材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系情況

1、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系情況力學(xué)實(shí)驗(yàn)是力學(xué)知識(shí)體系的重要組成部分，既是建立力學(xué)基本理論的基礎(chǔ)和驗(yàn)證理論正確性的方法，又是工程研究不可缺少的必要手段。材料力學(xué)課程則是一門(mén)從剛體力學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)入到變形體力學(xué)研究領(lǐng)域的門(mén)檻課程，例如，在中學(xué)物理、大學(xué)物理和大學(xué)理論力學(xué)中對(duì)客觀物質(zhì)進(jìn)行了剛化處理，認(rèn)為物質(zhì)是不可變形的固體，而材料力學(xué)及其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是研究變形固體，有眾多的工程背景和廣闊的研究領(lǐng)域，是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的一次飛躍。同時(shí)它又是理工科院校的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，通常稱(chēng)它為基礎(chǔ)理論過(guò)渡到實(shí)踐應(yīng)用的橋梁。為適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型高素質(zhì)人才的需求，我們對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教

2、學(xué)進(jìn)行了改革。改革的總體思路：堅(jiān)持“育人為本，學(xué)術(shù)至上”的辦學(xué)理念，面向培養(yǎng)創(chuàng)新型人才需要，提高力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般應(yīng)有三個(gè)功能。一是驗(yàn)證功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解、驗(yàn)證和鞏固力學(xué)理論教學(xué)的內(nèi)容，以獲得知識(shí)，二是技能訓(xùn)練功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到力學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和動(dòng)手能力，三是探索研究功能，通過(guò)獨(dú)立選題、設(shè)計(jì)、觀察、記錄、數(shù)據(jù)處理、歸納分析，探索和發(fā)現(xiàn)新的力學(xué)現(xiàn)象，以獲得研究成果，同時(shí)得到科研能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。根據(jù)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本任務(wù)，我們從優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生的能力和素質(zhì)的角度，從加強(qiáng)創(chuàng)新

3、精神、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的高度，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的整體框架、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排與設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整和改革，構(gòu)建了與材料力學(xué)理論教學(xué)既相對(duì)獨(dú)立又有機(jī)結(jié)合的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。新體系的重點(diǎn)打破原有的實(shí)驗(yàn)框架，設(shè)置了三層次多模塊的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，由基礎(chǔ)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)、課程綜合力學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究應(yīng)用型力學(xué)實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次構(gòu)成，分三個(gè)步驟實(shí)施，逐漸深入，構(gòu)建了三層次模塊化材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。 1 構(gòu)建三個(gè)層次模塊化的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系第一層次：基礎(chǔ)性力學(xué)實(shí)驗(yàn)。由驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)組成，目的是加深對(duì)力學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和力學(xué)原理的理解，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本操作與使用方法的訓(xùn)練，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析能力的培養(yǎng)。第二

4、層次：課程綜合力學(xué)實(shí)驗(yàn)。目的是強(qiáng)化分析力學(xué)機(jī)理和解決力學(xué)問(wèn)題的能力。同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)；提高學(xué)生的動(dòng)手能力。 第三層次：研究應(yīng)用性力學(xué)實(shí)驗(yàn)。目的是開(kāi)闊眼界，架設(shè)理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁。強(qiáng)調(diào)從科研和工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和凝練力學(xué)問(wèn)題、獨(dú)立提出解決方案并付諸實(shí)施能力的培養(yǎng)。2材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的內(nèi)容和實(shí)施步驟2.1 第一個(gè)步驟通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)常規(guī)儀器的使用，觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種現(xiàn)象和結(jié)果，作一些簡(jiǎn)單的分析和數(shù)據(jù)處理，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這個(gè)是使學(xué)生獲得了基本的實(shí)驗(yàn)技能，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)非常重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的前提。在這個(gè)

5、環(huán)節(jié)中我們做法是：（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)。力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共9個(gè)（見(jiàn)附表一）、除部分基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定必須選擇外，不同的專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，可依據(jù)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的需要和自己的興趣、特長(zhǎng)，從實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行自主選擇、組合，充分體現(xiàn)了以人為本、以學(xué)生為主體的自主式教學(xué)理念。我們要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的要求做好充分的預(yù)習(xí)，要求學(xué)生了解本次實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)試方法，并寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量起到了保證作用。附表一：基礎(chǔ)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)學(xué)時(shí)每組人數(shù)備注1金屬材料拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)25必做2彈性模量和泊松比測(cè)定12必做3金屬材料扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)25必

