实验放在无关紧要的地位。在传统的力学实验中，验证性实验确实存在教学内容单一的情况，学生在实验中按照实验教材按部就班进行操作就可以完成实验，得到实验数据，确实存在一定的弊端。我们在教学实践中，在验证性实验上进行了一定的探索。例如弹性模量是材料力学中一个重要的概念，测验金属材料的弹性模量是验证性实验中一个主要教学内容。以往在实验项目上，一般是学生在万能试验机上测量低碳钢的应力和应变，然后根据胡克定理得到该材料的弹性模量。教师在试验机上边操作边讲解，重点是实验操作和注意事项，但忽视了实验的目的和原理的讲解。这样学生仅仅知道如何测定材料的弹性模量，但对于知识点的来源和理论基础却没有涉及，这种实验教学方式不利于培养学生的创新意识。其实验证性实验需要教师和学生共同配合才能完成，教师需要在实验中积极调动学生的积极性，通过验证性实验加深学生对相关概念的理解和掌握，近年来我们在验证性实验的教学中进行了一些探索，取得了较好的效果。

2.2 设计一些综合性实验，培养学生的创新能力

力学课程在各专业中处于基础课程地位，可结合该课程和一些专业基础课程设计出一些综合性、创新性实验。如土木工程专业，我们将《材料力学实验》和《土木工程材料》两门课程实验进行有机结合，设计了混凝土试块强度测量实验。由学生进行材料配合比实验设计出混凝土试块，在进行不同周期的养护实验后，分别对其强度进行测量。在该实验中，学生巩固了材料的配合比概念，了解了混凝土在不同的养护周期后其强度的变化规律，还了解了混凝土作为一种脆性材料其抗拉和抗压强度的差异。通过设计一些类似性的综合性实验，突出了力学课程的基础地位，同时和专业基础课程进行了有机结合，培养了学生的创新能力。还可以在教学中引入新材料、新建筑结构类型、新的实验技术，针对优秀的学生和有实验天赋的学生开设，开阔他们的视野，让他们了解专业前沿的发展动向，紧跟学科的发展方向。培育学生在高新技术应用、创造力发挥方面的能力，帮助他们为今后的学习深造打下一定的基础。

2.3 改进实验课程的教学方法和教学模式

该课程可以采用引导式、启发式、合作式等类型的教学方法，课程的教学以学生独立自主的分析和操作为主，任课老师的教学为辅。

在实验教学的过程中，可尽量采用引导和启发学生对实验方法和实验原理进行思索，教师可帮助学生自主完成相关实验。

在以下实验中如综合性实验、设计类实验及工程创新类实验中，实验老师只需提出实验的要求，对学生提供实验仪器和实验工具，在实验方案设计、结构设计、实验数据测量到最后实验数据处理和误差分析等环节均可由学生自主完成，让学生独立和个性化地完成实验操作过程，对提出创新性实验方案的同学应给予鼓励。

多媒体技术在近年来得到了迅速的发展，将它应用于教学中具有教学直观、传播信息量大的特征。将多媒体教学引入到力学实验中，可解决课程学时不足但实验内容较多的矛盾。利用好多媒体既可以提高课程的教学效果，还可以丰富教学过程。将传统的实验教学与现代信息技术进行有机结合，将两者的特长进行了充分的发挥，可大大提高教学质量。

2.4 加强实验室的建设，培养优秀的实验老师

力学实验的顺利进行，离不开实验室和实验老师。建设现代化的力学实验室对于促进力学实验的教学改革具有重要的意义。需要结合发展购置先进的实验设备，学校需要加强对实验室建设的投入力度。要提高力学实验的教学水平，具有高标准的检测设备，使得实验室符合国家相关教学要求，就必须不断更新实验仪器和设备。此外，还要提高力学实验教师的综合素质，新聘教师普遍是刚毕业的硕士研究生，他们具有较高的理论水平，但是普遍缺乏工程实践经验。工科各专业的实践性普遍较强，缺乏工程实践经验的老师显然不符合实验教学的要求。为了培养具有一定实践能力的“双师型”教师，可以安排力学实验老师到工程现场或者到有关高校学习，提高业务水平。还要不断提高力学实验老师的工资待遇水平，做到待遇、事业留人。而且还要改变传统观念，对于实验老师在职称评定、职务晋升等方面考虑到其工作岗位的特殊性适当给予照顾，这样才能建立一支稳定的实验教师师资队伍，才能不断提高力学实验教学水平。

