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實驗教學觀念的轉變是實驗教學改革的核心，在傳統的實驗教學中，學生處于被動的地位，導致學生沒有學習興趣和創造欲望，限制了學生能力和素質的培養。實驗教學必須讓學生處于主體地位，將過去以教師為中心、學生被動參與轉變為以教師為主導，學生為主體，師生共同探索的方式，調動學生在實驗中的極積性和主觀能動性，才能培養出具有創新能力的大學生。
二、改革材料力學實驗教學內容及體系
傳統材料力學實驗的主要內容有低碳鋼的拉伸實驗、扭轉實驗、直梁彎曲正應力實驗，低碳鋼的拉伸實驗、扭轉實驗為力學物理量和性能的測試實驗。直梁彎曲正應力實驗為應力驗證性實驗，這些實驗對學生加深、鞏固理論知識的理解和掌握是有必要的，但實驗內容單調，較少涉及工程實際問題，沒有展示出現代工程技術的現狀和發展趨勢，對培養學生創新性思維的能力、解決實際問題的能力作用不大。要培養學生創新思維的能力和解決實際問題的能力，必須改革實驗內容并把實驗分為基本型實驗、綜合型實驗和設計型實驗三個層面。
基本型實驗以了解材料的力學性能為知識重點，著重培養學生掌握實驗設備、獨立完成實驗的能力，它是后續實驗的基礎?；拘蛯嶒灴杀Ａ舯匾膫鹘y實驗項目，但要提高實驗的起點，做到在加強實驗的思考性、啟發性和實用性的同時讓學生獨立完成實驗。比如：作為基本型的拉伸實驗不能只限于低碳鋼拉伸，要將其擴充為低碳鋼、鑄鐵、鋁合金、復合材料等多種與當今工程應用密切有關的典型材料的拉伸，實驗時讓學生分組親手完成各自不同材料的拉伸實驗。這樣，在同樣實驗設備的情況下，通過提高實驗的起點，達到了擴充實驗作用的目的。
綜合型實驗是基礎型實驗的補充和延續，著重培養學生的綜合實驗技能、綜合應用力學實驗技術和有關知識分析和解決問題的能力。綜合型實驗重點在綜合上，這類實驗內容可以是本課程各部分的綜合，也可以是不同課程內容的綜合，但切不可是幾個簡單實驗的疊加，綜合型實驗也可通過改革傳統的實驗來做，比如：梁的彎曲正應力實驗，過去是一根矩形直梁，它的應力分布材料力學教材已詳細介紹，對它的實驗現象和實驗結果學生是已知的，這樣的實驗不能培養學生分析問題、解決問題的能力?，F把這個實驗改為復合梁應力分析實驗，就得到了綜合型實驗。由下述表1驗證方法可知直梁彎曲正應力實驗只是一個單純的驗證性實驗，但在不需要增添設備的情況下將它改為復合梁應力分析實驗，就成了綜合型實驗，在這個實驗中綜合應用了組合變形、應力與應變分析知識和平衡條件、變形協調方程以及實驗技能和結果等，充分體現了綜合型實驗的綜合性，培養了學生把各相關知識融會貫通和綜合利用的能力，同時也能培養他們的綜合實驗技能，這些是培養創新能力，提高綜合素質不可缺少的。
設計型實驗以工程實際或模擬工程實際為背景，著重培養學生綜合的工程分析能力，是提高學生解決工程實際問題能力的重要途徑，同時對增強學生的社會適應性也非常重要。在這類實驗中，要充分體現設計性，所有實驗都應由學生自行設計、自行實施、自行檢測、自行分析處理。設計型實驗通常選各類支承壓桿穩定性分析。壓桿在工程實際中應用非常廣泛，其穩定性極其重要，大家知道工程結構由于失穩而破壞往往是突發的，并會造成災難性的后果，因此，通過這樣的實例要求學生對工程實際問題要有足夠的重視，進而培養學生嚴謹、規范的實驗作風。實驗時學生要結合工程實際自擬題目，題目確定后，學生要模擬工程結構自制模型、擬定實驗方案，然后進行壓桿穩定性側試及有關的計算研究，整過過程都由學生自行設計獨立完成，這就是一個設計型實驗。這種高度的自主實驗，激發了學生的探索興趣，當有問題時學生們會主動查閱資料模索解決的辦法，鍛煉了學生動手、動腦的能力和獨立分析問題、解決實際問題的能力，同時也加強和鞏固了有關壓桿穩定性方面的理論知識，綜合素質得到顯著的提高。
三、更新實驗教學方法、管理體制和運行機制
傳統材料力學實驗教學基本上采用的是一種封閉的教學思想、陳舊的教學方法、落后的實驗手段，實驗中學生沒有主動權，大家一哄而上、一哄而下，不利于學生創新能力的培養和綜合能力的提高，對此，應對傳統實驗教學方法、實驗室的管理體制和運行機制作如下改革。
（一）將現代化教學手段運用到實驗教學中
要建立以能力培養為中心的實驗教學體系，充分利用多媒體和網絡等現代化教學技術手段是必不可少的。對材料力學實驗，教師可開發網上“實驗教學應用系統”，該系統至少包括師生互動平臺和實驗指導、實驗方案設計、實驗預約子系統。各子系統都有其獨特的作用。實驗指導子系統：將材料力學實驗內容做成多媒體課件掛在實驗指導子系統中，實驗前學生可通過該子系統預先學習到各實驗的有關知識，包括實驗項目、實驗注意事項、實驗目的、實驗設備（包括它的結構和工作原理）、實驗基本方法、常用量具的使用，實驗報告要求等，這些內容通過聲音、文字、圖像、動畫、視頻等多種形式在屏幕上生動、具體的表現出來以后，能很快吸引學生的注意力，調動學生思維，從而使學生很快地掌握實驗的基本原理、操作技能和實驗過程中的要點和難點，為實驗實際操作作好準備。通過該系統還可以將一些工程項目的材料力學性能和應力分析測試的動畫、材料力學的擴充性實驗錄象和材料力學在工程實際應用的最新信息等等展現給學生，開闊學生的視野，激發學生更大的創造能力和創新精神；實驗方案設計子系統：實驗方案設計子系統可用來輔助進行實驗方案設計，該子系統程序可以仿真、檢查、判斷實驗方案設計是否正確，若實驗方案設計有誤，子系統會指出錯誤出在哪，直到設計的實驗方案正確為止。此系統學生還可用來反復操作煅練自己的設計思想、創新思維；實驗預約子系統：實驗方案正確無誤后，可通過該子系統預約實驗項目和時間。將現代化技術應用到材料力學實驗中后突出的特點有：（1）學生可根據自己的學習情況自主地來安排實驗內容的學習，改變了傳統的實驗教學過程中學生所處的被動地位；（2）對實驗內容的動態講解和過程的模擬仿真解決了傳統黑板講解無法講清的問題，使實驗教學變得生動活潑；（3）通過實驗方案設計子系統不僅能將學生的創造性思維發揮到極至，還能填補因實驗條件、設備限制做不到的擴充性實驗，為個性化發展的學生創造了條件。
（二）開放實驗室，為學生自主學習提供方便
開放實驗室就是給學生提供一個寬松的實驗環境，讓學生從實驗時間、空間、內容和過程都有選擇。實驗室開放后，學生的自主性、創造性才能得到體現。我們嘗試的開放性實驗教學過程步驟如下：
第一步：選題。學生根據學校指導性要求確定自己的基本型、綜合型、設計型實驗項目。
第二步：實驗預習。實驗項目確定后，要求學生針對實驗項目預習實驗指導資料，了解實驗目的、實驗注意事項、實驗設備（結構和工作原理）、實驗基本方法、常用量具的使用、實驗報告要求等。
以上兩項涉及的資料校園網“實驗教學應用系統”的實驗指導子系統都有提供。
第三步：查閱資料。由于綜合型實驗、設計型實驗有很多知識點沒有現成結果，學生要完成這些實驗就必須自己去查閱相關資料進行分析。
第四步：實驗方案設計。經過前面的準備，對設計型實驗進行設計。
第五步：檢查論證設計方案。設計型實驗方案設計好后，必須經過校園網“實驗教學應用系統”的實驗方案設計子系統檢查論證是否正確，正確進入下一環節，如果錯誤返回到查閱資料步驟，進一步查閱資料找出問題從新設計，直到正確。在這過程中，也可通過網上師生互動平臺與教師交流獲取幫助。
第六步：預約實驗。通過以上各步驟學生已初步具備實際實驗的條件，就可將有關實驗資料通過校園網“實驗教學應用系統”中的實驗預約子系統提交并預約實驗時間，學校對具體實驗的時間只作彈性控制。
