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关键词:综合性、设计性实验 实验教学 创新能力
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0229-01
党的十七大提出“提高自主创新能力,建设创新型国家”,创新型国家需要创新人才,尤其需要一种有利于大学生创新人才培养的高等教育环境。为了培养大学生的创新能力,促进基础力学实验教学的建设和改革,教育部高等学校力学教学指导委员会、中国力学学会教育工作委员会和高等学校国家级实验教学示范中心工作委员会于2010年10月在东南大学九龙湖校区联合举办了首届“全国大学生基础力学实验竞赛”,我校代表队与来自全国96所大学的学生一起参加了本次竞赛,并取得了较好的成绩。在此背景下为了提高我校学生的力学竞赛参赛水平,带动学院的实验教学的进一步建设和改革,同时配合我校学生课外科技及创新实践活动,我们进行了材料力学综合性、设计性实验的研究与实践。
1 材料力学实验教学的现状与存在的不足
材料力学课程是土木工程专业一门重要的专业基础课,该课程的理论性、应用性和实践性很强并且与工程实际联系紧密。材料力学实验是材料力学课程重要的组成部分,它不仅对培养学生的动手能力、创新能力以及分析、解决实际问题的能力起着重要的作用,而且材料力学实验技术在建筑、机械等工程中是不可少的。长期以来,我校材料力学实验教学重视理论轻视动手实验,实验内容多以单元操作为主,仅仅局限于配合课堂教学、验证原理,不注重创新性探索性;实验模式落后,通常实验教师将实验要用的仪器设备准备好,然后讲解实验内容和实验步骤,学生在预先准备好的仪器设备上依照步骤做实验、获取数据,最后提交实验报告。这种实验模式缺乏对学生独立思考、动手实践、分析和解决实际问题及创新等能力的培养。因此,探索新的实验教学模式,开设综合性、设计性实验对培养学生动手实践能力,训练学生创新思维和团队合作精神,提高我校材料力学实验教学水平,促进材料力学实验室建设和教学改革都将具有非常重要的意义。
2 综合性、设计性实验的内容及实施
2.1 综合性、设计性实验的内容
综合性、设计性实验的主要目的是培养学生的动手能力和创新能力。为此,我们设计了具有一定工程背景的综合性、设计性实验的内容。
(1)电阻应变片的粘贴实验、应变片在电桥中的接桥实验。
实验目的是让学生掌握电阻应变片的粘贴、焊线技术,学生掌握应变片测量应力时的组桥技术及多点静态电阻应变仪的使用。
(2)偏心拉伸实验、弯扭组合变形主应力的测定。
电测技术广泛应用于各种工程结构的应力分析中,是解决结构强度问题的重要手段。通过上述实验让学生掌握应变片测量应力的原理和方法。
(3)钢桁架结构杆件受力及变形研究。
学生综合应用电测方法等多种实验手段,自行设计实验方案,对钢桁架挠度、杆件内力等进行测试,使学生初步掌握电测技术在工程测试中的应用。
2.2 综合性、设计性实验的实施
(1)查阅文献。
教师首先讲解利用CNKI等网络资源查阅文献资料方法,然后学生按照拟定的实验项目与教师提出的相关要求有目的地查阅文献资料,并进行整理、归纳和总结,为实验方案的设计奠定一定基础。
(2)实验方案的设计和优化。
学生根据给定实验目的要求和实验条件,分小组自行设计实验方案,注重方案的合理性和可行性,指导教师只予以辅助,从方案设计的合理性和实验的可行性逐一梳理和认真审核,并提出需进一步完善的方案,供学生参考。经一至两轮的审核、修改,最后确定最佳实验方案。
(3)实验操作。
学生根据自己确定的实验方案,以小组为单位进行实验操作,小组成员根据各自分工在实验过程中各尽其责,同时又相互配合。遇到疑难问题由学生自己主动思考,整个解决问题的过程中学生是主体,教师仅起指导作用。
(4)编写实验报告。
