摘要:本文闡述了傳統(tǒng)的材料力學實驗教學的特點和現(xiàn)狀，分析了材料力學教學實踐中存在的問題及原因，結(jié)合實際情況，提出了實驗教學改革和發(fā)展的幾點設(shè)想。

關(guān)鍵詞:材料力學實驗;教學體系;教學目標;創(chuàng)新教育;改革

中圖分類號:G40-034文獻標志碼:A 文章編號:1002—2589(2009)18—0217—02

眾所周知，材料力學是工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，材料力學實驗是材料力學課程教學的重要組成部分，是培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，對加深基本理論和基本概念的理解有非常重要的作用。且材料力學實驗與工程實際密切相連，有的教學實驗直接在工程中得到應(yīng)用，因而，材料力學實驗環(huán)節(jié)的教學是學生從書本走向?qū)嵺`的重要一環(huán)，實驗教學環(huán)節(jié)的成敗將直接影響課程的教學質(zhì)量。但目前材料力學實驗教學中綜合性實驗和研究性實驗開設(shè)比較少，個別實驗缺乏啟發(fā)性和思考性，演示實驗與操作實驗不盡合理，導致教學目的很難得以實現(xiàn).因此，在材料力學實驗教學中，我們應(yīng)依據(jù)專業(yè)特點，整改實驗項目和內(nèi)容，調(diào)整完善教學體系，建立適合專業(yè)特點、滿足素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育要求的實驗教學新體系。

一、現(xiàn)行材料力學實驗教學中存在的問題

(一)實驗教學還處于從屬地位

材料力學實驗教學在培養(yǎng)方案中沒有獨立的教學地位，一直隸屬于理論教學，實驗僅僅是為了驗證理論，致使學生對實驗有“重理論、輕實驗”的錯誤觀念認識。不少學生認為做不做實驗都無所謂;即使來做實驗，也是“應(yīng)付”而已，這種局面使得學生對實驗課的重要性認識不足，從根本上忽視了實驗的實際意義，實驗報告相互抄襲，實驗結(jié)果不分析，不總結(jié)，使得他們的實驗技能及創(chuàng)新意志和創(chuàng)新能力并未得到實質(zhì)性的提高。

在期末考試或考核中，實驗課成績占課程總學分的比例很少，這使得學生誤以為參不參與實驗環(huán)節(jié)都不大會影響該課程學分的最終評定，在很大程度上使學生對實驗課的認識產(chǎn)生了偏差和錯誤。

(二)材料力學實驗教學硬件無法滿足教學需求

招生規(guī)模逐年擴大，專業(yè)及學生人數(shù)成倍增加，而實驗室場地、設(shè)備、人員仍維持不變，出現(xiàn)了實驗室場地、實驗設(shè)備和實驗人員等嚴重不足的情況，學生不是做實驗而是“看”實驗，這樣很難滿足教學目的，更談不到提高實驗教學質(zhì)量，失去了實驗教學的意義，導致學生的各種能力得不到提升，遠遠滿足不了素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的要求。

(三)實驗教學目標與工程實際需要脫節(jié)

隨著科學技術(shù)地不斷發(fā)展，新工藝和新材料的涌現(xiàn)，材料力學的實驗教學內(nèi)容迫切需要不斷地更新、充實和完善，但是現(xiàn)行材料力學實驗設(shè)備、內(nèi)容和方法陳舊，測試技術(shù)和手段落后，學生所學的材料力學知識與工程實際嚴重脫節(jié)，學生即使認真完成實驗，也只能學到落后的實驗測試方法，依然達不到工程實際的要求，所以學生學習興趣不大，收獲也較少。

二、對材料力學實驗教學改革和發(fā)展的幾點設(shè)想

(一)完善材料力學實驗教學體系

經(jīng)過多年的材料力學實驗教學工作，筆者摸索出了一個適合高校發(fā)展要求的教學體系。根據(jù)我們學校的培養(yǎng)方案，培養(yǎng)的對象主要分為土建類專業(yè)本科生和非土建類專業(yè)本科生。因此，材料力學實驗教學應(yīng)單獨開設(shè)單學期28課時的培養(yǎng)實驗技能的實驗課程，不再依附材料力學理論課程，提高材料力學實驗教學在學校本科教育的地位。結(jié)合學生層次和專業(yè)特點，整合完善實驗項目和實驗內(nèi)容，可把實驗分為常規(guī)型實驗，綜合型實驗和研究型實驗。

1.常規(guī)型實驗是依據(jù)材料力學基本原理、結(jié)合傳統(tǒng)的材料力學實驗技術(shù)，以培養(yǎng)學生基本實驗技能為目的。在基本性實驗中，應(yīng)對傳統(tǒng)實驗項目進行精選、提高和整合，設(shè)定能提高學生動手能力的實驗項目，注重結(jié)合工程實際問題，加強學生實驗技能訓練。

2.綜合型實驗是在常規(guī)性實驗的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新和發(fā)展，啟迪學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生從事科學研究的能力。研究型實驗內(nèi)容以教師已經(jīng)完成的科研成果讓學生重復實驗。教師提供給學生幾套實驗方案，具體要求和實驗目標，讓學生完成由教師指定的實驗材料和實驗方法的框架下的實驗。實驗過程和結(jié)果分析則全部由學生自己完成。

3.研究型實驗是全方位培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，提高學生獨立解決實際問題的能力。該部分實驗只能針對小部分學有余力的學生開放，學生在實驗過程中處于主體地位。實驗內(nèi)容主要是教師正在進行的科研項目，實驗前教師只提出粗況的實驗目標，具體的實驗步驟和實驗方案全部由學生自己決定，教師一般不參與實驗，實驗過程中教師與學生之間形成一種科研合作者的身份，要求學生能夠自己制作實驗樣本，實驗夾具和模具、設(shè)計實驗方案和獲取實驗數(shù)據(jù)。

