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關(guān)于淺談材料力學(xué)拉伸實(shí)驗的教學(xué)改革論文
一、教學(xué)改革的內容
借鑒他校和他人改革思路，從實(shí)驗內容的設置、實(shí)驗試件的選取、學(xué)生在實(shí)驗中的地位等三個(gè)方面人手，對材料力學(xué)的拉伸實(shí)驗進(jìn)行改革，具體內容與做法是：將實(shí)驗設計為一個(gè)綜合性實(shí)驗;用多種試件強化實(shí)驗教學(xué)效果;學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)參與。
1.將實(shí)驗設計為一個(gè)綜合性實(shí)驗
材料力學(xué)原來(lái)開(kāi)設的實(shí)驗有多個(gè)，涉及材料的多種力學(xué)性能檢測方法，其中拉伸和壓縮放在一個(gè)實(shí)驗(簡(jiǎn)稱(chēng)拉壓實(shí)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別和聯(lián)系，容易給學(xué)生造成一種錯覺(jué)，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(xué)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合在一起，才可以完成生產(chǎn)中的材料性能檢測任務(wù)。對于材料的強度，可以采用拉伸實(shí)驗，也可以壓縮實(shí)驗進(jìn)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(shí)際生產(chǎn)中常常將這兩種方法結合起來(lái)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(shí)驗被硬性地放在一起，由于實(shí)驗時(shí)間的限制，材料拉伸實(shí)驗的內容不可避免地會(huì )受到影響，將使材料拉伸性能檢測局限在一個(gè)很小的范圍內，變成一個(gè)孤立的點(diǎn)，無(wú)法形成面，更不用說(shuō)形成網(wǎng)了，所以將拉伸實(shí)驗單獨開(kāi)設，并設計為一個(gè)綜合性實(shí)驗，且安排在相關(guān)內容講完之后進(jìn)行。
2.用多種試件強化實(shí)驗教學(xué)效果
材料力學(xué)實(shí)驗原來(lái)開(kāi)設的時(shí)候，為了保證實(shí)驗結果的一致性，待測試件多采用的是健全試件，即內部沒(méi)有缺陷的試件。在進(jìn)行拉伸實(shí)驗時(shí)用的是取自鋼筋的低碳鋼試件，雖然實(shí)驗效果比較明顯，實(shí)驗結果比較可靠，但存在實(shí)驗結果脫離生產(chǎn)實(shí)際這樣一個(gè)問(wèn)題。實(shí)際工件內部(對應于試件內部)如果有缺陷，或者，即使內部無(wú)缺陷，但表面受到腐蝕，也會(huì )對材料的拉伸性能造成嚴重的影響，但以往實(shí)驗中用的都是健全試件，內部缺陷和表面腐蝕等的影響無(wú)法得到驗證，直接導致實(shí)驗內容脫離生產(chǎn)實(shí)際，從而影響了實(shí)驗的教學(xué)效果。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，在拉伸實(shí)驗中采用多種試件來(lái)強化實(shí)驗教學(xué)的效果。比如除了準備健全的標準試件外，還準備一定數量的內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(shí)間后的腐蝕試件的拉伸性能測試結果。這樣，學(xué)生在相應的實(shí)驗結果出來(lái)之后，可以進(jìn)行比較，看看試件內部有無(wú)缺陷和表面是否受到腐蝕等與健全試件的實(shí)驗結果是否一致，差別到底有多大，既加深了學(xué)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(shí)驗教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的距離，很好地強化了實(shí)驗的教學(xué)效果。
3.學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)參與
在原來(lái)的材料力學(xué)實(shí)驗中，每次實(shí)驗老師要求學(xué)生做什么和怎么做，學(xué)生只是被動(dòng)地接受，被動(dòng)地完成一個(gè)個(gè)任務(wù)，從來(lái)不管也不用管為什么要用這種材料力學(xué)性能檢測方法，以及為什么要這么做。學(xué)生的求索精神和參與熱情沒(méi)有被激發(fā)出來(lái)，這又從另一方面影響了實(shí)驗的教學(xué)效果。
拉伸實(shí)驗改為綜合性實(shí)驗以后，給出多種或多個(gè)試件，并給出使用條件和性能要求，要求學(xué)生綜合運用檢測方法，將材料的拉伸性能檢測出來(lái)。學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)參與，留給學(xué)生自由發(fā)揮的空間很大，這將會(huì )使其積極性得以發(fā)揮，創(chuàng )新能力得以展現。在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中，除設備使用方法由老師講解以外，其余部分均由學(xué)生自己完成，包括拉伸實(shí)驗材料的選用、拉伸性能檢測操作的完成、檢測結果的分析、檢測結論的給出(即拉伸性能測試結果)，還要給出內部缺陷或表面腐蝕的影響。這種把基本的教學(xué)實(shí)驗與工程實(shí)際問(wèn)題有機結合在一起的方案，不僅豐富了實(shí)驗課的內容，開(kāi)闊了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，縮短了課堂教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的差距，而且提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而培養了學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng )新能力。
二、教學(xué)改革的成效
材料力學(xué)拉伸實(shí)驗的教學(xué)改革，全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)(學(xué)生滿(mǎn)意度調查結果見(jiàn)表2)。這項改革取得了較好的教學(xué)效果，具體體現在三個(gè)方面：促進(jìn)了學(xué)生及時(shí)吸收和靈活運用知識;培養了學(xué)生的獨立個(gè)性和協(xié)作精神;提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、結束語(yǔ)
材料力學(xué)拉伸實(shí)驗的教學(xué)改革取得了一定的成效，但仍存在一些缺點(diǎn)和不足，今后還要在多個(gè)方面加以改進(jìn)，比如：增加實(shí)際工件或試件，進(jìn)一步縮短課堂教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的距離;利用多媒體手段，加強形象化教學(xué);加強實(shí)驗的開(kāi)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(xué)拉伸實(shí)驗的教學(xué)改革可使大學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科研探索能力進(jìn)一步提高，對大學(xué)生創(chuàng )新意識的培養也有非常重要的意義。這一工作值得進(jìn)一步推進(jìn)和兀吾。
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