材料力學實驗報告范文

導語：如何才能寫好一篇材料力學實驗報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞 材料力學；實驗教學；教學改革；校園網

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：B 文章編號：1671—489X（2012）30—0048—02

材料力學是工科專業的重要專業基礎課，理論課和實驗課相輔相成，缺一不可。力學實驗作為力學課程中不可分割的重要實踐性教學環節，可以使學生學到力學實驗的基礎知識、基本技能和基本方法，對學生鞏固基礎理論、強化基本操作技能、培養思維能力十分重要[1]，同時對培養工科學生用科學的方法來研究處理實際問題的能力，培養學生的實踐能力和創新精神，提高學生的綜合素質也有著極其重要的作用[2]。

隨著網絡技術的發展，以及校園網建設的完善，為實驗室的網絡化平臺建設提供了條件。以校園網為依托，建設材料力學網絡化實驗教學平臺，通過該平臺有力地提高了材料力學實驗的教學組織能力，同時加強了實驗室的綜合服務能力。

1 建設思路

信息技術的發展為教學改革提供了有力保障，實驗教學的信息化建設能夠提高工作效率和管理水平，是目前教學改革的一個發展趨勢。針對南京工程學院實際情況，材料力學實驗教學的改革主要在增進教學管理水平、增強教學效果等方面下工夫。

材料力學作為學校的一門重要的專業基礎課，學生分布在各個院系，教師根據各個上課班級的課表情況組織實驗，同時實驗室的接待能力有限，時間安排上容易沖突。因此，要求網絡化實驗教學平臺能夠有效地進行實驗課表的安排，提高教學管理水平。

如果學生能夠在做實驗前對實驗內容和步驟進行深入了解，學生帶著問題和想法進行實驗，則能夠大幅增強實驗效果。這樣就要求教學平臺能夠提供詳盡的關于實驗的電子資料，并促進學生實驗前進行充分的預習，同時提高學生的學習興趣。

培養學生分析和解決實際問題的能力，只有按教材章節安排的單科目實驗是不夠的，必須有接近工程實驗的綜合性、設計型實驗[3]。針對一些對力學要求高的專業，以及對力學特別有興趣，想進一步深入學習的這部分學生，應建立開放式的實驗教學環境[4]，多組織綜合性、設計性實驗。網絡化實驗教學平臺應能夠提供學生自主選擇、申請實驗的機制，教師組織一些綜合性、設計型實驗，學生可以根據自身情況和興趣自由選擇，同時學生也可以申請開展某個實驗。通過這樣一種教與學的深度結合與互動，能夠有效提高學生的自主學習能力、工程實踐能力以及創新能力。

2 平臺建設

針對建設思路，結合學校實際網絡建設情況，基于校園網搭建B/S架構的材料力學實驗教學平臺，同時外網可以訪問，擴大平臺的使用范圍。教學平臺的功能設計在面向教師和學生充分調研的基礎上形成，主要的功能模塊如圖1所示。

2.1 學生子系統

學生子系統涉及的模塊提供學生使用，本文僅對主要模塊進行簡要說明。

1）資源庫瀏覽。將材料力學及其相關知識以資源庫的形式組織起來，通過對資源庫中各種資源的學習，學生可以強化課堂學習內容，拓展知識面。平臺還允許學生新增資源，或者對已有資源進行修改和補充，類似于維基百科，鼓勵學生參與到資源庫的維護中，提高學生的學習興趣，同時豐富了資源庫。

2）實驗預習。實驗前的預習是一個很重要的環節，為提高學生的積極性，預習資料按照實驗內容、實驗步驟、實驗動畫演示、實驗心得進行分類。已做過實驗的學生可以將實驗心得發表在平臺上，進行實驗預習的學生可以通過實驗心得獲取做此實驗的經驗或者教訓。為鼓勵已做實驗的學生發表實驗心得，可以在實驗成績上予以體現。

3）報告提交。以往的實驗報告都是紙質的，既浪費資源，又增加了實驗教師的工作量。現在學生的實驗報告可以通過平臺提交給實驗教師，教師可以在線批改報告，并提交成績，大大提高了工作效率。

4）實驗申請。對材料力學要求較高的專業以及學習興趣較濃的學生，做完課程規定內的實驗之外，還想進一步多做些綜合性、設計型的實驗。為此平臺開放了一批該類型的實驗，全校學生都可以申請，根據申請的人數以及申請的實驗時間，平臺進行統一安排，盡可能地滿足學生、教師、實驗室等各方面的要求，提高管理水平。

學生在深入學習的過程中，往往會產生各種想法，通過實驗進行嘗試或驗證，學校應該鼓勵這種自主學習，這樣才能鍛煉和提高學生的創新意識。通過實驗申請功能，學生可以申請平臺實驗庫中沒有的實驗，實驗教師對學生提出的實驗進行評估，對實驗申請進行反饋，并盡可能提供實驗環境。

2.2 教師子系統

教師子系統涉及的模塊提供教師使用，本文僅對主要模塊進行簡要說明。

1）課表生成。需要進行材料力學實驗的學生分布在各個院系，進行實驗安排時，需要充分考慮學生課表、實驗室的接待能力等各種因素，因此手動安排實驗課表比較繁瑣，通過課表生成功能可以輕松生成實驗課表，并可以進行微調。

2）報告批改。學生在平臺上提交實驗報告后，實驗指導教師可以在線批改，批改后的實驗報告反饋給學生，學生接收到批改后的報告可以向實驗教師提問。通過針對實驗報告的相互反饋，促進教學相長。

3）成績錄入。實驗教師可以針對學生的預習情況、實驗情況、實驗報告以及平臺互動情況進行成績評定，平臺會自動收集平臺中學生的相關信息，輔助實驗教師打分。教師錄入成績后，學生可以通過平臺查詢成績。

4）實驗管理。平臺維護一個實驗庫，包括單科目實驗、綜合性實驗、設計型實驗、學生自主設計實驗。通過實驗庫的建設和管理，能夠有效積累實驗資源。

5）資源庫管理。平臺中的資源庫是開放的，鼓勵學生參與，學生可以補充、新增資源，力爭將資源庫建設成本校的材料力學“維基百科”。

3 結束語

建設材料力學網絡化實驗教學平臺，是利用網絡信息技術進行材料力學實驗教學改革的一次有益的實踐。實踐證明，通過基于校園網的材料力學實驗教學平臺的使用，提高了學生的學習興趣，增強了學習中的參與和創新意識，從而改善了學生的學習效果。同時學校的材料力學實驗教學管理水平也得到大幅提高。

參考文獻

[1]宋克志，周慶坡，吳江龍.材料力學開放實驗教學平臺建設探討[J].高等建筑教育，2012（2）：115—117.

[2]賈賢安，劉一華，詹春曉，等.力學實驗教學改革的探索與實踐[J].合肥工業大學學報：社會科學版，2003（5）：88—90.

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關鍵詞：PBL教學法；材料力學實驗；教學模式

作者簡介：鄭艷（1973-），女，山東臨沂人，桂林理工大學土木與建筑工程學院，副教授；莫時旭（1964-），男，廣西桂林人，桂林理工大學土木與建筑工程學院，教授。（廣西 桂林 541004）

基金項目：本文系廣西高校青年教師教學業務能力提升計劃資助項目的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）31-0139-02

材料力學實驗是高等學校工科學生必修的專業基礎課程，桂林理工大學土木工程、機械工程等14個本科專業都設置了材料力學實驗課程。材料力學實驗是鞏固材料力學基本概念、樹立嚴謹科學態度、培養學生創新精神、增強工程實踐能力、提高學生綜合素質的重要環節。[1]隨著學生數量增多、實驗課時減少、實驗設備缺乏和人員編制不足等問題的出現，高校實驗教學往往疲于應付，很難達到優質高效的實驗教學效果，更談不上對學生綜合能力的培養。目前在材料力學實驗教學中存在一些問題，主要表現在：輕實驗重理論，實驗教學基本是由教師講解實驗內容、演示實驗過程，學生按步驟完成實驗、記錄數據，最后提交實驗報告。學生在整個實驗教學中只是按照教師或教材的指導機械地操作儀器，缺乏深入的思考過程，甚至有些實驗項目因為設備臺套數太少而只能走馬觀花，學生收獲甚少，對相應的理論知識也只是一知半解，實驗課無法提高和加深學生對理論知識的掌握與運用。

教育部在2007年下達了實施“國家大學生創新性實驗計劃”的通知，要求探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，倡導創新性實驗改革，帶動廣大學生在本科階段得到科學研究與發明創造的訓練，改變目前高等教育培養過程中時間教學環節薄弱、動手能力不強的現狀，改變灌輸式的教學方法，形成創新教育的氛圍，建設創新文化，進一步推動高等教育教學改革，提高教學質量。[2]很顯然，目前材料力學實驗教學的現狀無法滿足學生創新實踐能力的培養。

一、PBL教學法的提出

PBL（problem-based learning）是以問題為導向的教學方法。1969年由美國的Barrows教授提出，目前已發展成為國際上非常流行的一種教學方法。

在教學過程中，PBL教學法以培養學生的能力為目標，是以學生為主體，以問題為基礎，以教師為導向的啟發性教育。與傳統的教學法不同，PBL將問題與學習掛鉤，讓學生投入到問題的思考中；不是以教師講授為主，而讓學生主動學習；它設計具體的教學任務，把學習過程設置到有意義的、復雜的問題情景中去，通過學習者的自主探索和相互合作來分析、解決問題。PBL教學法充分發揮了在學習過程中問題的指導作用，讓學生學習了隱含在問題背后的專業知識，從而調動了學生的積極性和主動性，培養了他們自主學習的能力和解決問題的技能。

目前在許多國家PBL教學法得到了廣泛應用，最初應用在醫學領域，后來被逐漸推廣到管理學和工學等專業領域中。1993年斯坦福大學成立了PBL實驗室，旨在促進本科生、研究生能夠參與到跨學科、跨地域的合作中來。蒙特瑞伊技術研究學院針對工科教學中存在的問題，試圖通過使用PBL教學法來解決。奧爾堡大學在土木工程專業科學碩士教學體系中也采用了PBL教學法。[3]

本文把PBL的教學理念引入到材料力學實驗教學中，研究和實踐PBL教學模式在該課程中的應用，提高了桂林理工大學工科大學生運用知識的能力、自主學習的能力和獨立研究的能力。