(二)采用計算機輔助教學

材料力學實驗大都為破壞性實驗，試件耗費較大，一般采取2～4人為一組的集體操作方式進行實驗，學生只能得到部分的直接操作經(jīng)驗，既影響實驗積極性又難于獲得實驗過程的完整概念。計算機輔助教學(CAI)是近年發(fā)展迅速的現(xiàn)代化教學手段，利用多媒體(聲音、動畫、文字)技術(shù)，制作實驗CAI軟件，將材料力學實驗內(nèi)容(實驗設(shè)備、實驗手段、操作過程、實驗內(nèi)容)全部模擬完成，建立材料力學虛擬實驗空間。在教學過程中，利用計算機的特點，學生可多次重復進行實驗。若在常規(guī)實驗教學方法基礎(chǔ)上增加計算機輔助實驗教學，學生既可在校園網(wǎng)上也可以在材料力學虛擬實驗間完成力學實驗，這既節(jié)約了資金又增添學生學習興趣，讓學生很快掌握如何操作試驗機，掌握課本上抽象的內(nèi)容，這樣不僅能節(jié)約大量的設(shè)計和調(diào)試時間，有效緩解學校擴招所帶來的實驗場地的壓力;同時又能培養(yǎng)學生利用計算機等現(xiàn)代化手段進行科學實驗的能力，為學生將來踏上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

(三)改變考核形式

在通常的實驗考核方式上，一貫采用傳統(tǒng)的筆試或平常考察的方法，不能真實反映學生的試驗技能，也會使學生不重視實驗考核，應(yīng)采用理論和實踐操作相結(jié)合的綜合性考試方法進行考核，即根據(jù)學生層次，采用常規(guī)、綜合、研究實驗等綜合考核的方法，以反映出學生真實的實驗能力。

(四)提高學生的學習興趣

解決實際問題，提高學生興趣。單純地教授材料力學對學生來說有些枯燥，而加入一些實際生活中的例子就會生動許多。對于土木工程專業(yè)，材料力學課是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與該專業(yè)的后續(xù)課程有緊密的聯(lián)系。在材料力學實驗中可以適當穿插一些建筑材料中的鋼材、木材、有機材料等與專業(yè)密切相關(guān)的材料實驗，對于后續(xù)專業(yè)知識的學習、拓展專業(yè)深度及廣度，具有重要意義。材料力學實驗中的電測法是“建筑結(jié)構(gòu)檢測”這門專業(yè)課的靈魂，一些重要的建筑結(jié)構(gòu)往往采用電測法來分析結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，在實驗教學過程中，我們根據(jù)專業(yè)特點利用投影設(shè)備給學生播放一些工程實例，增強學生的感性認識，激發(fā)學生的學習興趣。

(五)加大經(jīng)費投入

學校要加大對實驗室經(jīng)費的投入，增加儀器臺數(shù)以保證每個學生都有動手的機會。購置與專業(yè)更緊密結(jié)合并拓展的先進測試技術(shù)的儀器，提高學生學習興趣，滿足素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的要求。購買研究性的儀器設(shè)備，增加實驗教師人數(shù)和提升師資水平，為學生創(chuàng)新教育提供平臺。

三、結(jié)束語

在實驗教學改革實踐中，只有通過改進實驗課的教學內(nèi)容和教學方法，調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的學習興趣，才能提高了教學質(zhì)量;充分利用計算機輔助教學手段，為學生增加了動手機會，鍛煉了學生的動手能力，培養(yǎng)了學生的實驗技能。通過改革實驗課的考核方法，嚴格要求學生，培養(yǎng)學生務(wù)實嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。鼓勵學生積極參與研究型實驗，最終實現(xiàn)大學實驗教學的目的。

參考文獻:

[1]金保森，盧智先.材料力學實驗[M].北京:機械工業(yè)出版社，2003.

[2]劉鴻文，呂榮坤.材料力學實驗[M].北京:高等教育出版社，2003.

[3]魯陽，呂榮坤.面向21世紀的材料力學實驗教學改革[J].高等工程教育研究，2000，(4).

[4]楊鳳珍.把專業(yè)實驗室建成培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的重要基地[J].實驗技術(shù)與管理，2000，(4).

[5]趙瑞蘭.改革實驗教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2001，(1):20-21.

[6]肖久梅.材料力學實驗教學研究對象的改革[J].中國冶金教育，2006，(4).

[7]肖柏軍.《材料力學》實驗教學改革探討[J].長沙鐵道學院學報，2006，7(2):58.

[8]王潤勇，彭震，王琳.調(diào)整完善材料力學實驗教學體系[J].河北理工大學學報，2006，6(3):178-179.

[9]徐亞利.淺議材料力學實驗教學改革及設(shè)想[J].皖西學院學報，2006，22(5):138-140.

[10]張能武，周斌興.材料力學實驗教學改革的思路[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2006，(10):40-41.

A Discussion of The Reform and Development of Experimental Teaching of Mechanics of Materials

Mo Xiao-dong， Zhong Gen-quan

(Faculty of Civil and Transportation Engineering， Guangdong Univ. of Tech.， Guangzhou 510006 China)

Abstract: In this paper， the traditional characteristic? and actuality of experimental teaching in material mechanics was introduced， some existent problems in teaching practice and its reasons were pointed out and analyzed. Combined with the actual situation， several ideas about the reformation and development of experimental teaching were given at the end.

Key words:Experiments in Material Mechanics;Teaching System;Teaching goals;Creative education;reformation

(責任編輯/肖莉虹)