第七步：具體實施。按約定的時間進行實驗，實驗的順序為基礎型綜合型設計型，如果實驗做完后還有疑問，可在3-5天內隨時再做。
第八步：實驗報告。實驗操作完后，要寫出實驗報告整過實驗才算完成。
實踐證明，這種具有時間、空間、內容和過程都開放的實驗，能全面提升學生獨立思考的能力、解決問題的能力以及創新精神和綜合素質。
（三）建立材料力學實驗考核制度
由于傳統的材料力學實驗課附屬于其理論課，實驗沒有單獨設考，只在理論課考核時，有極少實驗內容，導致學生不重視實驗學習。為了激發學生參與實驗的積極性，建立一個既與理論教學相匹配，又有利于培養創新型人才的實驗體系，應對材料力學實驗進行單獨考核，辦法如下：
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0229-01
黨的十七大提出“提高自主創新能力，建設創新型國家”，創新型國家需要創新人才，尤其需要一種有利于大學生創新人才培養的高等教育環境。為了培養大學生的創新能力，促進基礎力學實驗教學的建設和改革，教育部高等學校力學教學指導委員會、中國力學學會教育工作委員會和高等學校國家級實驗教學示范中心工作委員會于2010年10月在東南大學九龍湖校區聯合舉辦了首屆“全國大學生基礎力學實驗競賽”，我校代表隊與來自全國96所大學的學生一起參加了本次競賽，并取得了較好的成績。在此背景下為了提高我校學生的力學競賽參賽水平，帶動學院的實驗教學的進一步建設和改革，同時配合我校學生課外科技及創新實踐活動，我們進行了材料力學綜合性、設計性實驗的研究與實踐。
1 材料力學實驗教學的現狀與存在的不足
材料力學課程是土木工程專業一門重要的專業基礎課，該課程的理論性、應用性和實踐性很強并且與工程實際聯系緊密。材料力學實驗是材料力學課程重要的組成部分，它不僅對培養學生的動手能力、創新能力以及分析、解決實際問題的能力起著重要的作用，而且材料力學實驗技術在建筑、機械等工程中是不可少的。長期以來，我校材料力學實驗教學重視理論輕視動手實驗，實驗內容多以單元操作為主，僅僅局限于配合課堂教學、驗證原理，不注重創新性探索性；實驗模式落后，通常實驗教師將實驗要用的儀器設備準備好，然后講解實驗內容和實驗步驟，學生在預先準備好的儀器設備上依照步驟做實驗、獲取數據，最后提交實驗報告。這種實驗模式缺乏對學生獨立思考、動手實踐、分析和解決實際問題及創新等能力的培養。因此，探索新的實驗教學模式，開設綜合性、設計性實驗對培養學生動手實踐能力，訓練學生創新思維和團隊合作精神，提高我校材料力學實驗教學水平，促進材料力學實驗室建設和教學改革都將具有非常重要的意義。
2 綜合性、設計性實驗的內容及實施
2.1 綜合性、設計性實驗的內容
綜合性、設計性實驗的主要目的是培養學生的動手能力和創新能力。為此，我們設計了具有一定工程背景的綜合性、設計性實驗的內容。
（1）電阻應變片的粘貼實驗、應變片在電橋中的接橋實驗。
實驗目的是讓學生掌握電阻應變片的粘貼、焊線技術，學生掌握應變片測量應力時的組橋技術及多點靜態電阻應變儀的使用。
（2）偏心拉伸實驗、彎扭組合變形主應力的測定。
電測技術廣泛應用于各種工程結構的應力分析中，是解決結構強度問題的重要手段。通過上述實驗讓學生掌握應變片測量應力的原理和方法。
（3）鋼桁架結構桿件受力及變形研究。
學生綜合應用電測方法等多種實驗手段，自行設計實驗方案，對鋼桁架撓度、桿件內力等進行測試，使學生初步掌握電測技術在工程測試中的應用。
2.2 綜合性、設計性實驗的實施
（1）查閱文獻。
教師首先講解利用CNKI等網絡資源查閱文獻資料方法，然后學生按照擬定的實驗項目與教師提出的相關要求有目的地查閱文獻資料，并進行整理、歸納和總結，為實驗方案的設計奠定一定基礎。
（2）實驗方案的設計和優化。
學生根據給定實驗目的要求和實驗條件，分小組自行設計實驗方案，注重方案的合理性和可行性，指導教師只予以輔助，從方案設計的合理性和實驗的可行性逐一梳理和認真審核，并提出需進一步完善的方案，供學生參考。經一至兩輪的審核、修改，最后確定最佳實驗方案。
（3）實驗操作。
學生根據自己確定的實驗方案，以小組為單位進行實驗操作，小組成員根據各自分工在實驗過程中各盡其責，同時又相互配合。遇到疑難問題由學生自己主動思考，整個解決問題的過程中學生是主體，教師僅起指導作用。
（4）編寫實驗報告。
實驗結束后，學生以小組為單位對實驗測得的數據進行科學處理、計算，并與理論值相比較，進行誤差分析，得出結論。提交完整的實驗報告。
3 實施效果
材料力學綜合性、設計性實驗以學生課外科技及創新實踐活動的形式進行實踐的，取得了良好的效果。首先通過材料力學綜合性、設計性實驗使學生將理論課知識與工程應用有機的結合起來，同時培養了學生的工程意識；其次通過查閱文獻資料、設計實驗方案、完成實驗內容，充分調動了學生學習的主動性和積極性，提高學生的動手能力和實驗技能，培養了學生的創新、實踐能力和團隊合作精神；第三，編寫實驗報告，進行理論計算、實驗數據處理、誤差分析及實驗結果分析討論，培養學生實事求是的科學態度和綜合分析問題、解決問題的能力。為將來進一步的學習和研究創新打下堅實基礎。
4 結語
實驗是高校教學內容的重要組成部分，材料力學綜合性、設計性實驗內容是在緊密結合課堂教學內容和工程實際應用的基礎上設定的，在學院的支持和教師的指導下，以其特有的組織形式進行實踐的。在培養學生的創新思維、實踐能力、協作能力、競爭意識等方面都起到非常重要的作用，在提高學生工程素質方面發揮著獨特的功能。我們期待著在下一屆的“全國大學生基礎力學實驗競賽”中取得更加優異的成績。
參考文獻
[1] 牟萍，謝曉梅，等.材料力學設計性實驗的設計與實現[J].實驗技術與管理，2007（4）.
引言
材料力學是固體力學中最早發展起來的一個分支。一般認為，1638年，意大利著名數學家、天文學家、理學家伽利略出版的名著《關于兩門新科學的談話和數學證明》標志著材料力學的開端。書中，首次提出了材料的力學性質和強度的計算方法。對于土木工程專業來說，材料力學是一門非常重要的專業基礎課。其以解決材料的強度問題、剛度問題、穩定性問題為總綱，具有較強的理論性和實踐性。
一、現狀及存在的問題
目前，國內各高校土木工程專業多選用張如三、孫訓方、劉鴻文主編的《材料力學》作為指定教材，或者選用在這三本《材料力學》基礎上重新編寫的教材。采用的課堂教學方法基本都是從簡單的拉伸（壓縮）、剪切、扭轉和彎曲四種基本變形開始，然后歸納到一般的應力應變狀態分析與強度理論、組合變形以及壓桿穩定問題。在講授完課堂相關理論知識后，由實驗指導教師指導學生進行軸向拉伸、壓縮以及平面彎曲等實驗?？傮w上，土木工程專業的材料力學教學內容已經比較穩定，課堂學時一般在60~74個之間，實驗學時一般在4~8個學時之間，學分在3.2~4.0分之間。針對材料力學的教改問題，很多同行進行了研究，也取得了一定的成果。但結合我們前些年的教學實踐，也發現了一系列的問題，具體如下：
1.教師隊伍缺乏專業性。材料力學是土木工程專業、機械類專業、信息類專業等很多工科專業都開設的一門專業基礎課，因此很多學校（包括作者所在學校前些年）均統一安排基礎學部的力學教師來講授材料力學。從學校層面講，這樣安排節省了教學資源，便于統一管理。但弊端是基礎學部的教師對土木工程專業缺乏深入的了解，不能將材料力學中的相關理論和實際土木工程相結合，這就導致了學生學到的知識僅限于書本上，不知究竟學到了什么，很難提升學習興趣。
