王曉天　李延君　溫泳

摘要：剖析了材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出開(kāi)展綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的必要性；闡述了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及實(shí)施步驟，強(qiáng)調(diào)了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要作用及良好的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞：綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0229-01

黨的十七大提出“提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”，創(chuàng)新型國(guó)家需要?jiǎng)?chuàng)新人才，尤其需要一種有利于大學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高等教育環(huán)境。為了培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)和改革，教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)和高等學(xué)校國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心工作委員會(huì)于2010年10月在東南大學(xué)九龍湖校區(qū)聯(lián)合舉辦了首屆“全國(guó)大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽”，我校代表隊(duì)與來(lái)自全國(guó)96所大學(xué)的學(xué)生一起參加了本次競(jìng)賽，并取得了較好的成績(jī)。在此背景下為了提高我校學(xué)生的力學(xué)競(jìng)賽參賽水平，帶動(dòng)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步建設(shè)和改革，同時(shí)配合我校學(xué)生課外科技及創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，我們進(jìn)行了材料力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的研究與實(shí)踐。

1材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的不足

材料力學(xué)課程是土木工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的理論性、應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)并且與工程實(shí)際聯(lián)系緊密。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)課程重要的組成部分，它不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力起著重要的作用，而且材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)在建筑、機(jī)械等工程中是不可少的。長(zhǎng)期以來(lái)，我校材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視理論輕視動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以單元操作為主，僅僅局限于配合課堂教學(xué)、驗(yàn)證原理，不注重創(chuàng)新性探索性；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ铰浜?，通常?shí)驗(yàn)教師將實(shí)驗(yàn)要用的儀器設(shè)備準(zhǔn)備好，然后講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生在預(yù)先準(zhǔn)備好的儀器設(shè)備上依照步驟做實(shí)驗(yàn)、獲取數(shù)據(jù)，最后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺狈?duì)學(xué)生獨(dú)立思考、動(dòng)手實(shí)踐、分析和解決實(shí)際問(wèn)題及創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。因此，探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神，提高我校材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，促進(jìn)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和教學(xué)改革都將具有非常重要的意義。

2綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及實(shí)施

2.1 綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了具有一定工程背景的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。

（1）電阻應(yīng)變片的粘貼實(shí)驗(yàn)、應(yīng)變片在電橋中的接橋?qū)嶒?yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生掌握電阻應(yīng)變片的粘貼、焊線技術(shù)，學(xué)生掌握應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)力時(shí)的組橋技術(shù)及多點(diǎn)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用。

（2）偏心拉伸實(shí)驗(yàn)、彎扭組合變形主應(yīng)力的測(cè)定。

電測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析中，是解決結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題的重要手段。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)力的原理和方法。

（3）鋼桁架結(jié)構(gòu)桿件受力及變形研究。

學(xué)生綜合應(yīng)用電測(cè)方法等多種實(shí)驗(yàn)手段，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)鋼桁架撓度、桿件內(nèi)力等進(jìn)行測(cè)試，使學(xué)生初步掌握電測(cè)技術(shù)在工程測(cè)試中的應(yīng)用。

2.2 綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

（1）查閱文獻(xiàn)。

教師首先講解利用CNKI等網(wǎng)絡(luò)資源查閱文獻(xiàn)資料方法，然后學(xué)生按照擬定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與教師提出的相關(guān)要求有目的地查閱文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行整理、歸納和總結(jié)，為實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)奠定一定基礎(chǔ)。

（2）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

學(xué)生根據(jù)給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，分小組自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，注重方案的合理性和可行性，指導(dǎo)教師只予以輔助，從方案設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)驗(yàn)的可行性逐一梳理和認(rèn)真審核，并提出需進(jìn)一步完善的方案，供學(xué)生參考。經(jīng)一至兩輪的審核、修改，最后確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。

（3）實(shí)驗(yàn)操作。

學(xué)生根據(jù)自己確定的實(shí)驗(yàn)方案，以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，小組成員根據(jù)各自分工在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各盡其責(zé)，同時(shí)又相互配合。遇到疑難問(wèn)題由學(xué)生自己主動(dòng)思考，整個(gè)解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)生是主體，教師僅起指導(dǎo)作用。

（4）編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生以小組為單位對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理、計(jì)算，并與理論值相比較，進(jìn)行誤差分析，得出結(jié)論。提交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3實(shí)施效果

材料力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以學(xué)生課外科技及創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的形式進(jìn)行實(shí)踐的，取得了良好的效果。首先通過(guò)材料力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生將理論課知識(shí)與工程應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)；其次通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神；第三，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、誤差分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為將來(lái)進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)是高校教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，材料力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是在緊密結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容和工程實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上設(shè)定的，在學(xué)院的支持和教師的指導(dǎo)下，以其特有的組織形式進(jìn)行實(shí)踐的。在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、協(xié)作能力、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)等方面都起到非常重要的作用，在提高學(xué)生工程素質(zhì)方面發(fā)揮著獨(dú)特的功能。我們期待著在下一屆的“全國(guó)大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽”中取得更加優(yōu)異的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

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