材料力学实验教学改革的研究

饶立

摘 要：利用WDW-100微机控制电子万能试验机对金属和非金属材料的拉伸实验方法进行研究与探讨，改进常规的低碳钢和铸铁拉伸实验，从而启发学生的创新性思维，锻炼学生动手能力，有利于学生工程素质的培养，促进学生的综合素质水平。

关键词：拉伸实验 教学改革 能力

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0110-01

材料力学是工科各多专业的一门重要的专业基础课。它以理论力学为研究基础，以高等数学为研究工具，同时又为结构力学、弹性力学等后续力学课程的学习，提供基础知识的支撑作用，对培养学生的工程素质及创新能力有着非常重要的意义。积极推进本课程的实验教学改革，有利于提高学生分析问题和解决工程问题的能力，从而提升学生的专业素养。因为材料力学拉伸的性能指标可以直接用于工程实际当中，因此要求学生应具有较强的运用基础理论知识分析、解决实际问题的能力，具有理论严密、系统完整、逻辑性强的缜密思维。

1 研究现状

材料力学的拉伸破坏实验是一个非常经典的传统实验，主要内容是让学生自己动手作低碳钢和铸铁的拉伸破坏实验，观察这两种材料在拉伸时受力过程中的各种形变以及破坏现象，测量这两种材料的相关力学指标。通过这个实验，主要是为了增加学生对金属材料在拉伸时其力学性质的感性认识，但该实验课存在一个主要问题，就是学生学到的新知识少。因为在课堂教学和教材里对低碳钢和铸铁拉伸实验都有详细的介绍，拉伸过程中的各种现象和其机械性能在课堂上也都已讲解，所以实验基本上是重复教材上的内容，是验证性实验。学生通过这个实验除了熟悉万能试验机的使用外，没有更多的新东西学，知识点少，需要思考的问题也少。实验过程中也只是指导老师介绍实验目的和原理以及试验机的操作方法，强调需要观测的现象和需记录的实验数据，再让学生动手实验，试件一破坏，结果一算，就算完成实验，这样做，学生是在被动完成实验过程，兴趣不高，独立动手的能力也差，理论和实践也不能联系，所涉及的材料力学原理及定律也不熟悉。还有就是平时讲述的相关内容也往往也不能引起学生的重视，应付实验课，交完实验报告了事，对金属材料拉伸在工程实际运用当中的作用也认识不深，实验效果不佳。之所以存在这类现象，主要是实验课的内容设置不太合理，与工程实际联系不够深、不够广，实验可用性不强；实验课时偏少；实验指导书编得过于详细，不利于学生发挥、创造。还有就是教学中有重课堂，轻实验；重理论，轻实践的思想。我们对材料力学的拉伸实验教学进行了教改尝试，是为了让该实验由学生被动的学习变为主动学习的课堂，给学生留出更多的创造性思维空间，锻炼学生动手能力，训练学生的观察力以及思考问题和总结的方法，并从中学到课本以外的知识，提高学生的综合素质。

2 拉伸实验教学改革方案

为了激发学生的好奇心与学习兴趣，提高学生实际动手能力，使学生主动地参与到实验中，开拓视野、提高创新思维。结合我院的实际情况，一方面，我们利用多媒体技术制作了这两种材料逼真的拉伸实验演示动画，在课堂上介绍材料机械性质时，通过动画的演示可以很形象地展现低碳钢和铸铁拉伸过程中的各种现象及各参数的测定，使学生在做实际的拉伸实验之前对实验方法和测试内容有了更深的了解和直观的印象，大大增强了后续的实验课程的实际教学效果，提高了实验教学质量。另一方面，在进行的新拉伸实验方法中，我们的拉伸实验材料不再是常用的低碳钢和铸铁这两种材料，而是改为铝合金、黄铜、PVC、环氧树脂、有机玻璃等现代工程上常用的且在机械性质上有很大特点的材料，改变实验教学内容，把验证性实验变为学习新知识、研究新问题的一个重要环节。

充分利用我们学校新购置的WDW-100微机控制电子万能试验机，开展铝合金、黄铜、PVC、环氧树脂、有机玻璃等其它的金属和非金属材料的拉伸实验，主要是这些材料的拉伸性质与低碳钢、铸铁的都不同，并且这些材料目前在工程上越来越多的被使用，学生对这些材料的力学性质也大多有所了解，而且这些材料的力学性能大部分在材力教材中是没有详细介绍的，在教改实验中，不讲实验中的现象，学生不知道实验的结果，在教师的指导下学生自主实验，自己观察材料的各种形变和破坏现象、采集和处理实验数据，得出其实验结果并分析讨论。那么通过这样的教改实验，有利于增加学生对其他材料拉伸时的力学性能知识，拓宽自己的知识面。

3 结语

由于在课堂教学时运用了多媒体拉伸试验课件，学生对拉伸实验内容有所了解，在上实验课时可以用较少的时间讲解实验内容，留出较多的时间让学生自己动手，提高学生动手的能力.变被动为主动，更好的提高学生学习的积极性.这样学到的知识扎实，并且通过此实验除了可以让学生学到各种不同材料的力学性质外，还能学到科学实验的基本方法，同时也培养了学生分析问题和解决问题的能力，从中学到课本以外的知识，还可以到达提高学生的综合素质的目的。

参考文献

[1] 汤繁华，杨晓华，陈海涛.材料力学实验教学方法的若干改进[J].实验室教学，2011（2）：35-37.

[2] 万鸣，古滨，黄利诚，等.材料力学实验独立设课教学改革实践[J].实验科学与技术，2009（2）：98-100.

[3] 吴泽玉，李玉河，刘琰玲.材料力学实验教学改革初探[J].实验技术与管理，2007（10）：361-362.

[4] 万鸣.按专业类设置材料力学实验的教学改革实践[J].科技创新导报，2009（2）：137.

[5] 王玉山，王锐.关于材料力学教学方法的思考[J].山西建筑，2008（1）：212-213.

[6] 刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2005.

[7] 叶荣昌，强文江，李成华，等.材料力学性能实验课教学改革探索[J].实验室研究与探索，2011（9）：136-138.endprint