2.材料力學理論性較強，概念多，公式多，計算多，內容多，學生接受困難。材料力學章節多，內容多，各章之間連續性相對不強。本身理論性、抽象性又較強，很多概念，如應力、應變等，學生第一次接觸，若采用傳統的講授式教學，不輔以必要的手段，在有限學時內，很難理解其本質，降低學生學習的主動性和積極性。
3.教材的發展相對落后于規范。目前，我國土木行業的規范體系中，如鋼結構設計規范、混凝土結構設計規范等，除疲勞計算外，均基于近似概率極限狀態設計法進行強度、穩定等校核，而材料力學中仍主要采用容許應力法，若完全按照教材講解，學生所學知識與當前工程實踐、新理論相差甚遠，會誤導學生。
4.實驗教學流于形式、學生不重視。材料力學的實驗基本是在課堂教學講授完相關理論之后進行，相關實驗基本為驗證性實驗，有些甚至僅由教師給學生演示一遍，學生僅需觀看不需要自己動手驗證，最后學生上交實驗報告就算是完成了實驗教學。實驗教學淪為一種“形式主義”教學，不僅提高不了學生的興趣，有時甚至被學生認為是耽誤了有限的課堂教學時間。
二、材料力學教學改革建議
針對材料力學教學實踐中發現的問題，經過實踐，作者提出了一些針對性的建議，具體為：
1.教師隊伍注重專業性建設。充分意識到教師在教學過程中的主導及組織作用，選擇具有較高學術水平、豐富工程背景的土木工程專業教師講授材料力學課程，這樣教師可以實時地把材料力學教學內容與工程實踐結合起來，比如材料力學中梁構件的支座可分為可動鉸、固定鉸、固定端支座，但我們工程中的主梁一般支承于柱上，次梁一般支承于主梁上，那工程中實際中的梁對應的支座又是那種呢？對于鋼筋混凝土梁構件來說，當梁端部承受負彎矩，上部混凝土受拉開裂，如梁上部不配置縱向受拉鋼筋，即可允許梁端發生轉動，進而釋放掉負彎矩，這樣一般就可認為是固定鉸；反之，若梁端上部配置了足夠多的縱向受拉鋼筋，那計算時就可以簡化為固定端。通過專業老師的講授，使學生切實體會到材料力學和工程實踐的密切關系，進而激發學習的興趣。
2.教學內容注重時效性、拓展性建設。在對教學內容不做較大修改的前提下，教學時注重時效性，與現行相關規范作比較，如軸心受拉構件的強度計算公式，材料力學中基于容許應力法的表述為公式（1）、鋼結構設計規范中基于近似概率極限狀態設計法的表述為公式（2）。NAn≤[σ]（1）NAn≤f（2）式中，N為構件受到的軸拉力；An為構件的凈截面面積；[σ]為許用應力，Q235鋼材一般取150~170MPa之間；f為鋼材的抗拉強度設計值，Q235鋼材一般取215MPa（板件厚度小于12mm）。從表面上看，公式（1）和公式（2）的區別僅為[σ]和f。但實際上公式（1）基于容許應力設計法，要求結構在標準荷載下產生應力不得超過材料的容許應力[σ]（容許應力[σ]由材料的極限應力除以一個大于1的安全系數得到），因此可知，式（1）中的N是由標準荷載產生的軸拉力。近似概率極限狀態設計法設計公式（2）是用荷載或荷載效應、材料性能和幾何參數的標準值附以各種分項系數，對于不同重要性的結構，尚應考慮結構重要性系數，即式（2）中的N是由荷載設計值（荷載標準值乘以相應的荷載分項系數）產生的軸拉力，f是由材料強度標準值除以抗力分項系數得到。除注重教學內容與現行規范相結合外，教學過程中我們也強調力學知識的拓展性，即材料力學中的相關知識不僅在土木工程中應用，在生活中也有大量應用，諸如食品包裝袋上預留一個小豁口、如何吃火腿腸、冬天水管為什么會被冰脹裂、撐桿跳運動員使用的撐桿的變化（由木桿、竹竿、金屬桿等逐漸過渡到現在用的玻璃纖維桿）、香蕉球的力學原理、彈簧秤的力學原理等等，通過這些生活中的具體問題，使缺少工程實踐的學生從生活案例中理解材料力學概念，讓學生意識到材料力學就在我們身邊，并逐步引導學生自己去發現材料力學在生活中的應用，進而提高學生的學習興趣。
3.教學手段注重結合性、細節性建設。本文著重介紹的是作者采用多媒體課件教學時，認為應該注意的一些細節性問題。（1）多媒體課件形聲、動畫兼備，對于抽象的應力、應變、變形過程等更容易展示出來，學生也容易理解，但制作課件時要注意排版、字體大小、顏色等，最好多圖片少漢字，能用動畫表述不用文字描述。排版不宜過于花哨，否則會喧賓奪主，學生會把過多的注意力放在課件上，而不是教學內容上。（2）多媒體課件內容選擇上，輻射面要廣，不僅包含教材上的知識，尚應涵蓋教材沒有涉及到的知識。但除重點內容外，一般不必過于詳細，否則學生會認為“課件”就是材料力學，降低他們主動學習的積極性。細節決定成敗，一個好的多媒體課件可以讓學生在愉悅中掌握知識，優化課堂教學，提高教學質量。
4.教學方法上注重靈活性建設。為改善傳統的教師講、學生聽這種學生“被動學習”的教學方法，將“啟發式學習”“學生自主學習”與傳統的教學方法相結合，引導學生積極思考，增強了教與學的互動，使學生參與到教學活動中來，而不是被動地接受?！皢l式學習”的核心是引導學生學習，結合材料力學每章節課程內容，教師在導課時都結合具體的工程案例或相關科研成果，首先讓學生知道要學什么，相關的問題在哪？帶著問題去學習，學完相關內容后，師生共同對問題進行歸納總結，加深學生對學習內容的理解。比如在講解壓桿穩定問題時，教師首先提出問題：僅長度不同的鋼柱，其余均相同，哪個承載力會高一些呢？學生從生活常識的角度一般能知道短柱一般承載力會高一些，但不知道原因在哪兒。在講解完壓桿穩定問題后，學生就知道原因所在了。“學生自主學習”就是給學生站上講臺并充當教師角色的機會。材料力學課程安排中一般會有2~4個學時的機動課時，我們利用這幾個學時的時間，讓學生站上講臺，規定每個學生授課時間一般在8分鐘左右，從授課章節、多媒體課件制作、素材收集等等全部由學生自主完成，在“學生教師”授課的過程中，教師充當學生，最后由教師進行點評。以前，教學過程中，我們一般把這幾個學時安排成答疑，效果并不理想?；诖?，我們把答疑全部改為課下進行，不占用課堂時間，把節約下來的課時用來給學生展示，這樣提高了他們學習的主觀能動性和在眾人面前表達自己的能力，也讓他們體會到了教師工作的辛苦。
5.實驗教學注重層次性建設。針對之前實驗教學的弊端，我們作了如下改進：（1）除實驗室專門配備的教師外，要求材料力學授課教師全程參與實驗教學。（2）將實驗分層，第一層次為基礎性實驗，包括拉伸、壓縮、平面彎曲實驗。第二層次為綜合性實驗，可以由學生自擬題目或結合教師個人科研項目確定。（3）基礎性實驗教學過程中，授課教師首先把與實驗有關的多媒體課件等相關素材提供給學生。進入實驗室進行實驗時，由實驗室教師對授課教師事先提供給學生的素材（多媒體課件等）進行詳細講解，并預留下一些問題。因學生課下已經做好了預習，這樣有效地節省了準備時間。為提高學生的動手能力，實驗按每2~3人一組進行分組，撰寫實驗報告時，學生除需對實驗數據進行整理分析外，尚需對實驗室教師預留的問題進行解答。對實驗過程中不懂的問題，也可以在實驗報告上提出，最后由實驗室教師匯總交給授課教師，由授課教師統一解答。同時，實驗報告上必須注明小組每個人的分工。（4）綜合性實驗為選做性實驗，可以是真實的物理性實驗也可以是數值性實驗，主要是針對學有余力的同學開展的。截至作者發稿前，學生自擬了軸向壓桿穩定承載力的測定、焊接構件殘余應力測量等多個實驗項目；參與到教師的科研項目中的實驗就更多了，諸如一些實際檢測類的工程項目、實驗室的科研試驗項目等。6.課程考核注重多樣性建設。課程考核過程中，摒棄了平時成績+實驗課程成績+期末考試成績加權計算總成績、期末考試閉卷的傳統作法。相關改進如下：（1）針對材料力學公式多、概念多的實際情況，考試時允許學生自備半張A4紙，半張A4紙單面（另一面空白）可以撰寫自己認為重要的公式、概念等等，但只能自用不可互相傳閱，考試結束時該半張A4紙寫上姓名隨同試卷上交。（2）減小主觀性成績在總成績中所占比重，平時成績主要依靠作業質量、出勤率等來確定，但僅占總成績的10%；實驗課程成績分為A（優秀，對應90分及以上）、B（良好，對應80~90分）、C（中等，對應70~80分）、D（及格，對應60~70分）、E（不及格，對應60以下）五個等級，若實驗成績等級為E，則采用一票否決制，總成績不合格；若等級為C或D，實驗課程成績占總成績的30%；若等級為A或B，實驗課程成績占總成績的20%?？傮w上，實驗成績越低，在總成績中所占比重越大，就會導致總成績越低，進而促進學生重視實驗教學。