实验结束后,学生以小组为单位对实验测得的数据进行科学处理、计算,并与理论值相比较,进行误差分析,得出结论。提交完整的实验报告。
3 实施效果
材料力学综合性、设计性实验以学生课外科技及创新实践活动的形式进行实践的,取得了良好的效果。首先通过材料力学综合性、设计性实验使学生将理论课知识与工程应用有机的结合起来,同时培养了学生的工程意识;其次通过查阅文献资料、设计实验方案、完成实验内容,充分调动了学生学习的主动性和积极性,提高学生的动手能力和实验技能,培养了学生的创新、实践能力和团队合作精神;第三,编写实验报告,进行理论计算、实验数据处理、误差分析及实验结果分析讨论,培养学生实事求是的科学态度和综合分析问题、解决问题的能力。为将来进一步的学习和研究创新打下坚实基础。
4 结语
实验是高校教学内容的重要组成部分,材料力学综合性、设计性实验内容是在紧密结合课堂教学内容和工程实际应用的基础上设定的,在学院的支持和教师的指导下,以其特有的组织形式进行实践的。在培养学生的创新思维、实践能力、协作能力、竞争意识等方面都起到非常重要的作用,在提高学生工程素质方面发挥着独特的功能。我们期待着在下一届的“全国大学生基础力学实验竞赛”中取得更加优异的成绩。
参考文献
[1] 牟萍,谢晓梅,等.材料力学设计性实验的设计与实现[J].实验技术与管理,2007(4).
[2] 张小林,周美华.李茂康.综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J].实验技术与管理,2007(7).
【关键词】材料力学实验教学策略
中图分类号:[O341]文献标识码: A 文章编号:
一、材料力学实验教学的必要性
要了解材料力学实验,我们先应该知道什么是材料力学。材料力学是,研究工程材料力学的性能和构件强度、刚度和稳定性计算理论的科学。它的主要任务是为设计各种构件提供必要的理论和计算方法以及实验研究方法。一般来说,要合理地使用材料,就必须要先了解材料所用材料的力学性能,就必须要通过试验才能测得相应科学数据。实验教学是是学生深入了解知识、验证理论的有效途径,是教学课程中的一个重要环节,材料力学实验教学部分更是在整个材料力学教学中具有不能忽视的地位,并随着高校教学改革的进一步深化,日益凸现它的重要性。
二、材料力学实验教学中存在的问题
实验教学虽然是提高教学质量的重要途径之一,但目前还存在着一些缺陷和问题,需要引起高校的重视:
(一)就目前试验教学现状而言,教学方法较不利于培养学生的积极性和主动性。由于教学时间和教学设备等外在因素影响,多数试验教学还处于填鸭式教学。举个例子来说,做金属拉压实验时,通常的教学方式是多名学生围着一台实验设备观看实验教师进行操作,同时实验教师讲解试验内容,这种“走马观花”地试验教学,效果是可想而知的。材料力学目前的实验大多停留在简单的验证性试验,不足以调动学生的积极性。与此同时,试验设备不足也是出现此现象的一个重要原因。由于此种现象,学生失去了宝贵的动手分析问题和解决问题的机会。
(二)在材料力学试验中,学生做实验的材料较为单一。实验教学原本的目的,就是为了让学生认识和了解工程中各种常用材料的力学性能,但目前学生所进行的实验,与工程应用中所需的实验相差太远,那些高温、高压等试验由于设备和实验条件却不能涉及,因此实验教学与试验初衷相悖。
(三)上面提到实验条件问题,但就现有的实验条件而言,未能有效利用并在学生的毕业设计中更好地发挥应该有的作用。学生若能多做实验,多动手实验设计,提高实验设备的利用率,并在毕业设计里体现出来,这样才有利学生能力的提高。同时,教师在进行试验教学时,对实验教学的考核不够完善。一般来说,教师考核学生常常采取实验报告的形式,却忽视了实验的操作内容,达不到对学生全程监控的要求。
