摘要 針對材料力學實驗教學的不足之處,提出提高材料力學實驗教學質量的新措施。實踐證明,新措施有助于實驗教學質量的提高和學生工程素質的培養(yǎng)。
關鍵詞 材料力學;實驗教學;教學改革
中圖分類號 G642.423 文獻標識碼 A 文章編號 1671-489X(2008)12-0049-01
材料力學實驗是材料力學課程組成部分之一,是一門實踐性很強的課程。材料力學的結論和理論公式的驗證,都有賴于實驗手段。做材料力學實驗主要是為了掌握常用的力學測試技術,通過各種實驗,全面了解材料的機械性能,為學生今后的深造和工程實際應用打下牢固的基礎;然而現(xiàn)行的教學模式存在著一些問題。為此,必須加強對學生進行實驗設計、實驗方法、實驗技能的培養(yǎng)、訓練,提高學生的動手能力,激發(fā)他們的學習興趣。筆者在平時的教學實踐中做了一些探索,以期提高實驗教學質量。
1 課前預習
預習是上好每一堂課的前提,實驗也不例外。因此,實驗前,筆者要求學生閱讀教材和實驗指導書,明確實驗目的、要求、重點、難點,以及容易忽視的問題。在實驗中采取提問方式,筆者和學生共同分析、討論,然后動手操作,完成實驗。這種預習方式使學生對實驗內容的理解更為深入,對實驗操作做到心中有數,從而提高了實驗質量。整個過程通過以下幾個步驟進行:第一,筆者在理論教學中對實驗所涉及的內容予以交代,并適當提出一些問題;第二,學生根據實驗任務查閱相關資料,分析討論,了解實驗過程及實驗設備的使用;第三,學生到實驗室后,讓學生進一步明確實驗要求,強調實驗注意事項。
2 增加綜合型實驗項目
長期只讓學生進行驗證性、操作型實驗,學生在實驗過程中只是被動地記錄數據,以至于不善于將理論知識與實踐活動有機地結合起來,在面對工程實際問題時不能應對。鑒于此,筆者開設了測定在組合作用下的薄壁圓筒表面上任一點的應力,并與理論值相比較的綜合型實驗——電測主應力實驗,收到較好效果。
3 開放實驗室
為了進一步提高學生的實驗能力,激發(fā)他們的創(chuàng)新能力,實驗室全面向學生開放。既在實驗時間和儀器設備上開放,還結合課程內容向學生開放。開放實驗室主要是全方位地讓學生自己進行實驗,在整個實驗過程中,教師可根據學生的學習程度和實驗條件,布置學生所感興趣的實驗內容,讓學生根據實驗要求自行制定實驗方案,并獨立完成整個實驗。教師最后總結,幫助學生發(fā)現(xiàn)問題,并把握處理問題的指導思想和技巧,從而激發(fā)和培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。同時提高了儀器設備的使用率。但學生在實驗前要先征得教師許可,教師要對實驗內容的可行性嚴格審查,必要時給予一定指導。
4 注重工程素質的培養(yǎng)
材料力學實驗教學目的之一是為了開闊學生的工程實踐思路,樹立工程意識,使學生掌握測試性能的一般設計思想和操作技能,提高分析問題和解決工程實際問題的能力。例如應力測量實驗,主要是應用電阻應變測量技術(簡稱電測法),測量力學實驗裝置或簡化的工程結構的一種以應力、應變測試和分析為內容的實驗。電測法是實驗應力分析中應用較為廣泛的一種行之有效的方法,是解決工程強度問題的重要手段,具有原理簡單、精度高、易于操作、實驗周期短等優(yōu)點[1]。因此,這種方法在工程實際測量中得到廣泛的應用。
在實驗操作中,應注重培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度,避免更改和主觀臆造實驗數據的現(xiàn)象發(fā)生。例如在電測彎曲正應力實驗中,為了測量橫截面上的正應力分布,在梁的中性層、在距中性層正負10 mm處、在梁的上下邊緣等5個測點上分別粘貼電阻應變片。在實驗時,5個測量點的實測值與理論計算的數值不完全相符,實測的正應力分布規(guī)律總不嚴格呈線性,中性層的正應力不嚴格為零。有的學生為了湊成線性規(guī)律而擅自修改數據。教師應與學生一起分析找出誤差的原因,并以施工現(xiàn)場的實測例子,說明工科學生必須具備嚴謹求實的科學態(tài)度,具備工程技術人員起碼的基本工程素質。
5 結語
以上措施,經過近2年的實踐證明,可以有效激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的動手能力,改善材料力學實驗教學質量。
參考文獻
[1]劉鴻文,材料力學實驗[M].北京:高等教育出版社,1999