6、做4梁彎曲實(shí)驗(yàn)21必做5主應(yīng)力測(cè)量21必做6剪切彈性模量測(cè)定實(shí)驗(yàn)12必做7壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)22演示8純彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)110演示9沖擊韌性實(shí)驗(yàn)110演示（2）增加實(shí)驗(yàn)分組數(shù)。我們認(rèn)為提高學(xué)生動(dòng)手能力的關(guān)鍵是為他們創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)去實(shí)踐，個(gè)個(gè)親自動(dòng)手操作，不再是“觀察員”。這就要求我們?cè)黾訉?shí)驗(yàn)分組數(shù)，使每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)盡量減少。從2003年開(kāi)始，我們力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心逐步實(shí)行由原來(lái)的78人一組改為12人一組，如彈性模量的測(cè)定試驗(yàn)，三個(gè)電測(cè)實(shí)驗(yàn)，做到一人一組。由于同學(xué)們課前預(yù)習(xí)做得比較認(rèn)真，積極性也很高。大家反映，經(jīng)過(guò)幾次實(shí)驗(yàn)后，對(duì)常規(guī)儀器的使用基本上掌握了。（3）把好考試關(guān)。我們把材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的考試納入了材料

7、力學(xué)理論課程考試之中，在同學(xué)們上第一次實(shí)驗(yàn)課時(shí)，由任課教師公布實(shí)驗(yàn)課的考試規(guī)定。即主要采取實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的評(píng)價(jià)方法，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占20（教師課前檢查），實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程占40（教師現(xiàn)場(chǎng)記載），實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40（教師課后評(píng)閱）。這樣做的目的是讓學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課，杜絕那種不上實(shí)驗(yàn)課，抄襲他人實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象，提高了同學(xué)們的自覺(jué)性。2.2第二個(gè)步驟同學(xué)們已學(xué)習(xí)了材料性能的試驗(yàn)，接橋試驗(yàn)、彎曲正應(yīng)力及主應(yīng)力的測(cè)試，初步掌握了常規(guī)儀器的使用及靜態(tài)應(yīng)力的測(cè)試方法，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了理論與實(shí)際相結(jié)合的課程綜合性的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。為此共設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目8項(xiàng)（見(jiàn)附表二），有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與工程實(shí)際結(jié)合緊密，有一定的難度。 附表二：綜合綜合力

8、學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)學(xué)時(shí)每組人數(shù)備注1組合梁彎曲實(shí)驗(yàn)22不同材料、不同方式的組合2彎扭組合薄壁管筒內(nèi)力素測(cè)量42利用電測(cè)橋路組合測(cè)定彎矩、扭矩3偏心拉伸實(shí)驗(yàn)212不同材料、不同位置的拉伸5應(yīng)變片在電橋中接法實(shí)驗(yàn)212學(xué)習(xí)1/4橋、半橋、全橋連接組橋6梁-桁架電測(cè)實(shí)驗(yàn)42采用不同約束方式7開(kāi)口薄壁梁彎曲實(shí)驗(yàn)42彎曲中心測(cè)定8小鋼架實(shí)驗(yàn)423將電阻應(yīng)變測(cè)試技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)測(cè)量根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具體實(shí)施辦法如下：（1）制定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、基本要求，派兩名有?jīng)驗(yàn)的教師和兩名實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參加。（2）指導(dǎo)教師介紹測(cè)試原理和方法，同學(xué)們自己實(shí)驗(yàn)方案初稿，老師認(rèn)可后可以接線、調(diào)儀器，進(jìn)行相關(guān)儀

9、器的測(cè)量。（3）整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師和學(xué)生一起分析討論，學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，老師解答，最后，學(xué)生以論文的寫(xiě)作方式提交總結(jié)報(bào)告。2.3第三個(gè)步驟機(jī)械類(lèi)本科生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練后，可以進(jìn)行一般的工程測(cè)試。在這個(gè)基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用已掌握的材料力學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能開(kāi)發(fā)一些小產(chǎn)品，制作實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行研究應(yīng)用型力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，啟迪同學(xué)們的創(chuàng)新思維，提高獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。為了實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，從科研和工程實(shí)際中提煉了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為第三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了保證。3材料力學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了有效利用和挖掘?qū)嶒?yàn)室資源條件，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在實(shí)施素質(zhì)教育以及高新技術(shù)開(kāi)發(fā)和科技成果轉(zhuǎn)化