三、結束語
經過幾輪的教學實踐改革，針對我校土木工程專業材料力學的教學改革取得了初步成效，學生對材料力學的理解逐漸由一門抽象、難懂的“力學課”轉變為土木工程專業的一門“專業基礎課”，學生的學習興趣、學習動力、動手能力、解決實際問題的能力大幅提高，學習過程中的參與感逐漸增強。但我們也意識到，材料力學教改工作是一項長期工程，需要我們順應形勢，進一步地探索和實踐。
參考文獻：
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材料力學是工科專業的一門重要專業基礎課,材料力學實驗是材料力學課程教學的重要組成部份,是檢驗理論正確程度和解決實際問題的依據,是培養學生動手能力和創新能力的重要環節。隨著社會的不斷發展,對人才要求越來越高?，F行的實驗教學內容、教學方法已經不能滿足我們培養具有“基礎知識扎實、知識面廣、有較好的創新能力和解決工程實際問題能力”的應用型人才目標的要求,必須進行改革。
一、材料力學實驗教學中存在的主要問題
目前,材料力學實驗教學中存在的主要問題是學生學習興趣不大,積極性不高,動手能力差,以應付式的心態來對待實驗課程,等等。具體原因有以下幾個方面:(1)學生對實驗教學的重要性認識不足,存在“重理論、輕實踐”的錯誤觀念。他們認為實驗只是對所學理論知識的驗證,實驗課中能完成實驗任務就行了。存在著上實驗課態度不夠端正,實驗報告互相抄襲,實驗數據不完整等現象。(2)實驗儀器缺乏,實驗教學條件有限。造成許多實驗無法開展,只能由教師做實驗、學生看實驗的被動局面。(3)實驗教學內容單一,結構失衡,缺乏設計性和綜合性實驗。(4)傳統的實驗教學方式和方法缺乏科學性,學生對實驗課興趣不高,導致動手能力不強。(5)實驗教學目的與實踐要求偏離甚遠,學生所學的材料力學知識與工程實際嚴重脫節,不能很好地發揮實驗教學對理論教學的輔助作用。(6)實驗指導書的內容過于詳細,學生只需按指導書上的實驗步驟一步步地操作就能完成實驗,始終處于被動學習的狀態,不利于發揮學生的創造力。(7)實驗教學考核體系不科學。
二、材料力學實驗教學改革的實踐與探索
1.正確認識材料力學實驗教學的重要性
科學實驗是科學理論的源泉,轉變實驗教學觀念是實驗教學改革的核心。美國力學大師鐵摩辛柯說過:“理論分析和實驗結果在材料力學研究中具有同等重要的地位,材料力學的歷史是理論和實驗二者最好的融合?！崩碚撜n與實驗課是同等重要的,理論課側重于相關理論的講解,具有普遍意義。實驗課側重于解決工程實際問題,是理論知識學以致用的實踐性課堂,否則再好的理論也只能束之高閣,也就失去了理論研究的意義。因此,只有明確實驗教學的重要性,才能培養學生應用理論知識去分析解決工程實際問題的創新能力,這點對工科專業學生非常重要。
2.增添實驗設備,改善實驗教學條件
俗話說“工欲善其事,必先利其器”。要想提高實驗教學的效果,實驗室必須按照學生的人數比例配備先進的實驗儀器設備。近3年來,隨著我校“實驗室發展與提升計劃”的實施,材料力學實驗室先后購置了一批材料力學多功能試驗臺、電子萬能試驗機、靜態電子應變儀和壓力試驗機等設備,同時,還對實驗室環境進行改造?；窘鉀Q了教學設備陳舊、老化、臺套數少和教學場地狹小等問題,使得實驗教學能力得到快速提升。
3.改進實驗教學方法,提高學生學習興趣
傳統的“固定式”實驗教學方法束縛了學生思維能力和創造能力。在新的教學過程中,應充分利用網絡優勢,把試驗儀器的圖片及操作方法、注意事項、實驗的主要目的、實驗操作步驟等放到實驗室網站上,以便學生進行實驗前預習。同時,利用多媒體技術,制作實驗CAI 軟件,將材料力學實驗內容全部模擬完成,建立材料力學虛擬實驗空間。這樣既增添學生學習興趣,讓學生很快掌握如何操作試驗機,掌握課本上抽象的內容,又能培養學生利用計算機等現代化手段進行科學實驗的能力,為將來踏上工作崗位打下堅實的基礎。
4.立足基本實驗教學擴充新型內容
基于“夯實傳統實驗基礎,增加探索性、設計型和綜合型實驗內容”的想法,我們將材料力學實驗分為二部分:(1)低碳鋼和鑄鐵材料的拉伸、扭轉和壓縮等三項實驗作為基本的材料力學性能實驗。把測定材料彈性模量和泊松比、圓管扭轉應力和純彎梁彎曲正應力等實驗作為基本應力分析實驗,這兩類實驗為必做實驗,是整個材料力學實驗內容體系的基礎部分。(2)組合梁彎曲正應力分析、組合壓桿臨界力測定、圓管彎扭組合實驗等探索性、設計性和綜合性的實驗系列,構成整個實驗體系的提高部分。其次我們還穿插了一些建筑材料中的鋼材、木材、有機材料等與專業密切相關的材料實驗,這對于學生后續專業知識的學習、拓展專業深度及廣度,具有重要意義。比如,材料力學實驗中的電測法是“建筑結構檢測”這門專業課的靈魂,一些重要的建筑結構往往采用電測法來分析結構的受力狀態。此外,在實驗教學過程中,我們根據專業特點利用投影設備給學生播放一些工程實例,加強實驗與工程應用的聯系,增強學生的感性認識,激發學生的學習興趣。
5.實驗室實行全天開放
我們已經通過實驗室網站建立實驗預約系統。同時,我們還把實驗室現有的儀器設備的數量、功能、參數和主要運用領域等信息放上網站供學生查詢。通過實驗室開放,學生可以自由安排時間完成實驗任務,學生也可以自己設計實驗項目解決實際問題。此外,我們還積極動員學生利用實驗室開放時間參加教師的科研項目。實驗室開放給學生提供了一個寬松的實驗環境,讓學生從實驗時間、空間、內容和過程都有自主的選擇,老師真正做到“引導”作用。
6.改革材料力學實驗教學的考核方式
傳統材料力學實驗教學的考核,只關注學生的出勤率及實驗報告的填寫,很少考慮學生參與實驗的主動性等因素。為了使實驗考核更加客觀,提高學生參與實驗的積極性、主動性和創造性,我們堅持從以下三個方面考核學生:(1)實驗效果。以全班學生實驗所得實驗數據的平均值作為參考,確定每位學生實驗的效果,此部分占實驗總成績的50%。(2)實驗報告。重點考查學生的實驗思路及對待實驗的態度,此部分占實驗總成績的30%。(3)實驗課堂過程?？疾閷W生的實驗出勤率及學生實驗動手能力,此部分占實驗總成績的20%。
三、結束語
實驗教學是培養學生實踐能力和創新能力的基礎,這已經成為眾多實驗教學工作者的共識。只有樹立正確的觀念,把實驗教學與理論教學擺在同等重要的位置,實驗教學改革才能成功。同時,實驗教學改革也是一項不斷更新的工作。只有緊跟社會發展的步伐,行業發展的趨勢來不斷完善教學方法和教學內容,才能不斷提高教學質量,才能培養出“基礎知識扎實、知識面廣、有較好的創新能力和解決工程實際問題能力”的應用型人才。
參考文獻:
[1]裴玉屏.搞好材料力學實驗改革提高大學生的實踐能力[J].遼寧工學院學報,2002,(2):78-83.
