摘要實(shí)驗(yàn)課是材料力學(xué)教學(xué)中的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，它能幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)啟發(fā)學(xué)生積極思考培養(yǎng)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞實(shí)驗(yàn)思考題創(chuàng)造性思維

中圖分類號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

材料力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力變形規(guī)律，是建立滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求所需的條件，為既安全又經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)構(gòu)件提供科學(xué)的計(jì)算方法。構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性與材料的力學(xué)性能有關(guān)，而材料的力學(xué)性能需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。此外，工程上還存在著單靠理論分析尚難解決的復(fù)雜問(wèn)題，需要依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)解決。而材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)學(xué)科的重要組成部分，是材料力學(xué)理論的建立和發(fā)展的基礎(chǔ)。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容是要求學(xué)生除了完成規(guī)定的操作和數(shù)據(jù)處理外還必須完成一定數(shù)量的思考題，難度適宜而又能聯(lián)系實(shí)際的思考題，不僅可以充實(shí)基本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容啟發(fā)學(xué)生積極思考增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的深厚興趣而且對(duì)提高學(xué)生動(dòng)手能力分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有重要意義。因而，也是改革材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的措施之一。

1 編寫實(shí)驗(yàn)思考題的重要性

1.1 是培養(yǎng)學(xué)生能力的需要

實(shí)驗(yàn)課是材料力學(xué)教學(xué)中的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)。它不僅能幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)，而且要啟發(fā)學(xué)生積極思考培養(yǎng)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。所以，在實(shí)際教學(xué)中，除了要求學(xué)生掌握基本儀器設(shè)備的操作和實(shí)驗(yàn)技能外，還應(yīng)編寫一定數(shù)量的思考題，讓學(xué)生在課上或課后完成。從而促進(jìn)學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦，不僅知其然，而且知其所以然;不僅在課堂上積極思考而且課后也能帶著問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)造性思維，這對(duì)于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)智力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力有重要的意義。

1.2 是進(jìn)一步充實(shí)和更新基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的一種方法

目前許多院校使用的實(shí)驗(yàn)教材來(lái)看，基本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容多年變化不大。隨著實(shí)驗(yàn)力學(xué)的發(fā)展，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的充實(shí)和更新顯得尤為必要。在基本的實(shí)驗(yàn)中編寫實(shí)驗(yàn)思考題就是充實(shí)和更新其內(nèi)容的一種行之有效的方法。以往的教材中的思考題存在以下缺點(diǎn):一是分量不夠。往往是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟等敘述比較詳細(xì)，而思考題只有一兩道。二是內(nèi)容簡(jiǎn)淺和單調(diào)。如有的思考題僅是對(duì)操作方法和試驗(yàn)規(guī)則的重復(fù)。三是提出的問(wèn)題較籠統(tǒng)，針對(duì)性不強(qiáng)，不利于引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題的關(guān)鍵。因而，不能增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，也不利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。所以，編寫一定分量?jī)?nèi)容新穎、針對(duì)性強(qiáng)的思考題是充實(shí)基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)要求的一種可行性方法。

1.3 是一種經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)措施改革

對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，當(dāng)前已有不少獨(dú)到的見(jiàn)解和有成效的嘗試。諸如各院校又增加試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)性試驗(yàn)等等，但是這些都必須有足夠的人力物力為前提，既必須增加經(jīng)費(fèi)添置儀器設(shè)備，同時(shí)也要增加課時(shí)，對(duì)于一些教學(xué)條件有限的學(xué)院來(lái)說(shuō)，這的確不是一件容易的事，所以在基本實(shí)驗(yàn)中巧妙的加入一定分量的思考題，那么既可以充實(shí)和更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又能利用現(xiàn)有條件，促使學(xué)生多動(dòng)手，勤動(dòng)腦，可以達(dá)到開(kāi)發(fā)學(xué)生智力的目的，從而收到少花錢多辦事的效果，不失為一種經(jīng)濟(jì)的教學(xué)改革措施。