10、中的重要作用，為鼓勵(lì)支持學(xué)生在課余時(shí)間參加開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研和各類(lèi)社會(huì)活動(dòng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育。本材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室積極探索推行全天候開(kāi)放政策，為學(xué)生和教師提供良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究平臺(tái)，做到時(shí)間開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)放。3.1開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的任務(wù) 實(shí)驗(yàn)室在完成正常教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，應(yīng)利用現(xiàn)有師資力量、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室等資源，向本科生、研究生、教師及外單位相關(guān)人員開(kāi)放，提高實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的利用率，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的效能。3.2開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的面向?qū)ο?）向全校各專(zhuān)業(yè)本科生、研究生開(kāi)放，為他們提供科研工作所需的實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備等資源。2）向外校、外單位相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)

11、生開(kāi)放。為他們提供實(shí)驗(yàn)課程所需的實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備等教學(xué)資源。3 ）向社會(huì)開(kāi)放。充分利用中心各種資源為企事業(yè)單位提供檢測(cè)、分析等服務(wù)。對(duì)科研技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)室管理人員進(jìn)行職業(yè)培訓(xùn)。 3.3開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理 1）組織管理 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理由實(shí)驗(yàn)室主任全面負(fù)責(zé)。實(shí)驗(yàn)室工作人員負(fù)責(zé)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的審查，具體實(shí)施計(jì)劃，以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)題工作，并做好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的記錄。2）開(kāi)放項(xiàng)目管理 實(shí)驗(yàn)開(kāi)放內(nèi)容要貫徹“因材施教、講求實(shí)效”的原則。根據(jù)學(xué)生的不同層次和要求，確定開(kāi)放內(nèi)容。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：設(shè)計(jì)性、綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)，小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)；提倡學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)課題，鼓勵(lì)學(xué)生參與解決生

12、活和生產(chǎn)活動(dòng)中的實(shí)際問(wèn)題。 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)題目必須由實(shí)驗(yàn)室審批后備案。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)題目可由實(shí)驗(yàn)室提供，供學(xué)生選擇。也可自行設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室組織相關(guān)人員審查批準(zhǔn)后方可進(jìn)行。開(kāi)放題目的實(shí)驗(yàn)記錄要由實(shí)驗(yàn)室存檔。 3）開(kāi)放人員管理進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室后應(yīng)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。 對(duì)違反實(shí)驗(yàn)中心規(guī)章制度，并拒不接受管理的開(kāi)放人員，實(shí)驗(yàn)中心有權(quán)停止其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施。由此引起的一切后果由開(kāi)放人員負(fù)責(zé)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后，應(yīng)向?qū)嶒?yàn)室提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文等實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)做好開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總結(jié)與交流工作，以促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組之間的溝通，分享實(shí)驗(yàn)成果和心得體會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生

13、的口頭表達(dá)和報(bào)告能力。實(shí)驗(yàn)室須做好成果收集和論文推薦發(fā)表工作。4）經(jīng)費(fèi)管理 本院學(xué)生利用開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不論是選擇實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)題目還是自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，在實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備條件允許的情況下，經(jīng)指導(dǎo)教師審核，實(shí)驗(yàn)室主任審批后，原則上不收費(fèi)用。非本院學(xué)生，選擇開(kāi)放實(shí)驗(yàn)題目，按每個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)定收費(fèi)；自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，按實(shí)驗(yàn)成本收費(fèi)。外單位開(kāi)放人員的實(shí)驗(yàn)課程、技術(shù)培訓(xùn)、樣品測(cè)試等按規(guī)定收費(fèi)或按實(shí)際情況收取實(shí)驗(yàn)成本費(fèi)。3.4使用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的程序使用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室必須填寫(xiě)使用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)表， 由實(shí)驗(yàn)室主管人員審查后交實(shí)驗(yàn)室主任審批，并按規(guī)定交實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)后，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)題目由實(shí)驗(yàn)室工作人員負(fù)責(zé)審查并安排進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的具體時(shí)間。進(jìn)實(shí)驗(yàn)室后先由實(shí)驗(yàn)室工作人員對(duì)開(kāi)放人員進(jìn)行所需儀器設(shè)備的使用培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)室管理、安全教育，然后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。力學(xué)實(shí)驗(yàn)作為獨(dú)立的、探索性的教學(xué)環(huán)節(jié)，具有自身的規(guī)律、理論和特點(diǎn)。我們?cè)趯?shí)施三層次模塊化材