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關于淺談材料力學拉伸實驗的教學改革論文
一、教學改革的內(nèi)容
借鑒他校和他人改革思路，從實驗內(nèi)容的設置、實驗試件的選取、學生在實驗中的地位等三個方面人手，對材料力學的拉伸實驗進行改革，具體內(nèi)容與做法是：將實驗設計為一個綜合性實驗;用多種試件強化實驗教學效果;學生由被動接受變?yōu)橹鲃訁⑴c。
1.將實驗設計為一個綜合性實驗
材料力學原來開設的實驗有多個，涉及材料的多種力學性能檢測方法，其中拉伸和壓縮放在一個實驗(簡稱拉壓實驗)中。但這樣人為地分割之后，割裂了材料的拉伸和壓縮性能檢測方法之間的區(qū)別和聯(lián)系，容易給學生造成一種錯覺，使他們認為拉伸和壓縮性能檢測方法是彼此獨立、互不相干的。材料力學性能檢測方法雖然在適用范圍和試件等方面有所不同，但仍可以相互補充，只有將它們緊密地結(jié)合在一起，才可以完成生產(chǎn)中的材料性能檢測任務。對于材料的強度，可以采用拉伸實驗，也可以壓縮實驗進行檢測。前者適用于塑性材料(如低碳鋼)，后者適用于脆性材料(如鑄鐵)。二者各有千秋，在很多方面可以相互補充，所以在實際生產(chǎn)中常常將這兩種方法結(jié)合起來使用，綜合考查材料在拉伸和壓縮兩方面的性能。
材料的拉伸和壓縮實驗被硬性地放在一起，由于實驗時間的限制，材料拉伸實驗的內(nèi)容不可避免地會受到影響，將使材料拉伸性能檢測局限在一個很小的范圍內(nèi)，變成一個孤立的點，無法形成面，更不用說形成網(wǎng)了，所以將拉伸實驗單獨開設，并設計為一個綜合性實驗，且安排在相關內(nèi)容講完之后進行。
2.用多種試件強化實驗教學效果
材料力學實驗原來開設的時候，為了保證實驗結(jié)果的一致性，待測試件多采用的是健全試件，即內(nèi)部沒有缺陷的試件。在進行拉伸實驗時用的是取自鋼筋的低碳鋼試件，雖然實驗效果比較明顯，實驗結(jié)果比較可靠，但存在實驗結(jié)果脫離生產(chǎn)實際這樣一個問題。實際工件內(nèi)部(對應于試件內(nèi)部)如果有缺陷，或者，即使內(nèi)部無缺陷，但表面受到腐蝕，也會對材料的拉伸性能造成嚴重的影響，但以往實驗中用的都是健全試件，內(nèi)部缺陷和表面腐蝕等的影響無法得到驗證，直接導致實驗內(nèi)容脫離生產(chǎn)實際，從而影響了實驗的教學效果。
為了解決這個問題，在拉伸實驗中采用多種試件來強化實驗教學的效果。比如除了準備健全的標準試件外，還準備一定數(shù)量的內(nèi)部帶有缺陷的試件和表面受到腐蝕的試件。表1是某鋼筋的健全試件和在NaCl溶液中浸泡一段時間后的腐蝕試件的拉伸性能測試結(jié)果。這樣，學生在相應的實驗結(jié)果出來之后，可以進行比較，看看試件內(nèi)部有無缺陷和表面是否受到腐蝕等與健全試件的實驗結(jié)果是否一致，差別到底有多大，既加深了學生對材料拉伸性能檢測重要性和影響因素的認識，又拉近了實驗教學與生產(chǎn)實際的距離，很好地強化了實驗的教學效果。
3.學生由被動接受變?yōu)橹鲃訁⑴c
在原來的材料力學實驗中，每次實驗老師要求學生做什么和怎么做，學生只是被動地接受，被動地完成一個個任務，從來不管也不用管為什么要用這種材料力學性能檢測方法，以及為什么要這么做。學生的求索精神和參與熱情沒有被激發(fā)出來，這又從另一方面影響了實驗的教學效果。
拉伸實驗改為綜合性實驗以后，給出多種或多個試件，并給出使用條件和性能要求，要求學生綜合運用檢測方法，將材料的拉伸性能檢測出來。學生由被動接受變?yōu)橹鲃訁⑴c，留給學生自由發(fā)揮的空間很大，這將會使其積極性得以發(fā)揮，創(chuàng)新能力得以展現(xiàn)。在整個實驗過程中，除設備使用方法由老師講解以外，其余部分均由學生自己完成，包括拉伸實驗材料的選用、拉伸性能檢測操作的完成、檢測結(jié)果的分析、檢測結(jié)論的給出(即拉伸性能測試結(jié)果)，還要給出內(nèi)部缺陷或表面腐蝕的影響。這種把基本的教學實驗與工程實際問題有機結(jié)合在一起的方案，不僅豐富了實驗課的內(nèi)容，開闊了學生的專業(yè)視野，縮短了課堂教學與生產(chǎn)實際的差距，而且提高了學生分析問題和解決問題的能力，從而培養(yǎng)了學生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
二、教學改革的成效
材料力學拉伸實驗的教學改革，全面提高了學生的綜合素質(zhì)(學生滿意度調(diào)查結(jié)果見表2)。這項改革取得了較好的教學效果，具體體現(xiàn)在三個方面：促進了學生及時吸收和靈活運用知識;培養(yǎng)了學生的獨立個性和協(xié)作精神;提高了學生分析和解決實際問題的能力。
三、結(jié)束語
材料力學拉伸實驗的教學改革取得了一定的成效，但仍存在一些缺點和不足，今后還要在多個方面加以改進，比如：增加實際工件或試件，進一步縮短課堂教學與生產(chǎn)實際的距離;利用多媒體手段，加強形象化教學;加強實驗的開放性力度等等
材料拉伸性能檢測在各種材料中的廣泛應用已經(jīng)取得了很好的效果，材料力學拉伸實驗的教學改革可使大學生的工程實踐能力和科研探索能力進一步提高，對大學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也有非常重要的意義。這一工作值得進一步推進和兀吾。
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