(四)实验教学与科研结合地不够密切。目前的实验设备主要为教学所用,实验室虽然也向所有教师和学生开放,但实验设备的利用率问题以及与科研和产业结合的程度较低是一个重要问题,产学研要有效结合是一条漫长的道路。
(五)实验项目需要更新和改革。例如梁的纯弯曲正应力电测法试验,目前仅限于验证性实验,其电路及应变片都是接好的,完全不能发挥学生的动手能力。而实际上,粘贴应变片、焊接应变片引线、设计电桥桥路等完全可以放手让学生自己动手做。
三、有效改进材料力学实验教学的策略
针对上面所提出的存在于材料力学实验教学中的各种问题,作者提出以下一些改进策略和建议:
(一)由于教学方式和内容较不利于培养学生的积极性和主动性,所以学校应加强实验教学内容建设。其一,学校实验教学多为验证性试验,因此我们可以从实验的设计入手。在实验教学中,可以多涉及一些演示性实验、设计性实验和综合性实验等等,从各个方面挖掘学生潜力;其二,作为实验课堂教学,需要妥善保存教学资源,以便学生日后自行学习和研究,如制作实验录像和多媒体课件等等。
(二)提高实验设备的利用率,实现产学研相结合。为了充分发挥实验室的作用,提高实验设备的利用率,就必须要改革原来课程教学的体制,实行实验室开放使用制度。目前对高校来说,缺乏的就是实验经费和实验所需要的条件。由于这些因素,使得实验教学无法上升到研究的层面,无法达到科研进而行程产业的程度。基于此,学校应引进新的实验设备,并且施行实验室开放政策,鼓励教师和学生多进实验室,多开展科学研究。这不仅可以提高实验室设备的使用率,更有利于学校科研水平的提高,实现产学研相结合。
(三)实验考核方式的更新和改革。根据教师考核学生常常采取实验报告的形式,却忽视了实验的操作内容,达不到对学生全程监控的要求这类现象,作者建议要对实验教学的效果进行严格考核。首先学生做实验,最重要就是保证实验结果的准确性,对实验结果负责。对此,作者认为可以规定只有通过实验人员签字认可的方可离开实验室,否则重做实验。此种方法在于引起学生对实验课程的重视和认真的态度。除实验操作性题目外,还可以设置填空题、选择题、简答题等多种形式,多种方式进行实验考核。
(四)强化实验的基本要素。实验的基本要素即:实验者、实验手段、实验对象。实验的主体是实验者,是重要的能动因素。对于材料力学实验教学来说,实验者就是学生,主要突出学生的主体核心作用,目的是使学生通过做实验受到基本的技能训练,培养实事求是、严谨细致的科学作风。此外,为了更好的控制实验教学,需要限制实验人数并对实验课程进行有效设计,鼓励学生可以自拟题目、设计实验,锻炼学生用课程所学知识解决工程实际问题的能力。
参考文献
[1]赵洪军.材料力学实验教学模式的研究与探索[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2010,(8):P142-143.
关键词: 仿真实验;材料力学;实验教学
中图分类号:TB30 文献标识码:A
1概述
实验教学是高等学校人才培养不可缺少的重要环节,对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着不可替代的作用。材料力学实验是高校工科专业技术基础课程《材料力学》、《工程力学》、《建筑力学》的重要组成部分。通过材料力学实验,可以让学生加深对材料力学基本概念、基本理论的理解和认识,使学生牢固掌握材料性能指标的检测方法,培养学生分析问题、解决问题。材料基本变形、组合变形测量等实验涉及众多电测方面的知识,如应变片、应变仪、力的传感器、桥路及其连接、贴片与温度补偿等,是力学与电学知识相结合的实验。近年来,由于专业热点变化,这类材料力学基础实验在高校普遍存在压减学时、实验室规模萎缩、仪器使用损坏率高、实验经费有限等问题,同时,实验中应变片的粘贴实验周期长,而且因为虚贴等操作会造成材料损耗,测量前的线路焊接、电桥搭配等的不正确操作也会造成仪器的损毁,所以实验中的这些步骤都在实际实验中省略了,学生失去了动手动脑进行科研训练的机会,实验做完后对电测原理一无所知,教学效果很不好。
