【第五篇】論文題目: 工程力學實驗課程的優化與改革實踐
摘要:當前學校工程力學實驗課程的安排有諸多不足,為滿足現行的教學計劃要求,提升本科大學生的實驗技能和工作實踐能力,適應工科高等學?；A課力學實驗教學.本文將改進實驗內容,優化實驗教程安排,促使實驗內容、教師教學手段、學生學習能動性有更進一步的改善.經過兩年多的實踐,取得了良好的實驗效果.
關鍵詞:教學質量; 工程力學; 教學手段;
力學實驗的基本任務就是研究材料在歪理作用下的變形和破壞規律,為合理設計構建提供強度、剛度和穩定性方面的基本理論和計算方法,而力學性能只有通過實驗才能得到.工程力學實驗既可為工科類各專業學生的工程力學理論提供實際數據,又可供學生開設綜合、設計實驗時運用,還可供工程技術人員在測定有關力學量時參考.然而當前學校工程力學實驗課程的安排有諸多不足,在現有的實驗教學條件下,如何進行有效的實驗[2] ,從而提高本科大學生的實驗技能和工作實踐能力,適應工科高等學?；A課力學實驗教學是研究的重點.
1 課程優化的目的
目前在工程力學的實驗教學環節中,由于實驗設備較為大型,而實驗設備臺套數又少,因此在實驗操作過程中出現了多人共用一臺儀器進行實驗.這樣在實驗過程中只能有二到三名學生在操作而其余同學由于時間關系只能參考有實際操作設備的學生的數據來完成實驗報告而沒有自己的數據.另外,因實驗教學成績在課程成績中占的比重不大,讓學生有實驗成績不影響理論教學成績的印象產生.為使學生重視實驗教學,能夠參與實際實驗操作,加強他們的實際動手能力及獨立思考能力,必須對實驗課程進行優化,完成工程力學實驗教學的改革.
2 除舊納新,對實驗內容加以改進
工程力學實驗教學注重學生將理論知識應用到實際實驗操作上,學生課前應自己掌握好力學相關知識,要有獨立動手的機會.
以往教學內容把理論以及實驗教學時間太長,學生把大部分時間用在聽上面,缺少自主思考與動手機會.為了讓學生能有更多的機會自己進行實驗操作,對實驗內容進行了必要的改進,以適應當前教學計劃的要求.把《工程力學》的實驗教學內容整合為應力應變狀態分析、塑性\\(脆性\\)材料桿件拉伸能力分析、工件抗壓、抗扭能力和純彎曲能力分析等幾個實驗.在教學過程中,對在理論課堂上有進行講解過的公式推導將不再重復講解由學校自己推導.比如說在彎曲試驗計算中原教學內容推導相當復雜,學生往往運用大量時間去計算.對實驗內容加以改進之后是讓學生直接將公式應用于實驗上得出數據.這樣一方面讓學生自己課前課后再去查閱書本相關理論知識,另一方面避免學生浪費時間從而將其用到實驗上;同時將原本用于理論知識講解的時間去講解實驗儀器的操作以及注意事項,培養學生的安全防范意識以及對實驗設備的了解.在教學內容上針對不同專業不再采取相同的教學手段,根據不同專業對于力學的知識了解需求進行不同的教授方式.例如對于機械類專業和土木專業的工程力學課程施行不同的教學大綱.這樣,既可以使不同專業的學生學到所需的力學實驗知識,同時授課教師也能擁有不同的教學手段,從而使課程得到優化.
3 工程力學實驗要求
\\(1\\)隨時注意觀察試件在拉伸過程中的形狀變化和應力-應變曲線的變化情況.
\\(2\\)實驗主要測定它的屈服極限σs、強度極限σb、延伸率δ和斷面收縮率ψ等力學性能指標.這些力學性能指標,是由拉伸破壞實驗來確定的,可以用材料的拉伸圖來描述,實驗后,利用打印機打印出完整的低碳鋼的拉伸圖曲線同時要求會求證相關實驗數據.
\\(3\\)掌握測量電橋連接方法,熟悉電測法的測試步驟,學會應變儀的使用方法.
\\(4\\)測定純彎曲梁橫截面上的正應力分布,測量結果與理論值進行比較,以驗證彎曲正應力公式.