二、PBL教學法在材料力學實驗中的實施

為了提高學生分析問題和解決問題的能力，促進學生對材料力學理論課程的理解，更好地調動學生的主觀能動性，筆者把PBL教學法應用到材料力學實驗教學中，采用了教師提出問題—學生分析解決問題—教師總結點評的教學思路，充分發揮了實驗教學在工科學生學習過程中的作用。

1.教師提問問題——設計實驗命題

材料力學實驗教學的時間一般安排在相應的理論內容講授的2周后。因此，在任課教師講授理論課的同時，就把相應的實驗命題下達給學生。任課教師設計實驗命題時，改變了原來僅僅是驗證材料的基本力學性能或驗證構件應力分布規律的目的，注重與工程實際問題相結合，增大基礎力學基本實驗的信息量和新穎性；加強對學生進行現代力學測試方法和實驗技能的訓練；增強了實驗的思考性和啟發性，培養學生通過實驗發現問題、研究問題的能力。[4]例如：在設計金屬材料拉伸實驗時，學生首先要對實驗進行設計，查閱相關文獻資料，通過閱讀金屬材料拉伸實驗的國家規范文件，學生可以了解實驗對試件形狀尺寸的要求，以及為什么實驗過程中要采用標準比例的試件，掌握對實驗測試條件的具體規定；根據不同金屬材料的強度，設想出拉伸實驗對相應設備的技術性能要求，包括對載荷及位移傳感器的量程和精度要求，對萬能試驗機的加載能力的要求以及加載速度的設定等。準備工作就緒后，學生就可到實驗室熟悉萬能試驗機、載荷和位移傳感器等設施，了解該實驗設備的適用范圍，掌握參數的設置方法，為下一步實驗做準備。基于上述信息，學生可以擬定出金屬材料拉伸實驗的程序步驟，并擬定出數據處理方法。把文獻所得和實驗設備的調研內容寫成實驗預習報告，并交任課教師評閱，任課教師認為合格后學生就可進入實驗室完成拉伸實驗。在用電測法測量構件的應力、應變的同時，由任課教師首先講解應變片的工作原理、電橋原理和電阻應變儀的使用方法、注意事項，然后準備多種試件（不同材料和構件）讓學生自行分析按何種方向貼應變片、如何貼，讓每一位學生都參能與到小組討論中，然后以每個小組的討論結果定出自己小組的具體實驗方案。

2.學生分析解決問題——動手做實驗

學生查閱實驗規范并掌握設備的性能，對實驗有一個明確的思路，從而可以確定實驗方案，各實驗小組可與實驗教師聯系，確定實驗時間并按要求完成相關實驗操作、數據收集整理。在實驗過程中，繼續啟發學生思考一些問題，如在金屬材料拉伸實驗過程中，讓學生思考低碳鋼什么時候產生屈服、什么時候強化？鑄鐵、鋁合金材料的拉伸過程應該是什么樣子？不同材料的強度極限σb、屈服極限σs、面積收縮率ψ和延伸率δ會有什么不同？并讓學生自己選擇不同的材料進行拉伸實驗，通過實驗進行對比得出結論，思考在實際工程中如何去選材，從而明白選材的重要性。[5]實驗過程中比較不同材料的應力—應變曲線的不同，思考為什么工程結構中要保證破壞形式是塑性破壞，而盡量避免脆性破壞？為什么工程中鋼材的設計強度值要選用屈服強度？通過一系列的提問增加學生通過實驗發現問題、思考問題、研究問題、從而掌握、獲取并運用知識的能力。

3.教師總結點評——師生互動總結實驗

實驗完成后，學生分別撰寫實驗報告，除了完成相關的實驗過程和實驗數據的整理分析、圖表繪制外，還需對實驗過程中遇到的問題進行思考總結，如有時拉伸曲線不太理想是什么原因？完成實驗后，學生要在規定的時間內上交實驗報告給任課教師評閱，必要時任課教師要進行統一評析，引發學生積極探討，加深對理論知識的掌握和理解。

三、結論

實驗教學是工科大學生人才培養中極其重要的一個環節，經過3年的實踐，把PBL教學法應用在材料力學實驗教學中，筆者發現除了能較好地完成材料力學實驗教學任務外，還提高了學生的一些能力。

1.增強了理論聯系實際的能力

對于工科大學生來說，理論教學和實驗教學是相輔相成的。[4]PBL教學法應用到實驗課教學中可以為我們提供較好的情景教學平臺，通過實驗教學環節，學生可以將所學的知識和實踐聯系起來，從而增強學生對所學專業知識的理解和運用，提高他們分析問題和解決問題的能力。如在金屬材料的拉伸實驗中，在確定材料的塑性性能時，需要確定試件拉伸前的截面面積，按規定采用三點法（標距線內兩端及中部）十字交叉測量取平均值作為每個斷面的直徑，取三個直徑的最小值為原始截面直徑，從而換算出截面面積。在確定直徑環節，啟發學生思考取最小直徑作為原始截面直徑的原因并讓他們相互討論，經過探討使學生們了解在拉伸過程中截面最小的地方發生破壞，讓他們在體會活學活用的樂趣的同時，增強其理論聯系實際的能力。

2.培養了自主學習的能力

在應用PBL教學法進行材料力學實驗課教學的過程中，學生要獨立完成實驗，僅靠書本知識遠遠不夠，還必須去查閱相關文獻資料，如金屬材料拉伸的國家標準實驗方法、材料性能規范手冊、材料力學實驗教材等。在文獻檢索過程中，學生需要開動腦筋自己尋找學習內容，這是一個自主學習的過程，學生在這種不斷尋找、不斷發現、不斷思考、不斷補充完善的完成任務的過程中得到了良好鍛煉，培養了學生自主學習的能力，并在今后的工作中受益無窮。

3.提高了獨立研究的能力

在材料力學實驗教學中應用PBL教學法，不僅可以提升學生的基本專業技能，還可以使他們的思維方法得到科學訓練，使學生掌握踏入社會進行專業研究所必需的基本實驗技能和科學實驗方法。如文獻檢索的能力、實驗設備及相關工具的應用能力、實驗數據處理及誤差分析能力等。在PBL教學過程中，學生通過查找文獻、分析與解決實驗問題，培養和鍛煉了學生獨立思考的能力，為學生將來進行專業技術研究打下堅實基礎。此外，在應用PBL教學法進行材料力學實驗課教學的過程中，學生分小組進行實驗，為了較好地完成實驗任務，必須要求小組成員分工協作，需要他們相互討論、補充、歸納，既要有分工，集眾人智慧；又需要合作，集體完成實驗。需要學生既要有獨立思考能力，又要有團隊合作意識，在這個過程中，他們的獨立研究能力也能進一步得到鍛煉和提高。

參考文獻：

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[2]徐國強，胡玉林.材料力學實驗教學模式改革的探索和實踐[J].高校實驗室工作究，2011，（4）：36-37.

[3]黃英，李貴林，等.PBL教學模式在專業實驗教學中的應用研究[J].中國電力教育，2012，（35）：94-96.

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關鍵詞：材料力學 實驗教學 設計實驗 綜合實驗

《材料力學》課程在土木工程專業中是一門重要的基礎專業課,相對于其它專業課來說知識比較抽象,其理論性較強,其基本理論知識是往后課程學習和以后工程設計和工程實踐中最基本的理論根據之一,涉及眾多工程領域。學生通過學習,了解和掌握材料力學研究方法,能運用材料力學理論和計算方法去分析、計算解決實際工作中遇到的一些工程問題。實際教學中,由于本門課程具有理論性強、概念知識多、內容抽象、邏輯嚴密等特點,使教與學都頗具困難,因此,需要教學老師在教學實踐中不斷探索研究,提高教學質量、改善教學方法。材料力學的實驗教學能使學生學到的抽象理論知識與實際情況結合起來,有助于建立完整的材料力學知識體系,另外實驗教學有利于學生自學學習能力和創新能力的培養,在教學改革中應該重視實驗教學環節。

一、材料力學實驗教學內容的現狀

1.實驗課內容陳舊、單一

一般來說,材料力學實驗課的實驗項目少且較為單一,主要有是對鑄鐵和低碳鋼兩種金屬材料進行簡單的材料力學性能測試,包括拉伸、壓縮、扭轉、彎矩等主應力的驗證性實驗,內容形式固定,與工程實際情況聯系不強。在實驗中,學生都是按指定標準化程序實驗操作,實驗內容設計上也沒有預留多少讓學生有自主創造的空間,這樣不但影響學生的學習熱情,還扼殺了學生的創造思維。

2.實驗條件不充足

隨著高校擴招政策實施,在校學生數量不斷增多,導致現有的儀器設備臺套數遠遠不能滿足現有學生人數的使用需求,而學校短期內又無法投入大量的人力物力不斷擴張實驗室面積、實驗儀器數量。這樣,迫于現狀許多院校作出無奈選擇,以前學生三兩人一組做實驗,現在要五六人一組做實驗。這樣形成了實驗過程中個別人操作,多數學生觀摩和記錄的現象,這樣就導致了許多學生抄襲以及對實驗敷衍的心理。

二、材料力學綜合設計型實驗教學方法

1.引入綜合設計型實驗內容

結合經典材料力學實驗方法的基礎上,調整實驗內容增加設計綜合設計性實驗內容,為學生提供寬松、開放的實驗環境,讓學生根據自己的意愿和能力靈活開展實驗。在實驗中,老師不設定具體實驗方法方式。開展實驗前,學生幾個人自由組成以實驗小組,分工合作,要閱讀實驗大綱要求、明確實驗目的、了解實驗室現有條件、自主查閱資料等,然后設計實驗方案,跟老師討論實施實驗可行方案,最后獨立完成實驗,完成實驗研究報告或實驗小論文。

綜合設計型實驗要求老師始終以輔助的角色從旁指導學生實驗,在確定大致的實驗內容、提供相應實驗環境和保證學生實驗安全的基礎上,讓學生充分發揮主觀能動性。實驗對象不限于單一的金屬材料,學生可根據自己的興趣設計自己的實驗方案。實驗的工具也不限于實驗室里的儀器設備,學生充分發揮所長,可以自主設計簡易儀器設備,可以采用計算機編程、數值模擬試驗等。實驗的時間也不限于正常上課時間,一個實驗項目可以在幾天至兩個星期內完成,讓學生有充分時間調研、討論和實驗,同時也可以達到分流學生充分利用實驗室資源的效果。