如何在现有条件下发挥有限资源的最大效率,并显著提高材料力学实验教学效果,是广大实验教学老师正在探讨的课题。近年来,国内各高校不断尝试将计算机仿真技术引入到实验教学中,改变了传统的教学模式,使得教与学的方式发生了革命性的变化。
仿真实验是通过计算机及其相应的模拟程序来完成实验过程,不受实验室仪器设备、实验材料的限制,因其具有经济性、开放性、针对性及安全性等特点,是培养学生综合创新能力的一种有效实验手段。
为此,结合材料力学电测实验课程的特点,运用信息技术寻求一种合理、高效的仿真实验途径具有非常现实的意义。研制材料力学电子测量仿真系统,可以让学生在较短的时间内通过仿真贴片、接线、加载、测量,对电测原理有个完整了解,作为课内实验的补充,也可大大提高实验教学效果。
2 材料力学电测实验仿真系统开发
1)材料力学电测实验仿真系统的技术选型
系统开发选用C++ Builder, C++ Builder具有快速的可视化开发集成环境,内置了大量完全封装了Windows公用特性且具有完全可扩展性的可重用控件,利用C++ Builder可以快速完成复杂的界面交互,让我们将开发的重点放在内部流程与算法,无需考虑界面实现与数据交互,从而提高开发效率。
后台数据库选用比较通用的关系数据库SQL Sever,采用两层的C/S架构,数据库中记录实验操作人员、实验场景数据、实验过程操作记录、实验结果记录等,实验老师可以通过系统管理程序查看记录,了解学生实验情况及仿真系统使用情况。使用通用关系数据库SQL Sever的好处之一是可以支持网络并行操作,学生可以在不同终点同时做不同实验;另一个好处是保存大量的实验记录数据而不会导致系统明显变慢。
2)材料力学电测实验仿真系统构成
材料力学电测实验仿真系统主要分为两大部分:超媒体的教学演示系统(表1 )和仿真模拟实验。超媒体的教学演示系统主要利用计算机将每一个实验项目的实验目的、基本原理和操作步骤以文字、动画、声音、视屏等方式组合展示出来,目的是使学生了解实验的基本原理、实验过程、实验中的重点难点等。
仿真模拟实验部分主要是材料力学的五个主要电测实验:分别是 材料弹性常数测量实验、材料切变模量的测量实验、材料纯弯正应力测量实验、材料弯扭组合主应力测量实验、材料弯扭组合内力素测量实验。每个实验提供一个虚拟的三维实验场景(如图1为弯扭组合的实验场景),实验者可以通过键盘与鼠标与程序交互,完成相应的实验。
3)仿真实验过程
下面以材料弯扭组合内力素测量为例来说明仿真实验过程:
①试件参数确定:选择主界面的材料弯扭组合内力素测量实验,进入图1的实验场景,就可以选择实验的材质、尺寸,确定材质就相应确定了材料的弹性常数,选定尺寸就是需要输入梁的长度、内外径及加力臂的大小。
②贴片:如果2所示,可以在放大的工作区及温度补偿区进行贴片,可以在应变计面板选择不同型号的应变计,
③桥路设计:通过点击鼠标并拖动,可以在应变计引脚与应变仪A、B、C、D1、D、D2等引脚间连线,不同连线方式形成不同的桥路设计。
④加载测量:开启应变仪电源,应变仪显示屏显示应变输出,如果桥路设计不准确,应变仪显示屏将显示错误“E”,这时需要回到上一步重新进行连线操作。如果屏幕显示随机变动的值,点击清零后就可以恢复为零,并可以开始加载实验,加载过程点选记录实验数据,当前外载荷及应变输出系统就会记录。
⑤实验结束,选择打印实验报告,将输出带全部实验参数及实验过程记录的完整实验记录报告,需要手工完成的是实验数据后处理。
4)材料力学电测实验仿真系统主要特色