中圖分類號：[O341]文獻標識碼： A 文章編號：
一、材料力學實驗教學的必要性
要了解材料力學實驗，我們先應該知道什么是材料力學。材料力學是，研究工程材料力學的性能和構件強度、剛度和穩定性計算理論的科學。它的主要任務是為設計各種構件提供必要的理論和計算方法以及實驗研究方法。一般來說，要合理地使用材料，就必須要先了解材料所用材料的力學性能，就必須要通過試驗才能測得相應科學數據。實驗教學是是學生深入了解知識、驗證理論的有效途徑，是教學課程中的一個重要環節，材料力學實驗教學部分更是在整個材料力學教學中具有不能忽視的地位，并隨著高校教學改革的進一步深化，日益凸現它的重要性。
二、材料力學實驗教學中存在的問題
實驗教學雖然是提高教學質量的重要途徑之一，但目前還存在著一些缺陷和問題，需要引起高校的重視：
（一）就目前試驗教學現狀而言，教學方法較不利于培養學生的積極性和主動性。由于教學時間和教學設備等外在因素影響，多數試驗教學還處于填鴨式教學。舉個例子來說，做金屬拉壓實驗時，通常的教學方式是多名學生圍著一臺實驗設備觀看實驗教師進行操作，同時實驗教師講解試驗內容，這種“走馬觀花”地試驗教學，效果是可想而知的。材料力學目前的實驗大多停留在簡單的驗證性試驗，不足以調動學生的積極性。與此同時，試驗設備不足也是出現此現象的一個重要原因。由于此種現象，學生失去了寶貴的動手分析問題和解決問題的機會。
（二）在材料力學試驗中，學生做實驗的材料較為單一。實驗教學原本的目的，就是為了讓學生認識和了解工程中各種常用材料的力學性能，但目前學生所進行的實驗，與工程應用中所需的實驗相差太遠，那些高溫、高壓等試驗由于設備和實驗條件卻不能涉及，因此實驗教學與試驗初衷相悖。
（三）上面提到實驗條件問題，但就現有的實驗條件而言，未能有效利用并在學生的畢業設計中更好地發揮應該有的作用。學生若能多做實驗，多動手實驗設計，提高實驗設備的利用率，并在畢業設計里體現出來，這樣才有利學生能力的提高。同時，教師在進行試驗教學時，對實驗教學的考核不夠完善。一般來說，教師考核學生常常采取實驗報告的形式，卻忽視了實驗的操作內容，達不到對學生全程監控的要求。
（四）實驗教學與科研結合地不夠密切。目前的實驗設備主要為教學所用，實驗室雖然也向所有教師和學生開放，但實驗設備的利用率問題以及與科研和產業結合的程度較低是一個重要問題，產學研要有效結合是一條漫長的道路。
（五）實驗項目需要更新和改革。例如梁的純彎曲正應力電測法試驗，目前僅限于驗證性實驗，其電路及應變片都是接好的，完全不能發揮學生的動手能力。而實際上，粘貼應變片、焊接應變片引線、設計電橋橋路等完全可以放手讓學生自己動手做。
三、有效改進材料力學實驗教學的策略
針對上面所提出的存在于材料力學實驗教學中的各種問題，作者提出以下一些改進策略和建議：
（一）由于教學方式和內容較不利于培養學生的積極性和主動性，所以學校應加強實驗教學內容建設。其一，學校實驗教學多為驗證性試驗，因此我們可以從實驗的設計入手。在實驗教學中，可以多涉及一些演示性實驗、設計性實驗和綜合性實驗等等，從各個方面挖掘學生潛力；其二，作為實驗課堂教學，需要妥善保存教學資源，以便學生日后自行學習和研究，如制作實驗錄像和多媒體課件等等。
（二）提高實驗設備的利用率，實現產學研相結合。為了充分發揮實驗室的作用，提高實驗設備的利用率，就必須要改革原來課程教學的體制，實行實驗室開放使用制度。目前對高校來說，缺乏的就是實驗經費和實驗所需要的條件。由于這些因素，使得實驗教學無法上升到研究的層面，無法達到科研進而行程產業的程度。基于此，學校應引進新的實驗設備，并且施行實驗室開放政策，鼓勵教師和學生多進實驗室，多開展科學研究。這不僅可以提高實驗室設備的使用率，更有利于學?？蒲兴降奶岣?，實現產學研相結合。
（三）實驗考核方式的更新和改革。根據教師考核學生常常采取實驗報告的形式，卻忽視了實驗的操作內容，達不到對學生全程監控的要求這類現象，作者建議要對實驗教學的效果進行嚴格考核。首先學生做實驗，最重要就是保證實驗結果的準確性，對實驗結果負責。對此，作者認為可以規定只有通過實驗人員簽字認可的方可離開實驗室，否則重做實驗。此種方法在于引起學生對實驗課程的重視和認真的態度。除實驗操作性題目外，還可以設置填空題、選擇題、簡答題等多種形式，多種方式進行實驗考核。
（四）強化實驗的基本要素。實驗的基本要素即：實驗者、實驗手段、實驗對象。實驗的主體是實驗者，是重要的能動因素。對于材料力學實驗教學來說，實驗者就是學生，主要突出學生的主體核心作用，目的是使學生通過做實驗受到基本的技能訓練，培養實事求是、嚴謹細致的科學作風。此外，為了更好的控制實驗教學，需要限制實驗人數并對實驗課程進行有效設計，鼓勵學生可以自擬題目、設計實驗，鍛煉學生用課程所學知識解決工程實際問題的能力。
參考文獻
0引言
材料力學是土木工程專業的技術基礎課，是研究各類工程結構中普遍存在的受力和變形現象的學科，著重培養學生的邏輯思維、分析能力和解決實際問題能力。一直以來，我國大學中所講授的力學課程內容大多由前蘇聯引進的內容，內容陳舊、枯燥、抽象、重理論輕實踐。教學方法多采用灌輸式教學，造成課堂氣氛死板，有時甚至枯燥無味，大大降低了學生的學習熱情。這些問題不但加劇了學生的學習惰性，也影響到其它課程的學習狀況。針對以上問題，如何為實際工程提供合格的力學人才；如何在材料力學教學中充分調動學生的主動性和積極性；在目前有限的課時下，如何對舊有材料力學課程體系進行合并、篩選等工作已經成為教學改革工作不可回避的事實。CDIO工程教育理念提倡在實踐中學習，在學習中實踐，這為該問題的解決提供了一種思路。
1CDIO工程教育模式
CDIO模式以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO模式強調與社會大環境相協調的綜合的創新能力，同時更關注工程實踐，加強培養學生的實踐能力，因此CDIO工程教育模式是提高大學生的創新和動手能力、推進產學研結合、加強實踐教學環節以及加強學生參與交流與合作能力的有效途徑。
2基于CDIO模式的材料力學教學大綱設計
CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。材料力學課程既包括專業知識學習，又強調應用能力的提升，根據這一教學目標設計的教學大綱如表1所示。
3改革方案設計
3.1教學內容的改革
對于傳統教學中的基本概念、原理和方法，我們在教學中應該重視，可為了拓寬學生的視野和運用力學知識建模的能力，我們又應該對教學內容優化。隨著科學技術的發展，新的理論、新的學科、新的計算工具和計算方法、新的試驗方法不斷涌現，在教學內容中適當增加這方面的介紹和練習，可以拓寬和增強學生系統解決實際工程的能力。此外，學生普遍對繁瑣的理論推導缺乏熱情，因此有必要在教學中加入實習環節或模型演示環節，實現教學與實踐的結合，從而提高學生對力學課程的興趣。
3.2教學方法和教學手段的改革
如何調動學生的主動思考，如何加強學生獨立解決問題的能力，如何實現“在實踐中學習，在學習中實踐”？顯然單純的課堂教學很難實現這些目的。首先，材料力學應把課堂教學與案例教學或現場教學結合起來，并配合一定形式的課堂討論。這樣學生就能比較生動地、直觀地去學習基本理論，并且可以明確學習的目的性。例如：彎曲問題可以在施工現場結合梁的配筋布設講解；組合變形可以在實驗室用模具演示教學等等。另一方面，CDIO教育理念重視個人能力及技能的同時，強調團隊協作與交流，因此可以在教學過程中開展分組專項研討。專項研討任務以小組為單位，每組3~5人，讓學生到施工現場進行調研，結合工程實際確定材料力學研討主題，然后針對工程實際問題建立力學模型，通過小組探討解決工程問題，從而鍛煉學生收集信息、主動獲取新的知識、解決問題和創新的能力。再一方面，還可以在教學過程中開展自主實驗設計，推動學生自主學習能力。在教學手段上也應結合新技術、新方法的發展，在傳統的板書基礎上，融入PPT、Flas、仿真數值模擬等教學手段。一方面加強學生對傳統力學知識的理解，另一方面，新的教學手段可以豐富教學內容，貼近工程實踐，拓寬學生的視野。例如：PPT相對于板書，可以發揮信息量大的優點，讓學生在有限時間內完成更多的課上練習；Flas可以在課堂上展現一些實驗現象或者工程實際現象，這有助于學生對抽象力學概念的理解等等。
4課程評價體系改革
課程的考核評價體系和考核方法主導著學生的學習動力和方向，其改革必須匹配材料力學課程的CDIO教學大綱，起到引導學生有意識開展專業能力鍛煉的目的。材料力學課程成績包括三部分：書面理論考試、匯報答辯、實驗報告，權重為0.4、0.4、0.2。書面理論考試主要以基本概念、基本理論、基本技能為主。匯報答辯要求學生對小組研討專項做成PPT，圖文并茂的在講臺上向老師和同學做報告，并回答老師和同學對改組項目提出的問題，考核重點在：調研的充分性、CDIO綜合能力的展現性、技術和理論的結合度、團隊的協作能力等方面。實驗報告要體現自主實驗設計的選題調研、方案設計、實物開發和交流評比等環節。
