浅谈材料力学实验课程改革的探索论文
材料力学是工科学生的一门专业基础课。该课程与工程实际有紧密的联系，课程内容既为后续课程奠定良好的力学基础，又可直接应用于工程计算，具有鲜明的基础性和应用性，是工科学生由理论开始走向工程实践的桥梁，在工程教育中具有重要的地位。但是当前高校学生普遍存在理论知识扎实、动手能力不足、创新思维不强、缺乏团队合作等问题。近年来卓越工程师、项目化教学、CDIO 等教学模式的广泛应用就是在对传统教学模式的探索改革。就材料力学实验课程而言通过实验加强学生对材料力学理论概念的理解，注重实验能力和操作技能的系统培养，引导学生用实验的方法去分析问题、研究和解决工程问题，促进学生理论与实际相结合，提高相关实验器材的利用率，进一步有效改善实验条件，实现工程人才培养的目标。
一 当前实验教学存在的不足
主要表现在：
(1)实验教学内容单一，设计性和综合性实验缺乏。
(2)当前的实验教学方式和方法缺乏多样性，学生对实验课兴趣不高。
(3)实验指导书的内容过于详细，学生只需按指导书上的实验步骤逐步操作就能完成实验，始终处于被动学习的状态，不利于发挥学生的创造力。
(4)实验仪器缺乏，实验教学条件有限，造成许多实验无法开展，只能进行演示实验，由教师做实验、学生看实验，导致学生动手能力不强。
二 改革探索
1.编制实验大纲
贵阳学院现已配置电子万能试验机一台、扭转试验机一台，依附理论课程的实验学时仅6 学时，所以根据现有设备和实验学时数，编制实验教学大纲。设置开设三个理论验证实验：拉伸试验、压缩实验、扭转实验，每个实验2 学时。这三个实验为材料力学性能验证的主要试验，实验的开设能让学生通过实验进一步加深对理论知识的理解，掌握实验的`基本知识、方法和技术，能培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力。对于培养学生的动手实践能力、启发学生思维、养成严谨的科学探究精神起着极其重要的作用。
2.改进教学方式
传统的教学以老师为主，教师完全将实验内容，实验步骤原封不动地告诉学生，学生只要依照教师的讲解，无须进行思考，依葫芦画瓢就能完成实验，不能发挥主动性。此次改革将教学方式完全改变，教师仅告知学生实验题目、实验设备、实验目的，整个实验内容、实验步骤等均需要学生自己参阅资料文献，参照相关国家标准去构建实验方案。制定后的实验方案需要经过老师审核后才能进行实验，实验结果是否能达到预期效果，增加了学生的兴趣。通过这样的一个过程，学生从“不会”到“学会”，更主要的是经历了如何解决难题，知道了“会学”“会用”的这样一个过程。
3.开放实验室
由于实验设备数目不足和教学学时数有限，且各班学生人数较多，将班级分组后仍不能满足学生一一参与操作。以12 级汽服班为例，全班共80 人，分成4 组，每组都有20人，在做实验时仅三四名同学能动手，其他同学只能在边上观看，部分动手能力相对较弱或者惰性较强的同学就借机躲过了实验。为了解决这个问题，将实验室在课余时间开放，学生制定好方案后与教师联系，预约时间进行实验，尽量保证学生都能操作。
4.开展学生讨论活动
在实验课教学过程中，学生以小组开展实验，小组成员分工协作，相互讨论，设计、实施实验。由于实验设置方案的不同，每组实验数据均有差异，又安排学生以小组为单位，进行分析讨论，分析实验方案的优缺点、分析各组数据误差、分析实验结果、归纳总结实验现象、验证实验结果。在这个过程中，学生既有分工，又有协作;既有独立思考，又有团队意识;沟通交流能力也得到了进一步的锻炼和提高。
5.增加有限元分析
加强学生的综合运用能力将有限元法引入到材料力学试验教学中，让学生参与用有限元软件来求解材料在拉伸、扭转等力学试验对象任意部位的变形、应力和应变分布情况，同时用试验方法加以试验验证，并比较仿真与实际实验的区别。
运用这种方法使理论教学的内容与其他课程的知识相融合、贯通，使同学们能够学到测定材料力学性能试验的基本知识和方法，深入了解试验应力分析的基本概念，加深对有限元软件的分析应用，对培养同学们的动手能力、综合分析能力、创新能力十分重要，实现了学以致用的培养目的。用更形象、更直观、更科学的创新方式培养学生研究问题的浓厚兴趣，对激发学生的创新意识、工程意识起到了积极的作用。实践证明，以这种方案开设材料力学实验，调动了学生的积极性和学习兴趣，加强了他们的自学能力、团队意识和综合运用能力。本次探索能达到实验课程开设的目的和要求，但是在实验开设过程中，大多数内容是在课下业余时间完成，这就需要教师拿出更多的时间，付出更多的精力与学生沟通、探讨，也要求教师具备更高的综合素养来引导学生。
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