2 編寫實(shí)驗(yàn)思考題的要求和基本內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)思考題和一般的理論教學(xué)思考題有其共同之處，也各有特點(diǎn)，它不僅要求學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)來(lái)進(jìn)行理論上的分析推理，而且要通過(guò)實(shí)際操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所以它在內(nèi)容上和基本實(shí)驗(yàn)是緊密聯(lián)系的。在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)是使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果的一條有效途徑。因此，在實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生閱讀教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求，復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的理論，掌握實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，設(shè)計(jì)好記錄數(shù)據(jù)的表格。同時(shí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有針對(duì)性地給學(xué)生一些思考題。編寫實(shí)驗(yàn)思考題大致可分為以下三類:第一類是關(guān)于常用儀器設(shè)備的原理，使用和誤差分析方面的。例如常用的萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)和電阻應(yīng)變儀等，就應(yīng)通過(guò)編寫思考題，使學(xué)生更加深刻地了解使用方法和工作原理等，對(duì)使用中的關(guān)鍵問(wèn)題有深刻的印象。在拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)前，可以給學(xué)生提出這樣的一些問(wèn)題:萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)主要由哪幾部分組成?其工作原理是什么?使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的注意事項(xiàng)。在彎曲實(shí)驗(yàn)中可以給學(xué)生提出這樣一些問(wèn)題:電測(cè)法的基本原理是什么?它的主要優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?應(yīng)用范圍是什么?為什么要加溫度補(bǔ)償片?本實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)償片貼在哪里?第二類是拓展和加深基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面的。材料力學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)對(duì)鞏固和加深理論知識(shí)的理解很有幫助，這一類思考題大多屬于與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的原理與方法有關(guān)的新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如應(yīng)變片電橋的原理，構(gòu)件在各種不同荷載下的電測(cè)方法，應(yīng)變片的性能參數(shù)的測(cè)定，應(yīng)變片的粘貼與防護(hù)等。這些都可以在做完基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，利用現(xiàn)有裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生不增加負(fù)擔(dān)，卻增加了動(dòng)手的機(jī)會(huì)。第三類是有一定難度的較為復(fù)雜的思考題。學(xué)生必須綜合運(yùn)用已學(xué)會(huì)的材料力學(xué)知識(shí)才能解答。例如在完成測(cè)定材料彈性模量后安排的思考題:(1)為什么在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要運(yùn)用等量法加載測(cè)量?(2)為什么實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要把拉應(yīng)力控制在比例極限內(nèi)?(3)當(dāng)試件夾裝不正時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)有什么影響?如何克服?

3 如何指導(dǎo)學(xué)生完成思考題

實(shí)驗(yàn)課上以學(xué)生為主體，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要精講，突出重點(diǎn)，抓住關(guān)鍵，積極引導(dǎo)。這是一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的前奏，是實(shí)驗(yàn)成功與否的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。要想講精，要求知識(shí)正確，重點(diǎn)突出，語(yǔ)言精練，生動(dòng)活撥，盡量少講，點(diǎn)到為止，使學(xué)生有足夠的時(shí)間去獨(dú)立思考和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中編寫較多的思考題，指導(dǎo)老師必然要花更多的力氣去指導(dǎo)，同時(shí)也要方法得當(dāng)，首先要由簡(jiǎn)到繁分布解決的原則，對(duì)較簡(jiǎn)單的思考題可以在課堂上當(dāng)場(chǎng)提問(wèn)，要求學(xué)生回答，結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生操作對(duì)較復(fù)雜的題，則可以先組織學(xué)生進(jìn)行討論，得出正確的答案后，讓學(xué)生自己動(dòng)手驗(yàn)證。其次是教師也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)和提示，對(duì)于難度較大的思考題，其涉及知識(shí)面較寬，有較多分析計(jì)算過(guò)程，必須留給學(xué)生課后去完成。

實(shí)踐證明，通過(guò)設(shè)置思考題，使學(xué)生帶著疑問(wèn)去預(yù)習(xí)，能夠在實(shí)驗(yàn)中找出疑難問(wèn)題，加深對(duì)知識(shí)的理解，有利于知識(shí)的掌握和提高?？傊?，合理的編寫思考題可以使實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容更加充實(shí)，教學(xué)形式更為生動(dòng)活潑又不過(guò)多增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。