5結束語
基于CDIO的材料力學教學模式著手改革課程體系和教學模式、創新教學方法和教學手段、調整教學考核體系，從而調動學生的主動思考動力、培養學生的團隊協作和交流能力、加強學生獨立解決問題的能力，讓學生“在實踐中學習，在學習中實踐”。
【參考文獻】
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伴隨著經濟的持續高速發展，工程領域航空、航天、機械、動力、土木、水利等行業對于本科生的要求發生了巨大轉變。對于一般的工業企業來說，大量的結構強度計算分析工作都可通過Nastran、Ansys等有限元軟件來完成，設計分析也可以借助相關設計手冊來進行，似乎所需要的工程師人數相對較少，對其力學知識和相關能力的要求有所降低。但是，我國的產業結構正處于向自主創新的攀升過程中，更需要的不是僅僅能因循守舊、照搬設計規范來完成結構或產品設計的工程人員，而是能夠清晰地理解舊有規范背后的科學依據，準確地把握產品的當前需求以及由此帶來的技術挑戰，在此基礎上進行改進，甚至全新設計的技術人才。因此，對于絕大多數具有實力的大中型企業而言，反而是力學基礎好，概念清晰，發現問題、分析問題和解決問題的能力強，具有創新能力的本科畢業生更加受歡迎。所以，考慮到工程實際需要的差異性和多層次性，開展基礎力學課程的教學改革十分必要[3]。
一、基礎力學課程教學的特點與現狀
現階段的基礎力學課程教學出現的問題，從大的層面來看，主要表現在以下幾個方面。
（一）教學內容多與實際學時少之間的矛盾
近年來，為了拓寬學生的知識結構，擴大專業的就業面，高校不斷進行了專業調整與改革，專業課的課時普遍被大幅度壓縮。而各力學課程都是一個完整的知識體系，有其自身特點和規律，難以相應地進行大幅度削減。這就提出了如何在被大幅度壓縮的學時內，高質量完成相關教學內容的問題。
（二）力學知識體系要求較高與學校生源素質急劇下降之間的矛盾
基礎力學課程從基本概念的提出到理論體系的建立，其建模與分析的思路極為嚴謹，假設與抽象十分合理，具有堅實的現實依據和理論意義；研究方法非常嚴密，通常需要大量地運用數理方程等相關學科知識。但是，目前各本科院校的連續擴招，學校生源素質急劇下降，學生基礎知識差，在實踐中認識和提出問題、應用力學知識分析和解決問題的能力明顯不足。就“材料力學”而言，公式推導過程比較煩瑣，而且必須要以實驗課相輔助。學生普遍反映“材料力學”課程較難掌握，容易產生畏懼心理，考核結果也往往令人擔憂。
（三）實踐環節需要資源較多與高校資源相對緊張之間的矛盾
基礎力學課程是理論性和應用性都極強的課程。以“材料力學”為例，它主要分析各種工程結構和材料受力之后的變形情況，需要學生對工程實踐有一定的感性認識，能夠將理論分析與工程實際聯系起來。這就需要讓每個學生都能動手實踐，開展從材料的各種力學性能測試，到構件的拉、彎、扭、及組合變形，到靜動態力學性能分析等等多個相關實驗，進行較為充分的相關力學實驗的實驗設計、試件設計、過程操作、結果分析、數據整理、報告撰寫的練習。然而由于力學實驗設備普遍相對較貴，占用空間較大，往往都是若干學生以小組為單位，嚴格按照相關實驗過程，完成兩三個簡單實驗。充分達成課程目標所需資源與高?，F有資源之間形成了較大反差。
以上矛盾都是目前客觀存在的現實，需要院校、教師、學生等管理部門、教、學各方面共同努力，確立教改觀念，理順發展思路，推出合理舉措，不斷解決問題。
二、基礎力學課程教學現存問題分析
具體到基礎力學課程的教與學來說，長期以來，基礎力學課程的教學模式仍采用傳統的模式，關注學科知識的傳授。形式上是課堂上教師滿堂講，學生埋頭記；課后學生完成作業，教師批閱；最后學生參加考試，完成課程考核。從實際教學情況來看，這種模式不僅其過程中存在許多弊端，而且該模式本身已不能滿足社會需求。這樣不利于學生對知識的全面掌握，難以衡量學生的真正水平，不能很好地培養和鍛煉學生對知識的運用能力和實踐動手能力，還容易出現作弊等違紀現象，同時不利于教師教學水平的提高，沒有充分發揮各種考核手段的導向和反饋作用。所以傳統教學模式必須改變[4-5]。
教學過程主要包括教師與學生，涉及課堂教學、實踐、與考核等環節。目前主要存在以下問題。
（一）課堂教學環節
學生通過基礎力學課程的學習，熟悉相關知識體系和內容，建立相應基本概念，了解本學科的特點，樹立采用定量分析方法解決工程實際問題的觀念，培養創新意識。這些都無法脫離課堂教學環節。課堂教學是課程學習的核心環節。目前仍存在以下幾個問題。
在教學內容方面，由于學時太少，教師往往拘泥于其系統性，不能給學生留出足夠的自由時間和思維空間，忽視了學生的創新能力和想象力的培養。在教學手段方面，普遍大量使用PPT課件，基本都是以教師滿堂灌似的講授為主。盡管表面上較為流暢，但留給學生思考的時間相對不足，會導致教與學之間缺少充分互動。在教學方法方面，由于高校教師，尤其是青年教師承擔了大量的教學、科研任務，因此會忽視對教學方法的研究。
（二）實踐教學環節
基礎力學課程是應用性非常強的課程。它通過對工程實際、生活實際的各物體、構件的分析，得到其運動、變形的知識和觀點，并與實際情況相比較，進而加以修正，從而形成普遍規律，用于指導實踐。其建立過程、認識過程與應用過程都和實踐密不可分。課程學習的最終和最重要的目標就是能熟練自如地運用相關知識，解決實際問題。因此，實踐是課程學習不可缺少的重要環節。
目前，基礎力學課程實踐環節方式較為單一，就大部分院校而言，主要是實驗；內容較為貧乏，一般都只是開展幾個最為基本的力學實驗；過程非常單調，僅是學生分組完成規定的操作流程。這很難激發學生的興趣，難以吸引學生主動思考和投身實踐，基本不能實現創新精神的培養。
（三）課程考核環節
考核環節一般包括課后作業、實驗報告、大作業、期中期末考試等，是對教學情況的反饋和總結。它具有方式多樣、內容豐富的特點，能對教學起到重要幫助作用。但是，往往實際中都只重視期末考試，采取主要以期末考試來決定課程學習通過與否的做法。
這種傳統的考試模式更多的是考查學生對基本知識點的掌握，很難實現對學生創造能力和創新能力的培養和考查。而且，這種模式形式單一，基本以筆試閉卷為主；考試比例相對集中，一般是以課程結束后的一次考試成績作為課程成績；考試的時間也比較集中，考試基本安排在學期末進行；考試內容也很少，基本上是講三學二考一。這樣往往造成學生上課不認真聽講，課后不仔細復習，平時不查閱參考資料，一心指望考前突擊、死?過關。同時，這也極易引起學生只重視做題，忽視了對本學科的規律與特點的掌握和體會，更無法談及相關創新精神和創造能力的培養。
三、基礎力學課程教學改革的思路與措施
基礎力學課程的教學改革必須注重學生創新精神與創造能力的培養，這已成為大家的共識[6]。在教學改革過程中，要貫徹“以學生為主、教師為主導”的教學原則，努力激發學生的興趣，牢牢地吸引住學生的注意力，促使學生能夠認真觀察、獨立思考、積極動手操作、樂于表達交流、隨時質疑提問、聯系工程實際，全面參與到教學的各個環節中來[7]。始終注意培養學生在觀察工程實際與生活現象、發現和提出問題、運用力學知識抽象和建立理論分析模型、運用相關力學知識解決實際問題這一完整過程中，理解、體會基礎力學課程特有的學習方法、思考原則、考慮角度、分析方法等。始終注意力學課程的教學與工程實際的結合。
在課程教學的各環節，以“材料力學”為例，不僅需要引導學生完成知識點的學習、掌握，實現知識的積累，還需要促進學生思考和理解這些知識背后的依據、原理，幫助學生體悟知識的應用過程。需要考慮的方面和可以采取的措施如下。
（一）教學環節
在組織教學內容時，應不拘泥于所授教材，注重課程知識的橫向應用，突出“材料力學”研究問題的思路和解決問題的方法；注意結合工程實例和生活事例，側重現象分析和規律探討，激發學生的學習熱情。以學生為中心，制定教學方案。在課堂教學中要激發學生的好奇心，抓住學生的注意力。盡可能結合時事、結合突發事件、結合新技術的應用，采用青年人更易接受的流行語言和詞匯來講解和體現力學規律?？蛇m當減少習題的講解，增加工程實例的分析和探討。通過若干完整的工程實例分析，來展示力學知識的運用，體現本學科的重要性，并澄清本學科的學習特點，幫助學生盡快地適應本學科的學習。在習題的講解中，注意區分典型例題與非典型例題，厘清處理典型例題的通用方法與處理非典型例題的特殊方法的關系，盡可能地解除學生的畏難情緒，排除學習障礙。
在教學手段上，利用青年人對計算機、手機等新技術應用具有濃厚興趣的特點，可將多媒體教學與傳統教學有機結合，盡可能地將多種元素引入進課堂教學中來，比如CAI課件、動畫、電影、CAD、CAE等。
在教學方法上要轉變教學觀念，將傳統教學方法與現代化教學手段和資源結合起來，不斷優化教學方法?？赏ㄟ^緒論課與力學史、基礎力學教學中的人文因素[8]與力學美等的介紹[9]，以及借鑒小說與評書的論述方式，來引起學生的好奇心。
同時，教師還應不斷提升自身的專業素質，堅持開展科研，加深和拓寬對本學科的認識，始終站在學科前沿來引導學生。