比如,學生要測量某種材料的力學性能,在完成資料調研和設計好實驗計劃書后,給老師檢查,經過討論交流,確定方案可行。然后老師就組織學生講解和教會學生各種儀器設備的實驗原理、操作方法和注意事項,學習電子萬能試驗機、壓力試驗機、扭轉試驗機、材料力學試驗臺、各種傳感器、百分表等儀器設備的使用,掌握應變儀的操作、電阻應變片的粘貼方法,了解電測法基本原理等,在學生熟悉整個過程后就可以開始獨立自主開始實驗了。實驗完成后按照要求編寫實驗報告或小論文。這樣的實驗教學方式,老師不再是主要的角色,學生自己掌握了實驗過程中的主動性,自己動手、自己動腦、自己發現問題和解決問題。學生可以現學現用,及時掌握鞏固所學,激發學生學習積極性。

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關鍵詞：萬能材料試驗機，偏心拉伸，彎組合變形，設計

 

1 引言

萬能材料試驗機是科研單位對金屬材料進行力學性能的測試的主要大型設備，同時也是工科院校材料力學實驗室的重要設備。論文格式，彎組合變形。工科院校材料力學實驗室依靠萬能材料試驗機完成對低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸、壓縮、剪切和梁的彎曲實驗，通過實驗教學讓同學們了解低碳鋼和鑄鐵兩種材料的不同力學特性，驗證教材理論公式，測定彈性模量E和泊松比等，都可以在萬能材料試驗機進行。論文格式，彎組合變形。

眾所周知：萬能材料試驗機只能對材料施加拉伸、壓縮、剪切和彎曲四種基本變形，要想同時實現拉伸和彎曲組合變形，（偏心拉伸實驗）依靠現有的萬能材料試驗機是無法實現的，因為材料試驗機只能對材料進行軸向拉伸。但我們只要對材料試驗機稍加改造，就可以實現即拉又彎的復合變形（偏心拉伸實驗），筆者在這方面進行了嘗試，達到了預期的目的，下文介紹怎樣稍加改造，實現偏心拉伸實驗以及完成偏心拉伸實驗的試驗數據報告。

偏心拉伸是材料力學實驗教學項目之一，該實驗內容旨在考察學生對拉彎組合變形章節對應用。論文格式，彎組合變形。偏心拉伸是工程中需要考慮對實際問題，理想軸向拉伸固然好，但從工程機構設計的安全因素，需要考慮允許誤差的偏心距e。論文格式，彎組合變形。

傳統的萬能材料試驗機上無法對偏心拉伸進行測定，采用偏心拉伸簡易裝置可以在任何一臺萬能材料試驗機上進行偏心拉伸實驗，從某種意義上說，偏心拉伸簡易裝置擴展了萬能材料試驗機的功能。論文格式，彎組合變形。論文格式，彎組合變形。

2 設計偏心拉伸簡易裝置

首先介紹稍加改造的主要事實，所謂稍加改造就是在萬能材料試驗機的上下夾頭之間增加間接裝置。

2.1結構圖

圖1 偏心夾具裝配示意圖

圖2 偏心夾具分解示意圖

按圖1和圖2加工偏心夾具和偏心試樣安裝在試驗機的上下夾頭之間，就可以進行偏心拉伸實驗

3 偏心拉伸方案

圖3 偏心拉伸試件及布片圖

3.1實驗原理和方法

偏心拉伸試件，在外載荷作用下，其軸力N=P，彎矩M=P·e，其中e為偏心距。根據迭加原理，得橫截面上的應力為單向應力狀態，其理論計算公式為拉伸應力和彎矩正應力的代數和。即

(1)

偏心拉伸試件及應變片的布置方法如圖3，R1和R2分別為試件兩側上的兩個對稱點。論文格式，彎組合變形。則

ε1=εP+εM （2）

ε2=εP-εM （3）

式中：εP—軸力引起的拉伸應變；εM—彎矩引起的應變。論文格式，彎組合變形。

將（2）（3）得到：

（4）

（5）

按單臂外加溫度補償電阻聯接橋路，分別測R1和R2的應變值并記錄列表

圖4 單臂外加溫度補償電阻聯接橋路

圖4中AB間接待測電阻R1和R2由切換開關控制，BC間外接溫度補償電阻.

4 實驗報告

實驗給定條件如表1所示。實驗數據記錄如表2。

表1 實驗相關數據

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作者簡介：張旭光（1986-），男，重慶大學城市科技學院土木工程學院助教，碩士，主要從事地圖學與地理信息系統研究，（e-mail）36258802@qq.com。

摘要：針對獨立學院本科培養應用型人才的定位要求，總結傳統教學中存在的不足，結合獨立學院學生的特點，有針對性地探討改善實驗課教學質量，提高實驗課教學效果的解決方法，探索適合獨立學院學生力學實驗課程的教學方法。

關鍵詞：材料力學；實驗課；教學方法；獨立學院

中圖分類號：g642423文獻標志碼：a文章編號：10052909（2013）05012504材料力學作為土建類學科的一門技術專業基礎課程，其教學直接影響專業課的學習。材料力學實驗課程是材料力學課程的重要組成部分，通過實驗課程可以更好地把理論與實踐緊密結合。學生通過自主動手，現場操作實驗，用所得的實驗數據與理論值進行對比，對公式進行驗證，了解不同材料的力學特性，可培養學生獨立思考問題、處理問題、以及實踐動手的能力，同時也可加深學生對材料力學理論內容的理解[1]。

然而，材料力學實驗課程的教學在許多院校得不到重視。部分學生認為，實驗課可有可無，做實驗只是抄抄數據，寫寫實驗報告。學生對動手做實驗失去興趣，只看不做，或者隨意操作，應付了事。長此以往，隨著學生對實驗課重視程度的降低，開出的實驗課也難以達到預期的目的[2]。如何增強學生對材料力學實驗課的重視程度，激發學生的積極性，讓學生在實驗過程中開動腦筋、鍛煉分析解決問題和實際動手的能力，是材料力學實驗課程改革的方向和目的。

一、各類高校材料實驗課程開展現狀

材料力學課程是土建類專業的基礎課程，全國相關院校相關專業普遍開設該門課程。由于各高校辦學培養目標和生源的差異，各類院校開設該課程的具體情況也不盡相同。985、211等重點大學，整體師資力量雄厚、辦學歷史悠久，力學實驗教學方案相對成熟。獨立學院招收的學生一般為三本生源，進校分數線與一二本學校生源存在差異，培養目標也不盡相同，如果生搬硬套他們成功的經驗，往往事與愿違，達不到預期的教學效果，相反還會導致拔苗助長，不符合獨立學院的人才培養目標。在一些重點大學，材料力學由理論課教師和實驗課教師分別教授。雖然這樣可以減輕教師的工作強度，發揮各自的專長，但是在實施過程中，往往會出現由于教師之間溝通不暢，導致理論教學與實踐有所偏差。

高職高專學校的人才培養目標是培養面向生產一線的技能型應用型人才，由于該類學校定位側重于學生實踐技能的培養，通常只要求學生掌握具體的實驗操作方法和技能，與實驗相應的理論基礎教學部分往往被忽略[3]。

獨立學院是由普通本科高校（申請者）與社會力量（合作者，包括企業、事業單位，社會團體或個人和其他有合作能力的機構）合作創辦的進行本科層次教育的高等教育機構。由于社會經濟發展迅速，普通一本、二本院校的教學資源已不能滿足社會需求，為了普及大學本科教育，提升國民教育水平，提高整體國民素質，獨立院校順應時展應運而生。

獨立學院的培養定位介乎于一本、二本院校和高職高專之間。如何根據自身特點，形成自身的課程體系尤為重要。目前獨立學院材料力學實驗課主要存在如下問題。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

張旭光，等獨立學院土木專業材料力學課程實驗教學研究與探討

其一，獨立學院主要側重于培養應用型人才，動手能力的培養尤其重要，但又有別于高職高專只重視實際操作的做法。大多數獨立學院辦學時間較短，在很多方面沿用母體學校的教學模式，教師過分強調理論闡述，而忽視了在實驗中培養學生的動手能力[4]。所開設的實驗課程大多屬于驗證性實驗，以至于學生知道實驗的目的是驗證某一定律，然后根據相應實驗步驟按圖索驥得出實驗結論，無論最終實驗數據正確與否都不會改變實驗結論的正確性。在這種現實情況下，學生對實驗操作漸漸沒有了預期，積極性也隨之降低。

其二，獨立學院辦學時間較短，招生規模大，部分課程安排不夠仔細，同一天內有可能連續做幾門課程的實驗，學生在短時間內難以消化，加之實驗室建設不夠完善，相應實驗課的配套儀器不齊全，使得大多數時間學生只能看，不能動手操作，力學實驗直接變成演示性實驗，嚴重影響實驗課的教學效果。

隨著科技的進步以及時代的發展，材料力學實驗也應該相應改善。傳統單一式的教學方法已遠遠不能滿足現代教學的需求，需要對實驗進行適當創新，探索適合獨立院校實驗課教學的新路。

二、獨立院校材料力學實驗課的探索

獨立學院材料力學實驗課程改革首先需要改革實驗內容、教學手段和方法，應該與母體學校及高職高專有所區別。基于獨立學院培養目標的定位要求，筆者經過實踐調查，初步探索了一些行之有效的教學方法，在實踐教學中收到了良好的效果。

（一）實驗內容的改革

一般傳統的材料力學教學實驗內容主要針對低碳鋼和鑄鐵的拉壓試驗，但是對于土木工程專業，今后工作將面臨的不僅有低碳鋼和鑄鐵這兩種材料，還會接觸大量的非金屬材料，如混凝土、木材、石材等。這些材料的力學性能實驗對于學生學習專業課程以及今后從事相關工作意義重大，因此，筆者建議在材料力學實驗教學中增加混凝土抗壓實驗，以滿足學生專業課程學習的需求[5]。

（二）問題式實驗教學方法的實踐

獨立學院的定位要求側重于培養學生的動手能力。根據相關理論知識，通過學生自主動手達到突出實踐操作、理論與實踐相結合的效果。下面以低碳鋼拉伸試驗為例闡述如何達到該效果。