①目前国内有些高校在电测仿真系统有些探索,但主要还停留在实验过程的辅导上,如应变片选择、贴片、桥路设计、加载、测量等,每个过程都是最优的单一选择,就像一个电子教案。材料力学电测实验仿真系统在此方面进行重点突破,提供一个完整的实验场景,试件的材质、尺寸可以在许可范围内自由设定,应变花可以随意选择,补偿片的选择,桥路选择都有充分的自由度,系统内依据选定的参数及桥路设计、加载情况计算出相应的应变仪输出,并在输出结果上加上白噪声和时漂移,操作人员可以按照真实测量那样进行实验数据处理。
②材料力学电测实验仿真系统涵盖了材料力学课程中的所有电测实验,国内涉及材料力学课程的所有专业因实验学时的原因最多只会实做两个实验,短学时的专业只会做最简单的材料弹性常数测量实验。由于贴片到可以测量一般需要数天时间,实做实验都不会涉及贴片和接线。而仿真系统就可以由浅入深的包含全部5个电测实验,并可仿真全部的实验过程。
4 结语
材料力学电测仿真实验是一种全新的虚拟实验环境,在这种环境下学生可以反复进行“实验”,并迅速获得实验结果其方便性是实物实验所不可比拟的。仿真实验作为一种全新的教学手段,有助于激发学生学习的兴趣和培养创新意识,尤其是在实验经费和设备受到限制的条件下,能有效地缓解当前材料力学实验教学的困境,也是高等教育的大众化发展的一种必然趋势。
参考文献
[1] 李会云, 陈二忠,杨少冲.材料力学仿真实验设计[J],山西建筑,2008,10,Vol.30,No.30
[2] 卞步喜,夏晶,钟文龙. 材料力学纯弯梁电测仿真实验研制与实践[J],中国新技术新产品,2010,NO.16
[3] 牛亮,刘轶.虚拟实验在材料力学实验中的应用[J],云南民族大学学报: 自然科学版,2012,21(4):309~312
关键词:工程能力;材料力学;教学改革
受“应试教育”和传统教学体系等多方面因素的影响,我国的高等工程教育中普遍存在“重书本理论知识传授而轻工程应用能力培养”的课程教学模式,抑制了学生的创造和想象能力,学生的知识和能力结构不能适应现代工程问题的需要,在相当程度上影响了大学生良好工程素质的形成。随着科学和技术的不断进步、工程科学的发展完善,工程知识体系变得越来越庞大。与此同时,现代工程实践对工程师的工程实践能力、团队工作与交流能力和对企业与社会环境的理解与适应能力都提出了更高的要求。因此,工程教育必须在有限的时间内,给学生进行更多更深的理论知识和更高的工程应用能力与工程素质的培养。这不仅是中国工程教育,也是世界工程教育所面临的共同挑战。《材料力学》课程是工科类学生重要的专业基础课之一,是学习后续课程的重要基础,是解决工程实际问题的重要方法和手段;所以我们需要对《材料力学》的课程体系、教学理念和学习方法等作出重大变革以应对这样的挑战。
本文的思路是: 作为高校教师,应该突破“应试教育”和传统教学体系,树立基于“卓越工程师”培养的全新的教学理念,进行以培养学生工程应用能力为主要内容的材料力学课程教学改革,从以下六方面:三大特色的理论教学方式、实验教学环节、多项考核制度、天空教室、学生小论文、师资队伍建设等方面提出了一系列的教学改革方案;将实践教学与理论教学有机结合,教学内容注重传统经典与现代前沿工程的结合,与科研、工厂生产实际相联系,真正按工程人才要求培养出不仅理论知识扎实,具备一定工程素质的工程应用人才。
1 课堂理论教学的改革
理论教学中通过“史海钩沉”“力学趣闻”“最新力学成果”三个特色模块,使学生在步入材料力学科学的殿堂时,生动、活泼、前沿,从而激发学生的学习兴趣、想象力和充分了解前沿力学科研成果。“史海钩沉”是通过材料力学史上的一些著名的惨痛事故的前因后果使学生以史为鉴,深刻认识到研究材料力学的重要性;“力学趣闻”则通过优美而有趣的文学语言剖析工程和生活中的材料力学问题,使课堂理论教学少几分枯燥,多几分欣赏,得到美得享受。“最新力学成果”将最新最前沿的力学科研成果通过与所讲授的内容联系,变为具有科学研究意义的最鲜活的教学内容,这种内容既可以把学生带到科技前沿,又能充分体现科研活动的规律和过程
