王志剛 龍志勤 黃 芹

（廣東石油化工學(xué)院，廣東茂名 525000）

土木工程專業(yè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革嘗試

王志剛 龍志勤 黃 芹

（廣東石油化工學(xué)院，廣東茂名 525000）

闡述了土木工程類工程實(shí)踐與力學(xué)實(shí)驗(yàn)融合的必要性和實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性，并列舉實(shí)例詮釋了應(yīng)多加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐相互結(jié)合，更好地培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素養(yǎng)與解決實(shí)際問題的能力，造就實(shí)踐能力強(qiáng)的實(shí)用性人才。

土木工程實(shí)踐 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 力學(xué)素養(yǎng)

1 前言

力學(xué)實(shí)驗(yàn)是力學(xué)課程體系中非常重要的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)素養(yǎng)的重要實(shí)踐性課程。作者所在的廣東石油化工學(xué)院是粵西地區(qū)唯一的理工類型為主的高校，旨在培養(yǎng)能為廣東地方發(fā)展的工程技術(shù)人才。土木工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)以及土木工程學(xué)科基本理論和基本知識(shí)，讓學(xué)生得到工程師基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力的實(shí)用性人才。

力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)與延伸，是對學(xué)生進(jìn)行全面而系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)方法訓(xùn)練，主要是以檢驗(yàn)課堂所學(xué)理論知識(shí)正確性與培養(yǎng)力學(xué)基本素養(yǎng)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，理論與實(shí)踐并重。在某種意義上講，力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識(shí)，理解和鞏固課堂中所學(xué)的基本概念，更重要的是讓學(xué)生掌握材料的力學(xué)性能測定以及進(jìn)行應(yīng)力分析的基本方法，更好地為他們畢業(yè)以后所從事的工程實(shí)踐活動(dòng)服務(wù)。

力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須適應(yīng)兩個(gè)要求：（1）不同類型工程類專業(yè)的工程師對力學(xué)內(nèi)容的職業(yè)要求；（2）力學(xué)課程體系發(fā)展的要求。力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容基本相同，教學(xué)方法有多種多樣，針對不同層次的學(xué)生群體，教學(xué)方法應(yīng)該有所不同，教學(xué)質(zhì)量才能有所提高。例如，受國家教育體制的影響，不同層次的院校由于學(xué)生群體層次的不同，院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)肯定也不一樣。具體到作者所在的學(xué)校，如果老師的教學(xué)方法，照搬名校的教學(xué)方法，效果一定不好。若針對自己的學(xué)生群體水平，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)方法，可能會(huì)得到意想不到的效果。近幾年,我們對力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了不斷的探索,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件更新和改造的同時(shí),進(jìn)行了力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革和創(chuàng)新,取得了一定的效果。將實(shí)際工程類案例轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與工程實(shí)踐更加貼近，也對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行了一次有效的整合，激發(fā)了學(xué)生的積極性的同時(shí)提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能在實(shí)際工程中的應(yīng)用能力，更好地實(shí)現(xiàn)了針對土木工程領(lǐng)域的力學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2 實(shí)例

為了改革力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，對土木工程專業(yè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了創(chuàng)新嘗試，培養(yǎng)“能力型＋復(fù)合型”人才，以“夯實(shí)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提升素質(zhì)”為目標(biāo)，大力培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建以學(xué)生為本，因材施教的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。以下實(shí)例均為作者所在學(xué)校的實(shí)例。

2.1 拉伸、壓縮、彎曲實(shí)驗(yàn)

以前，材料的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)則主要是對低碳鋼、鑄鐵等金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等基本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生加深在課堂上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，缺乏啟發(fā)式、研究式的學(xué)習(xí)氛圍，使得力學(xué)基本理論與工程類的專業(yè)課程聯(lián)系與配合得較差。

土木工程中使用的建筑材料都是按照最新國家標(biāo)準(zhǔn)來檢測材料的力學(xué)性能，只有符合各種技術(shù)指標(biāo)的材料才能應(yīng)用于工程實(shí)際，這就要求學(xué)生需要掌握一定的實(shí)驗(yàn)檢測技能及測試技術(shù)，以適應(yīng)將來就業(yè)崗位的需要。具體落實(shí)到力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)工程實(shí)踐要求，按照國家頒布的新試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來更新和完善教學(xué)內(nèi)容。目前除了利用兩種金屬材料進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ鹊贸鼋Y(jié)論外，還針對土木工程類學(xué)生實(shí)驗(yàn)人群的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。對于拉伸實(shí)驗(yàn)，完全模擬抽驗(yàn)建筑工地鋼筋，用建筑工地所使用的鋼筋代替標(biāo)準(zhǔn)試件，按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完全讓學(xué)生將自己當(dāng)成質(zhì)檢站的質(zhì)檢員對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并出具相應(yīng)的檢測報(bào)告，代替以往的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對于壓縮、彎曲實(shí)驗(yàn)，完全模擬建筑工地節(jié)能磚進(jìn)場抽檢，對建筑工地所使用的各種節(jié)能磚參照燒結(jié)普通磚的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗折、抗壓試驗(yàn)，并與燒結(jié)普通磚的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行對比，并從各種角度簡單分析其原因，得出相對參照等級(jí)，完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