低碳鋼拉伸試驗是傳統的教學實驗，是通過測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率和面積收縮率等各項參數指標，繪制應力應變曲線圖，通過曲線圖了解材料在受拉時力與變形的關系（如圖1）。在材料力學課程中，對低碳鋼的力學性能作了詳盡的講解，學生在實驗前就了解低碳鋼在受拉時其變形要經歷彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段等4個階段，實驗可以讓學生更為直觀地看到低碳鋼拉伸時的這種力學性質。因此，實驗往往以觀看實驗結果為主。為此，設計了問題式實驗教學方法，以期在這一實驗過程中培養學生的觀察能力、分析能力和動手能力。 圖1低碳鋼應力應變曲線

在實驗課開始初，首先布置課前預習作業：“思考低碳鋼拉伸實驗目的是要驗證哪些力學特性，通過觀察哪些參數指標進行驗證，并將它們一一列舉。”接著，讓學生詳細閱讀理論內容，自己分析總結，然后分組提問。由于學生對理論內容已經非常熟悉，因此第一問題很容易回答。對于后一個問題，正確的答案是通過對屈服極限、強度極限、延伸率和面積收縮率等指標進行測定，繪制相應曲線來觀察其中的關系。而學生的回答通常不夠全面，漏掉某個指標參數。這些問題反映出學生對理論知識不夠熟悉或者理解不夠深入，針對此要著重加以講解。以上兩個問題在材料力學教材中都有詳細的介紹，通過課前提問的方式，既可以進一步熟悉理論知識，有針對性地答疑，又避免了面面俱到的講解，節約了時間[6]。

接下來，進一步追加提問：“在實驗過程中怎么獲取這4個指標參數？”并讓學生分組討論。此問題是對此實驗原理的進一步升華。如果學生通過思考，分組討論，最終能夠很好地回答出該問題，那么此次實驗就達到了應有的效果。

為了讓學生更好地掌握實驗儀器的操作方法和相關注意事項，教師首先應親自演示實驗操作過程，讓學生知道通過實驗操作獲取相應指標，以便學生在自己動手操作時可以有重點的、有目的地進行觀察[7]。

首先，開動電源，打開液壓式萬能實驗機。在夾具上安裝試件，同時明確告知學生：“當液壓式萬能試驗機的上下夾具夾好鋼筋后，禁止開動上下升降按鈕”，并讓學生思考原因。該問題直觀性很強，只要認真觀察都能回答。學生通常都是圍繞“對儀器或者是試件有損壞”等進行回答。然后給出正確答案：由于萬能試驗機的夾具在夾緊鋼筋后，按上下升降按鈕會使得夾具瞬間損壞，甚至由于鋼筋的突然斷裂導致不可預知的危險，所以禁止開動上下升降按鈕。

接下來開啟送油閥。在送油的過程中，提示送油速度的快慢對所加荷載的影響，然后讓學生著重注意軟件上圖像在4個階段的變化情況。在彈性階段，可以提問：“為什么曲線呈線性？”由于教材中已經作出相應解答：“此階段試件所受拉力在彈性范圍之內，所以形變基本成線性；如果去掉外力，則試件會恢復到原來長度。”絕大多數學生能馬上回答出答案。此問題可以加深對彈性階段圖像的認知。在屈服階段，可以讓學生思考“曲線為什么呈上下波動狀態”。經討論后給出正確答案：荷載相同的情況下，由于試件突然變長，使桿端出現了微

位移，導致圖像出現微小波動。這樣大大加深學生對曲線形狀的理解。同時要引導學生關注此階段圖上應變值明顯增加的位置，讓學生回憶此點是什么點。有學生回答：“屈服點”。然后接著問：“屈服點有什么作用？”學生開始回憶理論知識，想到屈服點所對應的應力就是屈服極限，進而解決了第一個參數指標“屈服極限”如何獲得的問題。在強化階段，重點觀察曲線的轉折位置，以同樣方法讓學生找到“強度極限值”。當進入頸縮階段后，立刻讓學生觀察鋼筋的變化，此時，會看到鋼筋慢慢變細，最終被拉斷。

在實驗操作過程中，通過提問、思考、回答的方式已經解決了如何觀察“屈服極限”“強度極限”兩個參數指標。接下來重點引導學生如何獲取剩余兩個參數指標。首先提問：試件延伸率的定義是什么？學生回答：延伸率是試件斷裂的長度和原長度的百分比。追加提問：根據這一定義怎么獲取數據？學生思考：由于原試件標距已知，只要獲取斷后試件標距即可。此時只需提醒游標卡尺的用法以及斷后試件標距的測量方法。面積收縮率也可用同樣方法獲得。這樣通過有針對地提出問題、重點觀察實驗、引導思考方向、學生自主回答四個步驟，既可輕松獲取了4個參數指標，又達到了教學相長、相互促進的目的。之后，還可以繼續提問：“低碳鋼拉伸實驗為靜力實驗，必須要保證所加荷載均勻，那么用什么方法可以達到均勻的效果？”這個問題剛開始看來似乎沒有頭緒，但實際并不難回答，在演示過程中已經給了相應提示，部分學生通過回憶可以想到“送油的速度影響荷載的大小”。那么，稍加思考便可以進一步得到：“只要送油速度均勻，荷載便可以均勻增加。”通過這些方法既讓學生牢記了實驗過程中的注意事項，又加深了對實驗理內容的理解。

接下來讓學生自由分組自行實驗，由于之前的演示實驗已經把相關問題及注意事項用問答的方式解決，學生印象十分深刻，因此，在自己動手操作實驗時就相對容易。分組實驗后，接著讓學生根據所測數據，繪制相應曲線圖。此時發現，每一組所繪制的圖像與理論圖像都存在差異。可以讓學生思考：“為什么有差異？”并作為課后思考題，在下節理論課前給予正確答案。學生經過思考，大多圍繞儀器操作誤差（送油的速度）和所測實驗數據誤差等方面進行回答。除了這些原因之外，重點提示材料本身的質量問題，使得最終答案更為全面。通過這些方法既可以延續學生思考實驗的熱情，又避免了實驗課學生盲目、隨意的情況發生。

三、結語

問題式教學主要是針對獨立學院的學生特點探索出的一條行之有效的方案，它不同于一二本大學教師單邊講授、學生單邊實驗的方式，也不同于高職高專只注重動手，而忽視理論教學的模式。通過提出問題——思考問題——回答問題的方法，不僅增進了教師與學生之間的互動，同時也鍛煉學生的動手能力和思考能力，大大改善了獨立院校材料力學實驗的教學效果。

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on the teaching method of experiments of mechanics of

materials for civil engineering in independent colleges

zhang xuguang， wang xiuzhen， li li， xiao mingkui

（city college of science and technology， chongqing university， chongqing 402160， p. r. china）

abstract： based on the requirement of cultivating applicationoriented talents， we concluded existent problems in the traditional teaching process and proposed some solutio

ons by considering characteristics of independent colleges. the solutions can improve the teaching quality in the experimental teahing of mechanics of materials course in independent colleges.

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作者簡介：孫旭峰（1972-），男，揚州大學建筑科學與工程學院副教授，博士，主要從事大跨度空間結構研究，（email）xfsun@yzu.edu.cn。

摘要：結構力學課程是土木工程專業的主要專業基礎課。由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間，所以長期以來不準確的定位導致多數學校的結構力學課程教學忽視實驗課。文章結合結構力學課程實驗教學平臺的建設實踐，探討了結構力學實驗在課程教學中的重要作用。

關鍵詞：土木工程專業；結構力學；實驗教學；教學改革

中圖分類號：g642423文獻標志碼：a文章編號：10052909（2013）05013304結構力學課程是土木工程專業力學系列課程中一門非常重要的專業基礎課，該課程的教學質量對于實現土木工程專業的“寬口徑”，以及培養能力強、素質高的土木工程師人才起著舉足輕重的作用。當前，土木工程領域計算機技術的廣泛應用拓寬了結構力學的應用領域，同時也對結構力學課程的教學提出了新的、更高的要求。從課程設置來看，并不能因為計算機技術的應用而降低基礎力學概念教學所占的比重。從國內外工科專業力學類課程的設置情況來看[1]，國內土木工程專業力學類課程學分的比例基本上小于10%，而國外均大于10%，并且目前國際上比較注重學生對“基礎知識”的掌握，因此，力學類課程全部為必修課。

從現代科學研究的角度看，應用型基礎力學課程應包括理論教學和實驗教學兩方面，結構力學課程也應如此。但在長期的教學實踐中，由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間，這一不確定的定位導致其實驗教學部分往往被忽視，而僅專注于課堂理論教學。正是這種忽視，造成了土木工程專業的學生很難從對單根構件受力概念的形象理解，過渡到對整個平面結構直至空間結構受力概念的形象理解，對其后續結構課程的學習及工作實踐，乃至進一步的深造產生很大的負面影響。

一、 土木工程專業開設結構力學課程實驗的必要性

力學概念是從實踐中來的，本科階段學習的應用力學更是如此。作為一名長期主講結構力學課程的教師，筆者能夠深切地體會到結構力學課程實驗在幫助學生理解概念方面的重要意義和作用。以幾何組成分析為例，在學習這部分內容時雖然課堂上已經清楚講解了二元體的概念，但有一部分學生在遇到具體問題時還是不清楚。如圖1a）所示，這些學生會將3-5-6當作二元體來對待。究其原因，是沒有把“鏈桿的約束”這個概念搞清楚，如圖1b）所示，他們在作幾何組成分析時把2-4-6和3-5-6作為剛片，而將1-2和1-3作為鏈桿。又如圖2所示，三個剛片間以三對平行等長鏈桿連接而成為幾何常變體系的情況，很多學生對此根本沒有一點感性認識。諸如此類的問題，還出現在對“定向支座可以約束哪些方向的位移、約束反力如何”等等概念的理解上，這都是由于沒有提供實驗條件讓學生親自動手去“試一試”造成的。在建筑力學的課堂教學中，教師利用自己動手制作的一部分桿件以及連接件，結合課程內容當場做演示實驗，或者讓部分學生自己來做實驗。從課程測試的結果可以看出，學生在這部分內容的出錯率有做實驗的與未做實驗的相比有大幅下降，這充分說明了“動手”的重要性。類似的情況還出現在諸如彎矩圖需畫在受拉一側、剛結點處的彎矩平衡、互等定理、影響線、穩定、動力特性分析等，因此，需要通過實驗幫助學生形象而深入理解該課程概念部分的知識。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