2 教学模式的改革
使用“天空教室”,开展网络教学。随着网络技术的发展,应用越来越广泛,材料力学的教学过程中要最大限度地利用网络资源,将我们的“天空教室”在课程的教学过程中不断丰富和完善起来。每个同学都可以在“天空教室”讨论,上传有关材料力学方面的最新进展、科研成果、历史典故等方方面面的知识、资料;可以进行师生交流、提交作业和小论文等活动。应用网络多媒体等现代化教学手段教学、研究性学习、学生参与课堂授课活动等多种授课方式相结合,实现互动式与主动式的教与学模式,激发学生主动学习的热情,培养学生团队合作精神和工程应用能力。
3 实验教学的改革
实践是培养学生工程应用能力的必要环节,对于培养工程应用型人才这个目标,加强实践能力的培养尤为重要。基于本校的传统力学课程实践教学的缺陷,本课题将进行增设实验课时、实验项目的改革尝试,努力提高学生材料力学的工程素质。
4 改革考核方式
我们在材料力学课程的教学过程中探索新的考核模式,采用理论知识期末测试、实验报告和学生小论文评价有机结合起来的多向考核。避免“一卷定分”,改为适应工程应用能力培养的素质教育的要求多向考核。
5 学生小论文环节
本课题设想学生在课外分阶段分组进行材料力学知识总结的小论文撰写和汇报。通过这个小论文环节训练科研能力,培养团队合作精神,提高工程素质。
6 加强本专业师资队伍建设
要培养工程应用能力的具有团队合作精神的、创新能力高素质的人才,教师首先要提高自身的素质。因此,工程素质教育对教师的总体素质提出了新的更高的要求。
树立基于“卓越工程师”培养的全新的教学理念,基于工程应用能力人才培养为主线,改革材料力学课程的教与学模式;培养不仅理论扎实、工程应用能力强且具备创新思维和能力的高素质人才;探索一条基于工程应用能力培养的适应未来社会发展需求的工程人才培养的途径是高校教师应有的责任和义务。
[参考文献]
[1]季顺迎,武金瑛,马红艳.力学史知识在材料力学教学中的结合与实践[J].高等理科教育,2012第4期.
【关键词】工程力学 实验教学 改革 创新
近些年来,许多高校在工程力学实验方面,开展了程式各样的以提高学生基本素质为目的的教学方式。但是,在教学内容、教学模式,尤其是教师应如何讲授实验理论、原理,实验教学与实验考核应如何进行等方面仍存在很大的改革与创新空间。工程力学是工科院校材料工程、建筑工程、机械工程和汽车工程等学科的一门重要的专业基础课,具有较强的理论性和实践性。材料力学是工程力学的重要组成部分,是研究构件强度、刚度和稳定性等计算原理的科学。构件的强度、刚度和稳定性以其所用材料的力学性能有关,而材料的力学性能必须通过实验来测定,因此,实验研究与理论分析同样重要,都是完成材料力学任务所必须的手段。实验课教学是学生获得知识和能力的重要途径。江西科技学院的老师经过近些年的不断探索提出了对于工程力学实验教学的新想法。
1.实验教学中的问题
1.1 思想认识不足
影响工程力学实验教学改革的关键问题是思想认识问题。传统教学模式过分注重理论和教学,将实验教学定位成理论教学的附属品,课程设置大部分以理论课为主,对实验教学重视不够,实验大都是验证性项目,事先由教师准备好。实验课的主要目的是验证、巩固和加深理论教学的内容,而不是对教学内容进行深入与创新。
1.2 学生学习动力不足
长期以来实验教学一直处于理论教学的从属地位,学生把实验课视为一门副课,机械模仿,过于死板,完全属于那种完成任务式的学习态度。传统实验通常是为了验证理论,结果使不少学生认为做不做实验无所谓,只要承认工程力学的理论和公式是正确的就行了,即使来做实验,也是"应付"而已,实验报告相互抄袭,对实验结果不去分析,不去总结,从根本上忽视了实验的实际意义,日积月累使学生的分析能力和科学实验能力得不到提高。
1.3 实验教学目的与工程实际偏离甚远