教學(xué)改革后，明顯感覺學(xué)生對學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性進(jìn)一步增強(qiáng)，對實(shí)驗(yàn)的探索性得到增加，還提升了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。該類實(shí)驗(yàn)是由有工程背景的工程性實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練所組成的實(shí)驗(yàn)，意在提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，把力學(xué)的多學(xué)科知識(shí)和概念融為一體，突出實(shí)際問題中知識(shí)的多學(xué)科性和綜合性，有利于啟發(fā)學(xué)生自覺地接觸實(shí)際問題，注重學(xué)生解決實(shí)際能力的培養(yǎng)。

2.2 電測實(shí)驗(yàn)

以前，電測實(shí)驗(yàn)則用電測的方法以純彎曲梁、等強(qiáng)度梁、彎扭組合梁為例驗(yàn)證學(xué)生在課堂上所學(xué)的理論，和實(shí)際工程活動(dòng)嚴(yán)重脫節(jié)。

目前針對土木工程類學(xué)生，向?qū)W生介紹老師應(yīng)用電測法所做的一些實(shí)測工程項(xiàng)目和研究項(xiàng)目，比如基坑檢測、植筋等，并在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件下，將實(shí)際工程模型化進(jìn)行電測實(shí)驗(yàn)。比如專門定制的鋼桁架模型、工程檢測的錄像、不同混凝土構(gòu)件不同加載方式等。讓學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析來進(jìn)一步體會(huì)掌握工程類實(shí)驗(yàn)應(yīng)力的測量、計(jì)算、分析的一般方法。通過對工程實(shí)測項(xiàng)目的介紹，將工程中的實(shí)際問題融入教學(xué)中，能夠避免單純驗(yàn)證堂課內(nèi)容的弊病, 使學(xué)生真正體會(huì)到電測實(shí)驗(yàn)在工程實(shí)際中應(yīng)用的必要性和重要性，使學(xué)生眼界大為開闊，并極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)生自己動(dòng)手的欲望，進(jìn)而增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.3 其他

我校的力學(xué)實(shí)驗(yàn)還拓展學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程興趣培養(yǎng)，積極構(gòu)建課外創(chuàng)新平臺(tái)。比如機(jī)構(gòu)演示、摩擦系數(shù)測定、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測定等一些趣味性開放性實(shí)驗(yàn)，以及每年舉辦不同類型大賽，比如紙橋模型大賽、結(jié)構(gòu)模型大賽等都對現(xiàn)有的力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了有效的補(bǔ)充。

3 結(jié)語

通過對力學(xué)實(shí)驗(yàn)的工程化，使學(xué)生加深了對課堂上所學(xué)知識(shí)的理解與消化，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的融合，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和分析解決問題的能力。從而加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的雙贏?？傊?，我們只有在教學(xué)過程中，不斷改進(jìn)教學(xué)思路方法，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，才能更好的促進(jìn)學(xué)生在校期間的對知識(shí)的掌握，使其具有最基本的工程實(shí)踐基礎(chǔ)，為我國培養(yǎng)出更多更好高級(jí)應(yīng)用性人才。

[1]邢懷念,張小鵬,劉增利.將工程課題轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)的嘗試[J].科教文匯,2011(1).

[2]曲艷東,郭鵬飛,賈艷東,馬 丹.工程類專業(yè)力學(xué)教育與工程師培養(yǎng)[J].中國電力教育2011(8).

The Attempt of Civil engineering mechanics experimental teaching reforms

WANG Zhigang， LONG Zhiqin，HUANG Qin
（Guangdong University of Petrochemical Technology，Maoming 525000，Guangdong，China）

Explains the importance of civil engineering topics into the necessity and practice of mechanical testing of culture, and cited examples of interpretation should be more combined with each other to strengthen the experimental teaching and engineering practice, better literacy and mechanics students to solve practical problems the ability to create practical ability practical talents.

Civil Engineering Practice；Experimental Mechanics；Mechanics Literacy

G642.0

B

1007-6344（2016）02-0070-01

王志剛，男，1982年生，山西陽泉人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要研究新型建筑材料力學(xué)性能研究及應(yīng)用。