孫旭峰，陶陽土木工程專業結構力學課程實驗的教學實踐

圖1

圖2

土木工程專業所涉及的主要是房屋建筑、橋梁、隧道等結構體系。在理論講授及實驗中如能緊密結合專業特色，對學生學習專業課知識與增加學習興趣都將起到事半功倍的效果。比如鋼筋混凝土結構設計中“強柱弱梁”的概念，柱端先破壞時會形成幾何可變體系，而梁先破壞則還是幾何不變體系。這個概念一般在鋼筋混凝土專業課中講解，但如果在幾何組成分析部分將其列入實驗課內容，則會加強學生對專業知識的形象理解。類似的例子還有：單層廠房中的縱、橫向支撐體系，頂點位移法計算房屋自振頻率，結構抗震中的“鞭端效應”等等。但是在實驗設計方面，由于學生此時還沒有學習專業課程，所以結構力學實驗和之后的專業課實驗必須有所區別，不應設置過高的難度，否則將適得其反。

結構

力學研究的對象是結構體系的受力性能，而結構體系的布置是非常靈活的，所以結構力學實驗還應該與材料力學實驗有所區別。在實驗中應以提高學生的動手能力、設計能力為目標，可以自行設計構件、連接支座裝置及結構體系。以結構體系為例，不一定要限定為平面桿件體系，而可以結合高層建筑、空間結構（如網架、網殼、索結構、開合結構、折疊結構等）等，通過教師的適當啟發，充分發揮學生的自主創新的能力。除完成基本實驗外，結構力學實驗課程應結合學科競賽，為學生創造實驗條件。

二、 土木工程專業結構力學課程實驗教學實踐

2010年，筆者所在的揚州大學對土木工程專業進行了課程實驗的教學改革，建立了土木工程專業本科系列開放性實驗教學平臺，將材料力學、結構力學、土木工程材料、土力學、混凝土基本理論等課程的實驗整合為土木工程專業基礎實驗課程，共1.5個學分，48學時（實驗時數為學時數乘以2），分三個學期完成，并統一編寫了相應的課程教學大綱。實驗課程分為基本型、提高型及創新型三個層次，其中基本型實驗要求學生在一個設計完整的實驗框架下重新驗證結果，讓學生通過實驗來驗證所學相關理論推導結論的正確性，從而加深對知識的理解，培養學生的推理能力、分析能力，訓練其實驗技能；提高型實驗內容涉及該課程的綜合知識或與該課程相關的知識，對學生的實驗技能進行綜合訓練，培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力，要求學生綜合運用兩種以上的基本實驗方法完成同一個實驗，培養學生運用不同的思維方式和不同的實驗原理綜合分析問題、解決問題的能力，掌握不同的實驗方法和實驗技能；創新型實驗要求學生根據給定的實驗目的要求和實驗條件，自己設計實驗方案，選擇實驗器材，制定操作程序，學生必須運用自己掌握的知識進行問題分析和探討，著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。 實驗平臺中的結構力學實驗為新增設的模塊，按照實驗平臺建設要求并參考相關文獻[2-4]將幾何組成實驗、桁架及剛架靜內力測定實驗作為基本型實驗（實驗時數5，必選），將剛架穩定實驗、靜撓度測量實驗、影響線繪制實驗、結構優化實驗、自振頻率測定實驗作為提高型實驗（實驗時數2，5選1），將自行加載的模型實驗及其他實驗作為創新型實驗（實驗時數2，結合結構模型創新大賽，如獲獎還可取得相應的創新學分）。實驗課程各模塊按五級記分，其中平時成績（包括實驗理論及預習情況）占50%，實驗操作及實驗報告占50%，課程總成績以學期為單位按各模塊所得成績的平均值計分。

根據實驗平臺建設要求，揚州大學與南京航空航天大學合作研制了nhlx-gⅱ型剛架多功能實驗裝置，如圖3所示。該裝置由支撐剛架、定位板、支座、加載系統、加載桿等組成，可根據需要很方便地將支座更換為固定支座、鉸支座及定向支座等，可自由設置加載點位置，不僅可以完成剛架靜內力測定實驗，還可完成撓曲線測定、影響線繪制等實驗。在實驗中由學生自己粘貼應變片以及完成接線，以提高學生的實驗技能。在自主編寫的實驗報告中，除要求分析產生誤差的原因，還要求學生將實驗結果與結構力學求解器的求解結果進行對比分析，培養其科研思維能力，如：“計算中是否考慮剪切變形及軸向變形有什么影響？”、“考慮支座的實際尺寸時計算簡圖中計算長度的取值對結果有什么影響？應如何取值？”、“計算中是否考慮支座的實際彈性剛度對結果有什么影響？”等等。對這些問題的分析解答都是課堂理論教學所無法完成的。

圖3nhlx-gⅱ型剛架實驗裝置

在創新型實驗部分，學校將結構力學實驗與結構創新競賽（包括校內和校外競賽活動）相結合，引導學生進行自主學習，如三維空間體系的幾何組成分析及內力計算、簡單有限元軟件的應用（如sap2000）等等。圖4所示為學校舉辦結構模型制作及加載試驗比賽的場景，其中左圖為靜力加載，右圖為單向振動臺試驗。對于這些實驗，學生們參與的熱情非常高，達到了在趣味中感受結構力學的魅力，在趣味中提升對結構整體受力的感性認識的教學目的。

圖4結構模型制作加載試驗比賽

揚州大學自2010年課程實驗改革以來，結構力學實驗模塊的教學已在兩屆學生中得以實施。在課堂理論教學中可以明顯感到學生對結構力學學習興趣的增強，如課堂注意力較集中、課間課后提問較活躍等等。此

外，與實驗改革實施以前的兩屆學生（以每屆兩個教學班為單位）相比，幾何組成部分的卷面平均出錯率從19.3%下降為5.6%，做剛架彎矩圖時結點平衡概念的出錯率也大為降低，這從一個側面反映了結構力學課程實驗的教學成果。此外，學生還在各類結構創新大賽中屢獲佳績；以“減小支座彎矩”為概念的“抗震樓梯”設計還申報了國家專利，初步展現了創新型結構力學實驗教學的成果。

三、 結語

學校土木工程專業本科系列實驗教學平臺的專項建設，推動了結構力學實驗課程教學質量的提升。結構力學課程實驗的教學實踐成果主要體現在以下幾方面。

（1）實驗教學打破了結構力學課程課堂理論教學一統天下的局面，讓學生能真正參與課程教學互動，幫助學生學會獨立思考，并能靈活應用所學知識，與課堂理論教學形成良性互動。

（2）改革前后學生成績的對比，客觀上顯示了基礎型和提高型實驗在促進學生對課程基本概念的形象理解、基本技能和動手能力的提升方面的重要作用。

（3）創新型實驗的設置，激發了學生的創造性和自主學習的能力，增強了學生對專業的感性認識和學習興趣，取得了較好的實踐成果。

參考文獻：

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teaching practice in construction of structural mechanics course for civil engineering

sun xufeng， tao yang

（architectural science and technology institute， yangzhou university， yangzhou 225127， p. r. china）

abstract： structural mechanics is the main professional basic course in civil engineering. for a long time， the role of structural mechanics experiment is not so clear because it is something between the material mechanics experiment and the professional structural experiment. therefore， most universities neglect the experimental teaching in the structural mechanics course. based on the construction of experimental teaching platform for civil engineering undergraduates， we discussed the important role of experiment during the teaching and learning of structural mechanics.

篇7

關鍵詞 卓越工程師；工程力學實驗；裝備建設；師資建設

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0120-03

卓越工程師教育培養計劃是一項面向高等工程教育的重大教改項目，要順利推進該項目，就必須構建教學質量保障和評價的新體系[1]。實驗教學是教學體系中的重要一環，它可以幫助學生理解和鞏固理論知識，培養學生的實踐能力、創新能力以及實事求是的工作作風，這些正是卓越工程師所必需的基本素養。基礎力學的實驗教學涉及的工科專業多，影響面也較廣，其重要性是顯而易見的。但與此不相協調的現實是目前基礎力學的實驗教學在很多高校并未得到足夠的重視，主要表現為：實驗教學長期處于從屬地位，教學內容以驗證理論課的基本知識點為主，陳舊而缺乏更新，且教學手段單一；不能為學生創造獨立思考和動手實踐的空間等；在教學模式上往往是教師機械地灌輸實驗內容，學生被動地接受學習，依葫蘆畫瓢，這樣根本不能激發學生獲取知識的強烈愿望，極易造成學生的思維局限性和心理惰性，難以滿足對學生進行工程實踐能力訓練的需要[2]。

上述弊病直接導致學生對實驗興趣索然，甚至敷衍了事，教學效果根本無從保障。在國家大力推進卓越工程師教育培養計劃的背景下，筆者所在學校有多個專業被列入培養計劃。為使基礎力學的實驗教學取得較好的教學效果，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力，將原有的基礎力學實驗整合成一門工程力學實驗課程，建立新的教學體系，同時從評價模式、裝備建設、師資建設等方面做了一些有益的探索和實踐。

1 重構教學體系 培養創新能力

1.1 實驗獨立設課，拓展教學自和改革空間

要構建培養創新人才的教學體系，實驗教學環節要盡可能地獨立開設實驗課[3]。實驗獨立設課，不僅有利于實驗教學的改革，還可以提高實驗教學的地位，便于對實驗進行科學管理，有利于實驗室對學生開放，提高學生的重視程度[4]。為此，對理論力學和材料力學的課內實驗內容進行整合和擴充，開設工程力學實驗課程。圍繞如何適應創新人才培養的需要，遵循既與理論教學緊密結合，又相對獨立的原則重新構建工程力學實驗教學體系；并將實驗課程安排在材料力學課程之后，教學內容上以理論課所授知識為基礎，在保障基本實驗的同時，著力更新和開發提高型、研究型實驗項目。

工程力學實驗獨立設課后，明確了該課程在卓越工程師培養體系中的任務和作用，也在教學內容的安排和組織運行模式方面有了更大的自；同時，實驗學時也大大增加，這為改造傳統實驗、增加新實驗提供了良好的條件；此外，由于實驗課程與學分掛鉤，學生也更加重視。近年的實踐證明，獨立設課對增強工程力學實驗的教學效果起到很好的支撐作用。