随着生产力和高新技术的不断发展,新理论、新工艺、新方法、新材料、不断出现,工程力学的内容也不断充实、完善和更新,从而使传统的实验内容和方法更显得单一、落后,缺乏创意,难以适应复杂多样的工程实际问题,实验课内容与工程联系不广,实验可用性不强,学生所学的理论知识与工程实际严重脱节,加上测试技术也比较陈旧,因而学生学习的兴趣不大,收获也不大。
2.实验教学改革实践与创新
随着我国高等院校数量和学校招收人数的逐年递增,我国的高等教育已迈入世界所共识的高等教育大众化阶段,在目的和功能上从"塑造统治阶层的心智和个性,培养政府和学术精英"转向"提高人们的社会适应能力,为发达工业社会大多数人的生活做准备"。而实验教学即可在这方面发挥重要的作用。
2.1 以学生为本,突出学生在教学中的主体地位
传统的实验教学强调教师的主导作用,整个教学过程往往由教师一揽到底,学生的主观能动性不能得到充分的发挥。要转变传统的教育观念,突出"以学生为本"的现代教育教学理念,建立一切为了学生,为了一切学生,适合专业培养目标要求的实验教学新模式。新模式在教学上能够充分尊重学生的兴趣和特长,激发学生个性的张扬,全面调动学生学习的主动性、积极性,促使学生自我约束,自我激励,敢于竞争,主动学习。
2.2 改革实验教学内容
近年,学校合理修订人才培养方案,进一步完善和调整指导性教学计划,在机械、土木、汽车、材料等专业的工程力学实验单独设课,这使得实验教学更加灵活,我们在实验设置上增加了综合性实验的比重,调整了实验教学的内容。
一、基础性实验。精选了低碳钢、铸铁的拉伸、压缩、扭转和弯曲实验,以及低碳钢弹性模量E、剪切弹性模量G测定等基础力学性能实验。
二、综合性、设计性的实验。如低碳钢弹性模量测定及仿真实验、叠(组)合梁弯曲主应力测试和薄壁圆管的弯扭组合变形实验、应变片粘贴实验等,我们将原来单一的教师制订实验方案,学生机械式的测量数据,调整为全部由学生来完成,学生先自行设置实验程序并进行仿真,再用自己的程序完成实验操作。这样极大的调动了学生实验的主观能动性,提高了他们的积极性和兴趣。
2.3 实验考核改革与创新
实验成绩考核是实验教学的关键环节,只有建立科学的实验成绩考核制度,完善实验课程考核方法,才能真正发挥实验课程教学的重要作用。力学实验室对实验成绩的考核办法进行了积极的改革探索,经过几年来的实践,形成了适合我校实际情况的实验课程成绩考核办法。
3.实验教学改革与创新思路
工程力学实验课教学改革是一个持续的过程,在总结过去经验的基础上,我们对今后的实验教学改革提出几点设想:
3.1 教学内容
实验教学内容改革是实验课程改革的内涵和关键。我们将进一步完善实验项目,丰富实验内容,提高综合性、设计性实验项目比例,培养学生的综合应用与实验能力,提高学生的实验技能。学生可自行设计弯曲变形测定实验、等强度梁、静载荷测定实验等。
3.2 教学手段
优化实验教学手段,提高实验教学效果。充分利用单独设课的灵活性,进一步优化教学手段。
3.3 考核方法
工程力学实验作为一门独立的课程,在考核方法上一定要有所创新,不能等同与理论考核,也不能以一张试卷来论优良中差。应进一步改进考核方法,强化考核手段,通过过程性考核代替终结性考核。
3.4 与职业技能接轨
充分利用现有的设备和人员把实验室变成《材料力学性能检验工系列》职业技能培训和鉴定基地。让学生尽早接触工程实践,获取所需职业资格证书。
4.结束语
工程力学实验教学改革的目的是为了提高实验教学的质量。要提高工程力学实验的教学质量,必须规范实验教学内容、教学方式和手段,以及考核方式等各个环节,充分发挥教师的指导作用。在实验教学中,采取相应的措施发挥学生的主观能动性,培养学生的科学思维和科学态度,锻炼学生的工程实践能力,培养全面发展的高素质、创新人才。
参考文献
[1]王建祥,苏枋,葛倚汀.工程力学实验教学的改革与探索[J].实验技术与管理