\\(5\\)測定低碳鋼的剪切屈服極限τs,低碳鋼和鑄鐵的剪切強度極限τ,繪制扭轉曲線圖
\\(6\\)獨立實驗,實驗教師提出實驗任務及所要達到的目的,并提供實驗所需實驗設備與材料,學生應結合所學理論知識,獨立設想實驗的步驟和方法,自行選擇所要用到的工具和所要測量的數據最后設計出完整的方案.教師在學生實驗過程中僅對學生提出的問題作出提示但并不給予答案,由學生自思考.該實驗注重鍛煉學生的自我思考能力和動手能力,教師只起到輔助作用[3] .
4 實驗教學方法優化
改革實驗教學安排.以往上課方式是由理論教師講解理論,實驗教師進行試驗操作.由于學?，F有的力學實驗設備臺套數較少,而且由于實驗要求和實驗儀器的局限,每個完整的實驗都需要30分鐘以上,遠遠無法滿足學生獨立自主實驗的要求.在教學過程當中一個教師演示給十幾名學生實驗的具體操作,學生必須在有限的上課時間內完成要求的實驗內容并得出實驗數據,這導致實驗只能有二到三名學生在操作而其余同學無法操作實驗設備,只能參考有實際操作設備的學生的數據來完成實驗報告而沒有自己獨立的數據.為了讓每個學生都能做到實驗,適應本科的教學目標,勢必要調整好實驗方法和手段.因此采用了一課二用的教學手法.由于不同的實驗項目設備基本在同一間實驗室中,因此在一次實驗課中將安排兩個不同的實驗項目,每個項目按照學生總數、儀器數量及難易程度安排相應的學生人數,并由兩位老師分開教學不同項目,同時在下次實驗課調換相應實驗項目.這樣使每個實驗儀器都能用上且在有限的上課時間內班級學生都能有動手的機會并獲得屬于自己的實驗結果.
之前的力學實驗考核結果是以實驗報告結合平時實驗表現給成績,這種考核方式存在著實驗報告抄襲現象嚴重,多人操作無法對每人操作給分,因此對實驗的考核方式進行優化,對獨立設計實驗給與一定的分數額度.具體為:操作占40%,實驗數據占40%,表現占20%.實驗課程的平時實驗成績與期末獨立設計實驗考試成績的比例為6:4.由于數據不同,圖形不同,實驗報告抄襲現象得到抑制,每臺儀器的人數減少也使學生不會因時間不夠無法操作而得到動手的機會.這種方式能夠反映學生真實實驗水平,能夠公平合理的評定每位學生的實驗成績.
5 實踐效果
由于進行了分組實驗,使學生能夠有更多的機會操作實驗,獨立完成實驗以及進行實驗數據的處理.不同的實驗材料也保證了學生要認真對待實驗課程.通過不同的力學實驗材料,讓學生掌握運用力學實驗數據去進行計算,學會使用實驗設備,鍛煉了學生的獨立操作能力.在創新性設計實驗上,教師只提出實驗的任務和要達到的目的,并幫助學生去論證,對實驗中學生出現的各種問題也只是給予提示,不具體告訴學生應該怎么做,主要培養了學生的自我分析問題和解決問題的能力.學生結合所學理論知識,學會自主選擇實驗儀器、操作多種儀器的能力.根據老師提出的任務和實驗目的來做實驗.
整個實驗下來,全面考察了學生的動手能力,獨立思考能力和創新意識.改革后學生反應熱烈,由于學生有更多的獨立動手機會,也有了獨立思考的時間;強制性要求的區分不同的實驗材料讓不好學的學生也必須完成實驗并有自己的實驗數據,這樣學生自我思考以及詢問老師的次數增多,激發了學生的求知欲望,增強學生復習實驗內容的自覺性和主動性.
6 結束語
工程力學實驗課程的特點是理論知識較多,實踐環節學生操作較少.改革后實驗能起到開拓學生思路、鞏固理論知識的效果,增加學生操作機臺的時間,同時也提升了學生的學習興趣,讓學生對工程力學這門學科有更深的認識.對于工程力學實驗課程的優化與改革,我們于兩年的時間內將其應用到我校光機電專業以及土木建筑壞境專業當中,跟以往對比發現所取得的教學效果更好,學生的主動性與積極性都有所提高,也可滿足不同專業、不同學時課程的需要.
參考文獻
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[3]郭文會.整合優化工業控制實驗課程的教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備,2010,\\(5\\):112-114.
[4]王永廉.材料力學[M].機械工業出版社,2011.
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