1.2 設置選修實驗項目，促進實驗項目更新和學生創新能力的培養

基于近年來基礎力學課程學時大幅減少的現實，在工程力學實驗中安排了2學時的選修實驗。針對這2學時的選修實驗，開設13個實驗項目供學生根據自身情況進行自由選擇。這些實驗項目有的來自科研或教研項目，有的來自工程實踐，但都和基本的力學知識點緊密相關，如復雜零件的轉動慣量測試、焊縫殘余應力測試、基于振動法的索力測試等，學生可以根據自己的興趣選修其一。這種課內的選修實驗雖然學時占比小，但對促進學生的學習積極性和培養其創新精神有著很大作用，它擴大了學生學習的自，提升了他們的學習主動性，既能幫助他們鞏固力學知識和實驗技能，又能拓展其視野，激發其動手實踐的興趣和創新思維。同時再以這些課內選修實驗為基點，拓展開發出相關研究型的課外開放選修實驗項目，向學有余力或對力學問題興趣濃厚的學生開放，學生在完成實驗并通過考核后可獲得技術類選修課學分。這類選修實驗對學生的創新能力和實踐能力培養產生巨大的促進作用。

此外，課內選修實驗項目很好地解決了實驗項目更新和相對固定的教學時數之間的矛盾。在保留必要的基礎實驗和經典的提高型實驗的基礎上，通過設置選修實驗項目，使得實驗項目的開發和更新不必受課程學時的制約，能促進實驗項目的更新，而學生也獲得更大的自主空間。同時，將受學生歡迎且教學效果良好的選修實驗項目在適當的時候變更為必修實驗，而效果差的則予以淘汰。這種方式為實驗項目的更新提供了更大的空間，能切實保障實驗教學的質量，且效果顯著。

1.3 改革評價模式，挖掘學生的主觀能動性和創新潛力

科學的評價模式可以檢驗學生的學習情況，評價教學效果，同時也將影響學生的學習導向。此外，強化實踐教學環節考核，可以有效調動學生學習的積極性，使學生變被動學習為主動學習[5]。為此，將工程力學實驗的考核設計成“平時實驗、操作考核及期末筆試”三個部分，以加權求和的方式給出總評成績。平時實驗包含預習報告（方案設計）、實驗操作和實驗報告等，占總成績的50%；實驗操作考核的內容從提高型實驗中選取，占20%；期末筆試則以實驗基本原理和實驗方案設計為主要內容，占總成績的30%。這種評價模式既能反映學生的平時實驗情況，又能考查其對知識點的掌握情況及綜合運用知識的能力；不僅有利于引導學生認真對待每一個實驗，更利于培養學生的綜合能力。

在此基礎上，嘗試將筆試環節改為課程論文的撰寫和知識點的面考。教師給出論文指南，學生則可以在給定范圍內自由命題，并按照科技論文的規范寫作并提交論文。而把實驗相關的知識點放到操作考核環節以面對面提問的方式考核。從實踐結果看，操作考核中插入面對面的問答是可行的，可以較客觀地評價學生對實驗相關知識點的掌握情況；課程論文的情況則要復雜一些，分化較嚴重：約55%的學生能認真對待但論文質量一般，有約20%的學生能寫出自己的新觀點和新創意，內容包括實驗現象的再分析、實驗項目的改造、實驗裝置的改進、設計等，其中一些論文還變成了自命題課外開放選修實驗；而還有約25%的論文有不同程度的抄襲痕跡。通過嘗試得出結論：課程論文可以進一步激發學生的創造力，相對筆試也更受大多數學生歡迎；同時，通過論文撰寫，學生的文獻檢索、信息加工能力得到進一步提高，其科研能力也得到培養。筆者相信，經過日后不斷的摸索和改進，此種評價模式的優點將進一步顯現。

2 樹立生本理念，引導學生思考與實踐，實現教學相長

在實驗教學中，既要培養、鍛煉學生的能力，又要讓學生保持對實驗的濃厚興趣。這就要求明確教師與學生的關系，明確學生在學習中的主導地位。知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景即社會文化的背景下，在獲取知識的過程中借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得[6]。所以應從以教為主向以學為主轉變，絕對摒棄灌輸式教學方式，而讓學生帶著問題去檢索查閱資料，發揮他們的主觀能動性和潛能，成為實驗的主人。教師要積極發揮指導作用，因勢利導，啟發學生思考與大膽實踐；當學生實驗不順利時，要科學分析，加強交流，幫助其找到問題的癥結，增強學生成功的信心，促使學生克服困難并最終獲得成功。這樣不但融洽了師生關系，調動學生的積極性，也使教師得到學習和進步，做到教學相長。

3 合理規劃裝備建設，改善實驗教學效果

加大對實驗教學設備的投入，降低實驗分組人數，是增加學生實踐機會的有效途徑，這對卓越工程師培養而言尤為重要；而現狀是在普通高等工科院校，教學設備不足、部分實驗設備陳舊是通病[7]，與之對應的是目前大部分高校在基礎力學裝備建設上的投入相對來說較少。這就要求基礎力學實驗室在裝備的投入上要科學規劃，兼顧科研教學的需要，優先解決基礎教學裝備的建設。特別是一些基礎的、小型的實驗裝置和設備，投入較少的經費就可以明顯提升實驗教學效果，筆者認為此類裝備應優先建設。

以矩形梁純彎曲實驗為例，以前實驗室只有10套實驗裝置能滿足該實驗的教學，實驗時每組學生數為2～3人；經過近兩年的建設，現有同類實驗裝置40套，實現了一人一組；學生單獨實驗，獨立分析和總結實驗現象和規律，大大增加了學生的實踐機會，培養了他們的動手能力，同時有效遏制同組學生間的實驗報告抄襲現象，增強了實驗教學效果。此外，還應重視自制實驗設備的工作，利用自制儀器設備的專業性、直觀性、超前性、及時性等特點[8]，開發更多的實驗項目來充實實驗教學內容，促進實驗項目的改進和更新，同時也讓教師在設備開發中得到鍛煉，提升業務水平。

4 重新闡釋實驗教師的定義，形成提高實驗教學質量的中堅力量

實驗隊伍的穩定與提高是保證實驗教學質量和實驗室建設水平的關鍵[9]，所以必須抓好實驗教師隊伍的建設。但當前很多高校實驗師資隊伍存在較大問題：實驗師資隊伍的總量不足，實驗師資隊伍人員構成和結構不合理，實驗師資隊伍整體素質不高，實驗師資隊伍不穩定[10]，等等。筆者所在學校從體制和氛圍上給予實驗教師和理論課教師同等地位，在待遇、課題申報、評獎評優等方面一視同仁，激勵和增強實驗教師的工作積極性和責任心，對實驗教師隊伍的建設給予有力支持。

在學校的制度框架下，筆者所在工程力學實驗室的一些做法對促進實驗師資隊伍建設也起到很好的效果，具體有：1）積極引進碩士以上學歷的人員充實到專職實驗教師隊伍中，同時鼓勵在崗的實驗教師通過各種方式進修，提高學歷層次；2）做好培訓和交流計劃，以輪流的方式保證每個實驗教師每年都有參加培訓或學術交流的機會；3）在與其他教師聯合申報項目的基礎上，積極把需要實驗支撐的項目引進實驗室，給予實驗教師更多參與科研課題的機會，不斷提高其業務素質；4）打破理論課教師和實驗教師的傳統分工模式，建立理論課教師參與實驗教學和實驗室建設工作，實驗教師承擔一定的理論授課任務的制度，兩者在分工上既有側重又相互交叉，相輔相成；5）將在讀研究生引入實驗室，以助管身份來參與實驗教學和管理的輔工作，并給予津貼。通過這些措施，重新闡釋實驗教師的定義，優化實驗教師隊伍的結構，穩定了一支業務素質優良、充滿朝氣的實驗教師隊伍，使實驗室的各項工作能夠有條不紊地進行，也使實驗教學質量大大提高。

5 結語

工程力學實驗是一門培養學生實踐能力和創新能力的技術基礎課程，對造就高素質的理工科人才起著重要的支撐作用。在面向卓越工程師教育培養時，提高該實踐教學環節的教學質量有著積極的現實意義，同時也對教學理念、實驗教學體系、實驗指導教師的業務能力，以及實驗室的建設和管理水平提出新的挑戰。教學實踐表明，對工程力學實驗的教學改革是有效的，對提高實驗教學質量、培養學生的創新能力起到積極的作用。培養學生的實踐能力和創新能力是一個系統工程，在完善教學體系的基礎上必須切實增強實驗教學效果，做好與實驗教學相關的軟件和硬件的配套工作；同時這也是一個動態的改革過程，必須緊隨時展和人才培養的需要不斷推陳出新。

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篇8

1.1合理規劃理論教學，精選教學內容根據山西師范大學的“3.5+0.5”的培養模式和食品科學與工程專業的培養目標，教師在掌握機械基礎教學大綱的前提下，明確教學目的、任務和要求，結合學生認知特點和生產實際，精選教材。教材選用魏兵主編的“十一五”國家級規劃教材《機械基礎》。該課程教學計劃安排51課時，課時少，內容廣，必須對教材內容進行優化。合理選擇教學內容，以“必需、夠用”為原則。精講基礎知識和基本設計方法，強化公式應用，弱化公式推導。工程力學主要講解理論力學和材料力學的基本概念、機械零件基本變形形式和強度計算，熟悉構件的受力分析和計算方法；互換性與技術測量重點講授極限與配合，緊密聯系實際；工程材料主要講解工程材料的種類、牌號、性能和應用，以金屬材料和塑料為主，結合食品行業的發展，增加食品行業當前采用的新材料、新技術和新工藝；機械設計部分包括常用機構、連接、機械傳動、軸系，這部分內容和后續課程及生產實際聯系密切，工程應用多，屬于課程的核心內容，機械傳動中的帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動突出基礎知識和設計方法，強化設計方法和公式應用；機械加工基礎以毛坯的制造工藝和切削加工方法為主要內容；液壓與氣壓傳動重點是液壓傳動的原理、組成和特點，常用液壓元件的功用及常用的液壓回路。介于課程學時少，結合課程的特點，部分教學內容采用自學加輔導或講座的方式，引導學生多途徑學習。