（二）實踐環節
基礎力學是解決復雜工程課題的理論基礎，工程應用是基礎力學的最終目標，同時也是激發學生學好基礎力學課程和產生工程意識的前奏?；A力學的工程應用是提高學生學習興趣的一個重要渠道。
現有的力學實驗大多內容簡單，過程死板，結果已經預知，僅僅只是驗證性實驗，而不具有探索性和創新性，難以引起學生的好奇心與求知欲。且分組完成，相對缺乏思考性和啟發性，個人的參與性不強，不利于學生創新意識的培養。
實踐環節教學改革十分重要的內容就是要增添實驗內容，增強學生的選擇性和參與性，如各種材料力學性能的測試、組合變形實驗、復合梁實驗等。并結合工程問題、結合學生的大作業等，進一步提出實驗課題，讓學生自主設計實驗及相關裝置并完成實驗，如超靜定結構實驗、各種界面梁的彎扭實驗等。對于新的實驗內容，只給定實驗要求，由學生自己完成對實驗內容的分析、制定實驗方案、選擇實驗儀器和設備、分析和處理實驗數據、撰寫實驗報告。這樣有利于加深學生對課堂教學內容的理解，提高學生的實驗動手能力、分析問題與解決問題的能力。
（三）考核環節
當前考核環節的主要弊端是以期末考試來決定課程成績。對考核環節的改革應該是全面重視課后作業、大作業、實驗報告、期中期末考試，并逐漸開拓平時測試、工程實例分析、自主實驗設計等多種考核方式，合理分配時間和設置相互之間的權重，最終形成課程成績。
其中，最為常見的考核環節是課后作業的批改。要加強學生對平時作業的重視程度，引導學生獨立、積極地完成作業。教師要及時、認真地布置和批改作業，從作業中得到課程教學的信息，并在下一階段的教學中加以處理；同時將批改情況積極反饋給學生，引導和幫助學生采納反饋信息，進行復習。
大作業與課程論文作為一種普遍性的探索模式得到了較為廣泛的認可，是創新精神和創造能力培養的很好方式。選題可以多種多樣，如學習體會、章節總結、一個知識點的深入討論或一個具體生活或工程實例的解決。選題的范圍可以源自生活的方方面面，比如瀝青路面的變形、塌陷、開裂，樹木大風過后的刮倒、樹枝折斷，交通信號燈桿的歪斜等學生可能目睹但未進行認真思考的現象，抓住學生的好奇心理，激發他們的探索熱情。一般由學生自主選題，以教學大綱為基礎，在教師的指導下自由地進行知識拓展，并按科技論文的模式來完成，從而使學生的科研素質得到初步培養。
一般說來，由于當前實驗環節都是分組同時進行的相同實驗，實驗報告也是按照固有格式完成，導致實驗報告難以反映實際情況。不妨采取自主實驗設計、完成相關實驗并最終形成實驗報告的方式來考核。這對于學生個人能力的要求較高，需要充分發揮學生的主動性等，也需要教師的積極指導和幫助。
中圖分類號：TB30 文獻標識碼：A
1概述
實驗教學是高等學校人才培養不可缺少的重要環節，對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力有著不可替代的作用。材料力學實驗是高校工科專業技術基礎課程《材料力學》、《工程力學》、《建筑力學》的重要組成部分。通過材料力學實驗，可以讓學生加深對材料力學基本概念、基本理論的理解和認識，使學生牢固掌握材料性能指標的檢測方法，培養學生分析問題、解決問題。材料基本變形、組合變形測量等實驗涉及眾多電測方面的知識，如應變片、應變儀、力的傳感器、橋路及其連接、貼片與溫度補償等，是力學與電學知識相結合的實驗。近年來，由于專業熱點變化，這類材料力學基礎實驗在高校普遍存在壓減學時、實驗室規模萎縮、儀器使用損壞率高、實驗經費有限等問題，同時，實驗中應變片的粘貼實驗周期長，而且因為虛貼等操作會造成材料損耗，測量前的線路焊接、電橋搭配等的不正確操作也會造成儀器的損毀，所以實驗中的這些步驟都在實際實驗中省略了，學生失去了動手動腦進行科研訓練的機會，實驗做完后對電測原理一無所知，教學效果很不好。
如何在現有條件下發揮有限資源的最大效率，并顯著提高材料力學實驗教學效果，是廣大實驗教學老師正在探討的課題。近年來，國內各高校不斷嘗試將計算機仿真技術引入到實驗教學中，改變了傳統的教學模式，使得教與學的方式發生了革命性的變化。
仿真實驗是通過計算機及其相應的模擬程序來完成實驗過程，不受實驗室儀器設備、實驗材料的限制，因其具有經濟性、開放性、針對性及安全性等特點，是培養學生綜合創新能力的一種有效實驗手段。
為此，結合材料力學電測實驗課程的特點，運用信息技術尋求一種合理、高效的仿真實驗途徑具有非?，F實的意義。研制材料力學電子測量仿真系統，可以讓學生在較短的時間內通過仿真貼片、接線、加載、測量，對電測原理有個完整了解，作為課內實驗的補充，也可大大提高實驗教學效果。
2 材料力學電測實驗仿真系統開發
1）材料力學電測實驗仿真系統的技術選型
系統開發選用C++ Builder， C++ Builder具有快速的可視化開發集成環境，內置了大量完全封裝了Windows公用特性且具有完全可擴展性的可重用控件，利用C++ Builder可以快速完成復雜的界面交互，讓我們將開發的重點放在內部流程與算法，無需考慮界面實現與數據交互，從而提高開發效率。
后臺數據庫選用比較通用的關系數據庫SQL Sever，采用兩層的C/S架構，數據庫中記錄實驗操作人員、實驗場景數據、實驗過程操作記錄、實驗結果記錄等，實驗老師可以通過系統管理程序查看記錄，了解學生實驗情況及仿真系統使用情況。使用通用關系數據庫SQL Sever的好處之一是可以支持網絡并行操作，學生可以在不同終點同時做不同實驗；另一個好處是保存大量的實驗記錄數據而不會導致系統明顯變慢。
2）材料力學電測實驗仿真系統構成
材料力學電測實驗仿真系統主要分為兩大部分：超媒體的教學演示系統（表1 ）和仿真模擬實驗。超媒體的教學演示系統主要利用計算機將每一個實驗項目的實驗目的、基本原理和操作步驟以文字、動畫、聲音、視屏等方式組合展示出來，目的是使學生了解實驗的基本原理、實驗過程、實驗中的重點難點等。
仿真模擬實驗部分主要是材料力學的五個主要電測實驗：分別是 材料彈性常數測量實驗、材料切變模量的測量實驗、材料純彎正應力測量實驗、材料彎扭組合主應力測量實驗、材料彎扭組合內力素測量實驗。每個實驗提供一個虛擬的三維實驗場景（如圖1為彎扭組合的實驗場景），實驗者可以通過鍵盤與鼠標與程序交互，完成相應的實驗。
3）仿真實驗過程
下面以材料彎扭組合內力素測量為例來說明仿真實驗過程：
①試件參數確定：選擇主界面的材料彎扭組合內力素測量實驗，進入圖1的實驗場景，就可以選擇實驗的材質、尺寸，確定材質就相應確定了材料的彈性常數，選定尺寸就是需要輸入梁的長度、內外徑及加力臂的大小。
②貼片：如果2所示，可以在放大的工作區及溫度補償區進行貼片，可以在應變計面板選擇不同型號的應變計，
③橋路設計：通過點擊鼠標并拖動，可以在應變計引腳與應變儀A、B、C、D1、D、D2等引腳間連線，不同連線方式形成不同的橋路設計。
④加載測量：開啟應變儀電源，應變儀顯示屏顯示應變輸出，如果橋路設計不準確，應變儀顯示屏將顯示錯誤“E”，這時需要回到上一步重新進行連線操作。如果屏幕顯示隨機變動的值，點擊清零后就可以恢復為零，并可以開始加載實驗，加載過程點選記錄實驗數據，當前外載荷及應變輸出系統就會記錄。
⑤實驗結束，選擇打印實驗報告，將輸出帶全部實驗參數及實驗過程記錄的完整實驗記錄報告，需要手工完成的是實驗數據后處理。
4）材料力學電測實驗仿真系統主要特色
①目前國內有些高校在電測仿真系統有些探索，但主要還停留在實驗過程的輔導上，如應變片選擇、貼片、橋路設計、加載、測量等，每個過程都是最優的單一選擇，就像一個電子教案。材料力學電測實驗仿真系統在此方面進行重點突破，提供一個完整的實驗場景，試件的材質、尺寸可以在許可范圍內自由設定，應變花可以隨意選擇，補償片的選擇，橋路選擇都有充分的自由度，系統內依據選定的參數及橋路設計、加載情況計算出相應的應變儀輸出，并在輸出結果上加上白噪聲和時漂移，操作人員可以按照真實測量那樣進行實驗數據處理。
②材料力學電測實驗仿真系統涵蓋了材料力學課程中的所有電測實驗，國內涉及材料力學課程的所有專業因實驗學時的原因最多只會實做兩個實驗，短學時的專業只會做最簡單的材料彈性常數測量實驗。由于貼片到可以測量一般需要數天時間，實做實驗都不會涉及貼片和接線。而仿真系統就可以由淺入深的包含全部5個電測實驗，并可仿真全部的實驗過程。
4 結語
材料力學電測仿真實驗是一種全新的虛擬實驗環境，在這種環境下學生可以反復進行“實驗”，并迅速獲得實驗結果其方便性是實物實驗所不可比擬的。仿真實驗作為一種全新的教學手段，有助于激發學生學習的興趣和培養創新意識，尤其是在實驗經費和設備受到限制的條件下，能有效地緩解當前材料力學實驗教學的困境，也是高等教育的大眾化發展的一種必然趨勢。
參考文獻
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《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。
2.加大開放實驗、開放基金課題項目與課程實驗結合的程度