2.5 探索建立科学合理的实验考核方式

力学实验考核主要是为了对学生的实验基本理论和正确操作实验的相关技能进行考核，必须建立科学合理的考核评价方式。科学合理的评价方式可以客观检验学生的实验学习情况以及公正客观地对力学实验教学的效果进行评价，同时也会给学生的学习积极性产生一定程度的影响。在力学实验课程的教学中，我们在注意对学生考试的结果进行科学评价的同时，还要重视学生对实验的参与程度进行评价，学生的每次实验成绩由以下组成，分别是出勤情况、对待实验的态度、动手操作能力、实验报告的撰写等。在实验总评成绩的计算中，我们将其分为考核成绩和平时成绩两部分。平时成绩的评定则根据该课程开设的实验难度以及综合设计类实验加权计算得到，其比值占总成绩的50%。考核成绩依据学生实验报告的撰写情况、仪器操作的能力、实验操作的创新性等内容加权得到，该项也占总成绩的50%。另外，为了提高学生对实验参与的积极性，提高学生对实验课程的重视程度，我们在考核课程的总成绩时，也参考实验成绩，如果实验成绩不合格，则该课程的总评成绩也不合格。通过相关的改革措施，学生普遍提高了对实验的重视程度，觉得力学实验是公共基础课程，对于今后专业课程的学习具有重要的影响。

3 结语

力学理论来源于工程实践的总结，同时力学知识在工程技术中有广泛的应用。《材料力学》实验对于培养工程人才具有重要的意义。在今后的教学探索中，还应着眼于学生在掌握相关的理论知识后，能否熟练运用所学理论知识去解决工程中的实际问题。本文总结了我们在以下几个方面进行的教学改革，分别是:重视验证性实验，培养学生创新能力、设计一些综合性实验，培养学生的创新能力、改进实验课程的教学方法和教学模式、加强实验室的建设，培养优秀的实验老师、探索建立科学合理的实验考核方式。实践证明，我们的教学改革是成功的。今后还将进行进一步的探索，提高教学质量，培养高素质的工程技术专业人才。

［1］ 李桂霞，钟建珍，王立虹.构建应用型人才培养模式的探索［J］.教育与职业，2005(20):11-12.

［2］ 于国清，杨 勇.高校土木工程专业培养方案落实研究［J］.武汉科技学院学报，2005(12):27-28.

［3］ 陈 俊，朱街禄.高职院校建筑力学课程教学的探索与实践［J］.山西建筑，2008，34(24):31-32.

Exploration and practice of the reform in the experimental teaching ofmaterialmechanics in applied undergraduate colleges

Zhu Jielu1Lan M eijuan2

(1．Mechanical Engineering College，Jiangxi University of Science＆Technology，Nanchang 330098，China; 2．Jiangxi University of Science＆Technology Library，Nanchang 330098，China)

In light ofmaterialmechanics experiment teaching status of applied undergraduate colleges，the paper puts forward teaching reform methods，such as emphasizing testing experiment，improving experiment curriculum teachingmethod and teachingmode，strengthening laboratory construction，and establishing scientific and rational experiment assessmentmethods，with a view to improve students’learning activity，which has laid a foundation for continuousmechanics learning.

applied undergraduate，materialmechanics，experiment，teaching reform

G642.0

A

1009-6825(2015)29-0235-03

2015-08-06

朱街禄(1982-)，男，硕士，讲师; 兰美娟(1982-)，女