1.2多種教學方法結合機械基礎課程實踐性強，傳統的理論教學采用“填鴨式”的教學方法，教學過程中教師和學生之間缺乏互動，學生被動接受知識，學生感到枯燥乏味，不利于學生的學習。采用多種教學方法，激發學生學習積極性，變被動學習為主動學習。對于工程力學基礎、工程材料基礎知識、基本概念等采用講授式教學法。教學過程中教師要注意和學生的良好互動，避免注入式教學。機械設計中的常用機構、機械傳動、軸系難度大和實際聯系密切，采用討論式教學。理論知識講解前，選擇和生產實際常見的議題，在學生充分討論后，教師再講解，調動學生學習的積極性，避免了“教師教、學生被動學”的單一教學模式，達到事半功倍的效果。采用典型案例教學法，如以齒輪軸為典型案例，通過材料的選擇、結構設計、強度校核、公差與配合的選擇、機械加工工藝制定等環節，可以把工程力學、工程材料、互換性與技術測量、機械設計、機械加工的相關知識聯系在一起，架起了課程的橋梁，知識結構相互銜接，課程體系更加完善。

1.3采用多種教學手段提高教學效率機械基礎課程的研究內容比較抽象，相當一部分學生在學習時因缺乏空間想象力和工程設計而產生厭學情緒。課程學時少，內容多，采用現代教育技術方法，通過運用多種媒體，提高課堂效率，有效提高教學效果。講解平面連桿機構、機械傳動、金屬切削機床、輪系、液壓系統原理時，由于學生沒有實際生產經歷，缺乏相應的想象能力，采用動畫技術，生動形象，讓零部件運動起來，使抽象理論直觀化；講解連接、軸系、切削加工方法、液壓元件時，采用實物、幻燈片、圖片展示教學內容，生動形象，增加學生感性認識，拉近書本知識和生產實際的距離，加深學生對理論知識的理解，更好地突出教學重點和難點。

1.4增加綜合設計實驗教學內容課程的實驗課時為4學時，傳統的實驗為認知實驗，實驗設備是機械基礎陳列柜和模型，以演示講解為主，時間多集中安排在課程中期。改革后，開放實驗室，學生自主實驗，不占實驗課時，時間安排每個模塊的理論課講授之前，學生遞交實驗報告。通過認知實驗使學生建立機械零配件的結構、機械加工、液壓傳動系統的感性認識，對機械基礎知識有一個初步了解。增加綜合設計實驗內容。①軸系結構設計實驗。軸系結構是回轉機械的重要組成部分，軸系結構的性能決定機械的性能和壽命。軸系結構設計實踐性強，涉及內容多，靈活性大，是課程的重點和難點。通過拆卸、結構分析、裝配、調整、結構設計的全過程，學生掌握軸系設計的步驟和方法，培養學生的創新能力和工程實踐能力。②機械傳動方案的創新組合設計、分析實驗。傳動方案的設計是創新設計的主要內容，學生根據教師的要求，選擇傳動類型、自行設計傳動方案，根據設計方案自行組裝，以培養學生的綜合設計能力和動手能力。通過開設綜合設計實驗，在創新實驗的環節中，學生通過方案構思和改進、實驗操作和觀察，達到培養創新意識、創新設計能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的實踐教學環節增加工程訓練，訓練時間安排在理論課開課后第6周。工程的本質是一種社會實踐，在科學的基礎上增加工程訓練的內容。學生知識面窄、面向工程實際不足，沒有足夠的工程訓練，現代工程設計思想、方法和綜合應用多方面的知識解決工程實際問題的能力不足。工程訓練中，學生學習金屬加工工藝知識，自己動手操作各種設備，使用多種量器具，增強動手能力，激發創新欲望，培養創新能力。增加課程設計，時間安排在理論課結束后進行。課程設計是實踐教學的重要環節，培養學生運用所學的知識分析和解決問題及獨立思考的能力。課程設計時間1周，工作量大、時間緊。采用接近工程實際的題目：一級減速器設計或小型食品加工機械等。每個學生的任務書各不相同，設計方案和設計思路完全由學生組織設計，充分發揮以學生為主的教學理念。學生基本具備機械傳動系統的設計計算、材料的選擇、會查閱資料，能夠正確使用國家標準，繪制工程圖的能力。通過課程設計鞏固所學知識，掌握機械方面的設計方法和步驟，培養學生工程意識、分析問題和解決問題的綜合能力。

1.6考核方式改革課程考核方式，實行教學全過程多次考核和考查，提高平時成績在總成績中的比例。理論考核采用閉卷考試，成績占課程成績的70%；實驗考核成績占課程成績的30%。細化實驗考核內容，從實驗準備、實驗過程、實驗效果、實驗報告多方面考核，注重實驗過程和創新能力的考核；工程訓練、課程設計單獨考核。

2結論

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【關鍵詞】土木工程專業 實驗教學內容 創新精神 教學改革

【基金項目】海南省教育廳高等學校科研項目（Hj200756）。

【中圖分類號】TU3；G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）08-0054-02

實驗教學改革時至今日，已形成共識：實驗教學內容體系的改革是實驗教學改革的切入點[1]，也是重點和難點，仍是當前各高校各專業實驗教學改革進程中十分重要與緊迫的課題。本文結合海南大學土木工程專業的實際，分析實驗教學內容體系的現狀及存在的問題，圍繞如何培養學生的實踐能力和創新精神這一目標，進行了實驗教學內容體系的改革與實踐，收到良好的效果。

一、實驗教學內容體系存在的問題

海南大學（以下簡稱：我校）土木工程專業含蓋建筑工程和巖土工程方向，從本科培養方案上看，有實驗教學內容的課程主要分布在專業基礎課程模塊和專業課程模塊的必修課和限選課中（其實也只有這些課程的實驗教學是可控的，詳見表1），再深入分析其實驗教學內容、實驗教學形式等其它實驗教學環節，存在的問題主要有以下幾方面。

1.實驗教學內容仍是課中實驗。從表一可以看出，我校土木工程專業實驗教學除了物理實驗單獨設課外，其它實驗內容均附設在相應的理論課程中（也稱課中實驗）。實驗學時分散在相應的課程總學時里，基本上是隸屬于整個課程教學體系中的極少一部分。

2.開設的實驗課比例偏低，實驗教學學時偏少。包括專業基礎課、專業課必修課和限定選修課在內的47門課程中，開設實驗教學的課程有7門，占總門數的15%，實驗教學學時占總學時數僅有6.8%。

3.實驗教學內容交叉重復[2]。以鋼材的物理力學性能實驗為例，在《土木工程材料》和《材料力學》等課程交叉出現，又如簡易土工實驗在《土力學》和《巖土工程勘察與測試技術》等課程交叉重復， 每一門課程的實驗教學都會重復介紹設備的使用等內容，既浪費了有限的實驗學時，又難以激發學生的學習興趣和創新積極性。

表1 我校2010級前土木工程專業實驗課程設置現狀

4.由于課中實驗各自獨立，前幾年也象征性地進行過綜合性實驗、設計性實驗，但均以課程為核心，在各自課程中設置，綜合性和設計性內容簡單，阻礙了學科之間的滲透，學生很難“創造性”地得出實驗數據并完成實驗報告，實踐能力和創新精神的培養未能落到實處。

5.學生缺乏學習的主動性和研究性。實驗教學僅是理論課的補充，從教學內容和形式上看，理論課和實驗課重復敘述了實驗方法、操作步驟，學生只需簡單操作即可完成實驗操作任務，數據處理也較簡單。同時，實驗課未單獨考核，實驗教師僅依據實驗報告給出實驗成績，供理論課教師參考，這無法調動學生的學習主動性和研究性，也談不上培養學生的思維能力和創新意識。

二、實驗教學內容體系改革思路與實施

針對上述存在問題，我校土木工程專業實驗教學內容體系改革的總體思路是：以培養地方高素質應用型人才為目標，以實驗理論和實驗技術為基礎，以增強實踐能力和創新精神為主線，建立以理論教學為依托且相對獨立的實驗教學內容體系[3]。實施改革具體是：

1.實驗課程單獨設置。在分析各實驗課程具體內容，相互銜接及實驗項目設置情況后，把實驗內容和相關課程通盤考慮，統一規劃，落實各實驗課應承擔的任務，減少實驗內容不必要的重復、重組實驗課程，形成實驗課程單獨設置。

2.實驗項目精心設計。實驗項目設計是實驗教學內容體系改革成敗的關鍵， 實驗項目整合的具體做法包括：（1）刪除教學內容已陳舊或與培養目標無關或關系不大的項目；（2）合并內容重復或類似的實驗項目；（3）減少驗證性實驗的比重，提高體現學科先進性的綜合性實驗和設計性實驗項目的比重，增加綜合性、設計性實驗項目和實驗理論內容；（4）實驗項目少而精。實驗項目選定時，貫徹少而精的原則，實驗項目不宜過多，加強每個實驗的力度，提高實驗教學的質量；（5）適當增加實驗教學的總課時數。

3.循序漸進和適度跳躍[3]。實驗教學內容體系改革遵循由淺入深、循序漸進的教育基本規律。其一，實驗教學與理論教學相協調， 在教學內容上是循序漸進的；其二，隨著實驗教學層次的提高，能力的培養也是循序漸進的。對于具有相對獨立性的實驗教學內容體系，必然會有部分實驗教學內容走在理論課前面，但只要出現這種情況的項目不是太多，這種適度跳躍是正常的。可以讓大學生嘗試對未接觸過的問題通過學習、分析、探索來解決，這種能力的培養，在大學階段恰恰是必要的，也是符合人的認識規律的。

我校土木專業實驗教學內容經過整合與補充，基本形成的實驗教學內容體系和其相對應的實驗教學課程體系，改革后設置的實驗課程有：

（1）《物理實驗》，（2）《土木工程基礎實驗》（含建筑材料實驗、材料力學試驗、土工試驗），（3）《土木工程結構試驗》（綜合型和設計型實驗），（4）《土木工程測試技術》（實踐型實驗），測量學、電工學保留課中實驗形式，實驗課程中實驗項目設置基礎實驗項目占40%，綜合型和設計型實驗項占40%，工程實踐實驗占20%，實驗教學學時（不含其它實踐環節）占總學時比例達到20%。

三、實驗教學內容體系改革的層次與功能

我校土木工程專業的實驗教學內容體系改革設計，基本形成相對獨立、層次分明和功能明確的實驗教學課程體系，按實驗項目來分有以下層次及功能：

第一層次為基礎型實驗。這部分實驗內容主要是驗證型，包含建筑材料物理力學性能實驗室，簡易土工實驗，測量實驗（習）通過本層次實驗教學，學生能掌握基本實驗操作方法、正確使用儀器、準確取得實驗數據的能力，掌握數據處理和誤差分析方法。同時幫助學生了解實驗教學的意義及其在專業人才培養計劃中的地位，了解實驗教學的規章制度，培養良好的習慣和敬業精神。

第二層次為綜合型實驗。綜合型實驗課程是在學生具備前一層次的基礎上，更深層次和系統地訓練實驗技術和技能。綜合型實驗有單學科綜合和多學科綜合，含蓋專業基礎課程模塊和專業課程模塊，把原來劃分過細的各門課程實驗項目合并，有機串聯相關內容，進行內容整合，體現系統性，給學生以完整的技能訓練。主要是進一步訓練學生的操作能力，幫助學生驗證一些有價值的定理，觀察一些特殊的現象，掌握專業實驗儀器設備的操作流程，學會從數據中分析現象和給出結論逐步形成發現問題、分析問題和解決問題的能力。

第三層次為設計型實驗。設計型實驗層次著重強調學生綜合運用前兩個層次學習的知識和技能，輔以專業選修課的理論與知識，在教師指導下積極主動地設計實驗方案，經審核后，獨立完成實驗[2]，設計型實驗內容為動態設計。在這個層次上的鍛煉，主要是幫助學生掌握建筑結構、建筑樁基、建筑地基、基坑監測等實驗方法，能自主設計構件承載力、變形等類型實驗的方法和程序。

第四層次為工程實踐型實驗層次。土木工程專業的學生進入3年級以后，動手能力應當日趨成熟，但工程能力的實踐還遠遠不夠，創新素質有待進一步明確和提高，為了給畢業設計打好基礎、做好準備，實驗教學必須面對社會需求的現實問題實施改革[3]。在工程實踐型實驗層次，了解實踐建筑工程設計、施工與質量檢測的有關內容，了解國家有關技術規范與標準，掌握建筑材料現場抽樣和檢測方法及判斷依據，掌握常用的現場檢測設備及無損檢測方法，基本能完成建筑材料、建筑地基、建筑樁基、基坑監測、建筑結構等的檢測方案設計及實施檢測。

改革后的培養方案中，保證實驗教學四年連貫發展。基本形成一年級學會設備使用和儀器操作，二年級能夠組織實施驗證性實驗，三年級能夠獨立完成綜合性實驗與設計性實驗，四年級可以進行工程實踐實驗層次，為畢業設計和就業做好準備。

四、實驗教學內容體系改革實施效果

我校土木工程專業實驗教學內容改革2010年初步探索后，配套有關教學管理制度，采取相應的教學方法與手段，通過近二年的實施，新實驗教學內容體系實施取得了初步成效：一是實驗教學獨立設課后，教師承擔實驗課教學工作的積極性高，原來只擔任理論課教學工作的教師也原意承擔實驗課程了，突出了教師在實驗教學中的基礎作用和中心地位，體現和貫徹了實驗教學與理論教學同等重要的思想觀念；二是實驗教學獨立設課后課堂質量可控，單獨考核、單獨記學分， 與理論課一樣實行不及格重修制度，學生的學習積極性和主動性顯著提高；三是實驗項目內容豐富，形式多樣，學生動手能力、實驗技能、分析解決問題的工程實踐能力得到了提高，教師也原意將自己的科研課題邀請學生參加，進一步提高了實驗教學在培養學生創新能力的作用；四是從12屆學生畢業論文選題來看，選擇有實驗內容的畢業論文題目比例增加15%，畢業論文整體質量得到了提高。

五、結語

實驗教學內容體系改革是教學改革的重點也是難點，在“大土木”背景下，地方高校土木工程專業如何不斷更新實驗教學理念，探索培養適應于地方社會需求的高素質應用型人才的實驗教學內容體系，還需要進一步研究與實踐。

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篇10

關鍵詞：精品課程；工程力學；教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2012）05-0238-02

精品課程建設計劃是“質量工程”的重要組成部分，這也是每個高等學校非常關注的一項重要工作，山東科技大學泰山科技學院是一所以工科為主，工學、管理學、法學、經濟學等多學科相互滲透、協調發展的學院，采礦工程、機械電子、機械制造及其自動化、土木工程、建筑工程等學科培養的人才應具有：基礎厚實、知識面寬、掌握現代信息和研究手段、創新能力強的綜合素質。《工程力學》是上述各專業的一門重要的專業基礎課。它構成諸多后續課程的基礎性支撐平臺。對于培養學生知識、能力和素質，對加強學生的創新意識、實踐能力具有重要的意義。《工程力學》課題組經過多年的努力在課程建設方面取得了一定的成績，09年被評為山東省精品課程，我們主要從以下幾方面進行了課程建設。

一、確立課程在專業培養目標中的定位與課程建設目標

多年來我們一直針對不同專業將《工程力學》與不同課程進行內容的綜合優化，建立高起點、多層次的模塊式課程體系。課題組首先要求每位教師熟知開設《工程力學》課程的專業（如機械制造及其自動化、土木工程、建筑工程、采礦工程、測繪等專業）的人才培養目標與定位，然后與相關課程的教研室教師共同討論、研究課程之間的內容銜接及融合，如與相關教師探討土木工程專業開設的《彈性力學》、《結構力學》等課程與《工程力學》課程間的銜接及融合；與相關教師探討機械制造及其自動化專業開設的《機械原理》、《機械設計》等課程與《工程力學》課程間的內容銜接及融合等等。根據專業的不同要求，進行不同的教學設計、內容組織，保障了各個專業教學需要。本課程的目標是：從知識上，以理論分析為基礎，同時注重實驗動手能力培養，以利于培養復合型的工程技術人才；從能力上，培養學生把簡單的工程問題簡化為力學模型的建模能力，根據力學基本概念和基本原理，對自然界和工程中的力學現象進行抽象概括和定性分析，做出正確的判斷的邏輯思維和判斷能力，培養學生材料力學性能測試的技能和應力分析測試的技能，培養學生的自學能力、計算機應用能力及解決工程實際問題的能力；從素質上，養成學生通過理論分析，科學實驗和計算機分析等方法開展科學研究的素質，通過簡化歸納、抽象建模、分析綜合、解決工程問題的素質，創新意識和為科學奉獻的精神。

二、加強教師隊伍建設

青年教師是課程建設可持續發展的中堅力量。因此，在課程建設中十分重視對青年教師的培養。教研室有計劃地組織青年教師學習教育改革理論和教學改革經驗并制定了一套嚴格的青年教師培養方案，對青年教師實行教師導航，每一位青年教師都有老教師進行傳幫帶，幫助青年教師熟悉、掌握每個教學環節，通過在課程組試講后，青年教師才能走上講臺，獨立授課。課程組負責人和老教師還不定期地對青年教師進行隨堂聽課，針對課堂教學中存在的問題，及時給予指正，幫助他們提高教學質量。課程組積極鼓勵和支持中青年教師在職攻讀學位，提高業務水平，目前40歲以下教師共8人，其中碩士5人，博士2人，在讀博士1人，年輕教師碩士以上學位達到100%.

三、教學方法與手段

課題組一貫重視教學方法的改進和教學手段的完善，以“加強基礎、注重能力、培養素質、突出創新”為指導思想，注重課程內容經典與現代的結合。采用傳統教學、啟發教學、多媒體教學相結合的多種教學形式，以激發學生學習的主動性和創造性。為此在教學中進行了以下幾個方面的工作：

1.優化教材內容。《工程力學》應體現本課程完整的理論體系和較強的緊密結合工程實際的實踐性環節。教材內容應包含三個模塊：基礎模塊、應用型模塊和擴展型模塊。課題組成員根據目前教與學等各方面的綜合需求，出版了《工程力學》上、下冊教材，滿足了不同專業、不同學時的教學需求。

2.教學模式多樣化。由于大多數學生缺少工程實踐的感性認識，往往不善于將課程內容與工程、生產實際聯系起來，利用多媒體課件教學可將工程實際結構“搬入”教室，讓學生置身于真實的“工程環境”中，加深對聯系工程實際的印象，激發了學生的學習興趣。同時在課堂教學中可采用課堂講授法、問題教學法、自學討論法和引導歸納法和案例教學法相結合的多種形式的教學模式，發揮學生內在潛力，培養其綜合能力，充分調動學生學習的積極性，增強學生的競爭能力。

3.強化力學建模和工程應用能力訓練。《工程力學》對工科大學生的基本要求是能應用力學原理解決工程實際問題。教學內容應有利于學生工程意識的培養和力學應用能力的提高。課題組采取大作業、小設計、小論文撰寫、讀書報告、創新報告、案例教學等教學模式提高學生的綜合應用能力。小論文的撰寫主要是讓同學們通過對工程實際和所見現象的觀察用所學的力學知識進行分析、論證，小設計一是結合所學內容教師給出或學生自立小設計題目，二是根據現場已完成的小設計先讓學生自行設計，然后將已完成的設計方案進行討論、分析、以提高學生的設計能力。靈活多種的教學方式，發揮了學生內在潛力，強化力學建模和工程應用能力，培養了學生的綜合能力。

4.發揮網絡優勢，開展協作式教學。學生充分利用豐富的網上資源，可以學習到課程內容，解題指導，又可以在網上自學，自測，教師可在網上答疑，方式多種多樣，時間靈活機動，可以實現網上協作式教學和學生的自主學習。

5.完善課程考核方法。考核應遵循全過程考核的原則，即從開始到結束，從課內到課外均考核的原則，提前讓學生知道如何正確對待本課程考試，不為考試而考試。可將試驗、大作業、小設計、小論文撰寫、讀書報告等內容全部作為考核的一部分。使考試制度真正體現重能力、重素質的原則。此外，我們還對實驗考核方式作了改進，采用現場考核與實驗報告成績相結合的考核辦法，采取實驗課考核與理論課考試相結合的辦法，即以實驗報告成績為主，同時在理論課考試命題中，實驗類題目占有一定比例。此外，我們今后將利用實驗中心獨立編撰的實驗試題庫與網絡技術相結合，開發出網絡考核系統，這種考核方法，能夠方便、快捷地了解學生實驗技能的掌握情況。

幾年來我們以建設優秀的師資隊伍為核心；以數字化、信息化教學為保證；以培養高素質的人才為宗旨；全面規劃，重點建設；探討新時期教學方法和手段，改革完善現有的教學研究成果，研究現代多媒體、電子教案等技術在課程中的應用，把本課程建設成為了具有交互性、示范性和先進性的精品課程。

參考文獻：

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