開放性實驗室包括時間的開放、資源的開放、實驗內容的開放、管理方式的開放,學生可利用課余時間來實驗室開展實驗,有利于學生素質培養,能充分利用實驗室資源。開放性實驗室的開放程度應結合院校自身條件,以學生為本,立足于培養學生的技術應用能力、和實際操作能力的,充分利用實驗室教學資源。我校為促進開放性實驗室建設,培養高素質人才,設立了多種開放基金,鼓勵本科生進行課外科研活動,比如:“實驗室室開放基金項目”,“創新性實驗計劃”,其面向全校教學、科研實驗室,基金項目支持各實驗室提供的開放實驗教學課題和學生自擬的實驗課題,項目內容要有一定的新意,對培養學生的素質和能力要有推動作用。由于學校對實驗室建設的大力支持,使得學院在設計實驗項目、學生進行實驗在操作上變得可以更加靈活。學生可以根據自己的時間安排、結合自己的興趣來實驗室開展自己的實驗項目,優秀的實驗項目還可以向學校實驗室開放基金管理處申請立項,獲得經費支持。學生也可以參與教師的科研實驗,培養學生科學研究的思想,提高自身能力和素質。這些制度和政策,極大的推動我校創新人才培養機制的建設。
三、總結
在教學中院校應加強實驗環節的,為學生實驗搭建一個良好的服務平臺,讓學生在這個平臺上充分發揮自主能動性和創造性思維,讓學生通過材料力學的自主實驗,為專業基礎課打下堅實基礎,有利于學生實踐能力提高,培養了獨立思考能力和團隊協作能力。
參考文獻:
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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0085-02
一、緒論
2010年6月，教育部聯合有關部門和行業協（學）會共同啟動“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），這對促進高等教育面向社會需求培養人才、全面提高工程教育人才培養質量具有重要的示范和引導作用。該項目計劃通過10年時間培養出百萬高素質的工程技術人才，為我國產業轉型、經濟繼續發展奠定人才基礎。在正式公布的第二批“卓越計劃”試點高校學科專業名單中，江蘇科技大學機械類專業名列其中。工程材料力學性能是機械類專業的重要專業課，也是構成學生專業知識平臺的基礎性課程，對學生后續課程的學習和專業知識結構的完善起著重要作用，為他們走向工作崗位后的生產實踐提供強有力的理論、技術基礎材料[1]。隨著我校對“卓越計劃”的實施，現行課程教學中暴露出各種問題，顯然已不能滿足培養計劃中提出的增加學生工程實踐、創新能力的要求，鑒于此，課程改革勢在必行。
二、目前課堂教學中存在的問題
首先，工程材料力學性能課程原是金屬材料專業繼金屬學、固態相變等的專業課，教材側重點一直都是金屬材料力學性能部分。隨著學科的發展，目前江蘇科技大學材料學院除設置金屬工程外，還設置了焊接技術與工程、材料成型及控制工程、高分子材料與工程、材料腐蝕與防護和電子封裝技術5個本科專業（方向），但目前各專業所使用的依然是合肥工業大學主編的教材，內容設置對其他專業學生來說并不合適。
其次，課程中的抽象概念較多，講授中要求嚴格把握理論系統的完整性，這容易造成教師照本宣科，也會使學生感到枯燥乏味，學習效果不佳。這一講授與學習方式往往導致學生知識結構單一，偏離應用型人才的培養目標。
再次，教學手段仍以知識灌輸為主，對提高學生自主學習、解決實際問題幫助不大，不能培養學生的創新能力。而且，實踐性教學多為驗證性，設計性及綜合性實驗偏少，往往流于形式。
三、教學內容改革
第一，提煉要點。教師在工程材料力學性能課程的教學實踐中，可以對教材進行整合，依據專業特色提煉出一般性了解和必須掌握的知識點，使學生能夠在有限的學時中高效掌握基本理論知識，保質保量地完成本課程的教學任務。第二，重視應用。工程材料力學性能課講述材料設計、研發、測試中的基礎概念和相關測試規范，教師可以對測量手段和過程進行分析講解，這往往能提高學生的學習興趣。因此，在備課過程中，應注意收集科技文獻中的實驗方法，結合相關理論介紹給學生。第三，追蹤科技。隨著科學技術的發展，近年來材料種類越來越多，其服務環境呈現多樣化，使得力學性能測試手段也相應地發生較快發展。新的材料測試方法及標準不斷出現，這要求教師必須掌握科技發展前沿，并及時地將研究動態傳遞給學生。例如，在講授硬度時，教師可以為學生介紹顯微維氏硬度測量陶瓷材料斷裂韌度的方法。
四、優化教學方法與手段
教學方法是教學過程中教師與學生為實現教學目的和教學任務要求，在教學活動中所采取的行為方式的總稱。這可以看出，教師與學生在教學過程中的地位是平等的，兩者均為教學的主導者，都應對教學質量負責。然而，在傳統教學模式中，主要是教師講授，學生的主動性并沒有被有效發掘。教學方法的改革應倡導以學生為主，激發學生是學習主體的意識，培養他們發現問題、查閱資料、團隊合作、解決問題的自我學習能力[2]。在這一教學過程中，教師應發揮引導作用，調動學生討論問題的積極性。教師在課程講授中可采用學生自主學習這一教學方法，可取得良好效果。例如，以“材料硬度”這一授課內容為例。首先，教師可以提供“材料硬度”課程的一些講授任務讓學生代表完成，要求每班派出一名學生，分別講解。其次，各班代表預習、收集資料備課，準備PPT，并與教師保持溝通。再次，學生代表依次對“材料硬度”內容進行講解。最后，教師對學生講解進行點評、比較和總結，對知識點進行梳理與補充。這一學生自主四步式教學方法可以最大程度地調動他們的積極性，更加牢固地掌握知識，拓展知識面，增強集體感。
教學手段在保證教學質量中發揮著不容忽視的作用。工程材料力學性能課程的學時有限，但內容繁雜，涉及面較廣，表、圖、公式較多，金屬組織、斷口、形變過程的特點和各類實驗現象也十分復雜，難以用語言進行準確直觀描述。因此，應采用現代化教學手段輔助教學[3]。利用多媒體技術和ADAMS等仿真建模軟件制作出與課程配套的多媒體課件，在增加教學信息量的同時可以豐富和活躍教學過程，明顯提高教學效果。
五、優化實驗教學
材料學是一門實驗科學。實驗教學是工程材料力學性能教學體系中的重要一環，是強化培養學生的工程能力和創新能力的重要手段，可視為學生由書本到操作的過渡[4]。針對目前實驗教學環節中存在的問題，可以運用以下改革方案。首先，優化集中實驗。減少小組人數，加強質量管理，提高拉伸、沖擊等集中實驗中學生的參與度，使得學生熟悉和掌握各個實驗環節。例如，對各組試樣進行編號，依照編號對計算機采集到的曲線進行命名，杜絕重復使用數據的現象，避免蒙混過關。其次，鼓勵開設選修實驗。江蘇科技大學會為本科生開設“開放選修實驗”，每學期期初由教師提出實驗課程申請，院校兩級評審后，學生可在教務系統中自愿選課。實驗課題均來自教師的科研項目，設置32學時，2個學分。一位指導教師最多接納6名學生，由學生利用課余時間自主完成?！伴_放選修實驗”以實踐能力和創新能力的培養為目標，讓學生通過動手查找資料、設計實驗、驗證結果實踐課堂上所學理論。對學生而言，好奇心是學習的動力，自己動手解開科學謎團是一個快樂的學習過程，而“開放選修實驗”在多年的實施過程中也取得顯著的效果。
六、優化考核方法
考試是衡量教學質量及學生學習水平的重要手段。為了把考試變成調動學生學習積極性和提高學生綜合素質的一個重要環節，必須對現行課程成績評定方法進行改革。鑒于此，單純通過期末考試確定課程成績已經不能滿足現代教育的要求，教師在對學生的學習能力進行最終考核時必須實現從終結性向形成性教學評價方式的轉變[5]。將單一的期末考試成績變為綜合成績，即將平時表現、期中考試成績和期末考試成績相結合，將理論考試與實驗考核相結合，增加平時成績的比重。例如，在實際操作中，工程材料力學性能一課的成績構成結構為：期末成績占70%，實驗成績占20%，平時成績占10%。對于實驗成績，改變過去以實驗報告為準的做法，變成現場成績和實驗報告成績兩部分，各占50%?，F場成績由教師根據學生上課時預習、紀律、過程等的表現綜合打分。新的考核機制可以改變學生為考試而學習的心理，有利于他們在平時進行創造性學習，在期末考試集中期能從容地進行知識梳理和總結。
七、結語
為了培養具有工程實踐和創新能力的學生，工程材料力學性能任課教師需要不斷地進行課程改革，上述的研究與探索，期望能使學生高效地掌握本門課程的知識，為后續課程的學習奠定良好的理論基礎，讓其在實際工程中正確地選擇、使用、改善材料，分析材料失效行為等，更好地滿足“卓越計劃”的教學要求。
參考文獻：
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[2]胡慶芳.優化課堂教學：方法與實踐[M].中國人民大學出版社，2014.
受“應試教育”和傳統教學體系等多方面因素的影響，我國的高等工程教育中普遍存在“重書本理論知識傳授而輕工程應用能力培養”的課程教學模式，抑制了學生的創造和想象能力，學生的知識和能力結構不能適應現代工程問題的需要，在相當程度上影響了大學生良好工程素質的形成。隨著科學和技術的不斷進步、工程科學的發展完善，工程知識體系變得越來越龐大。與此同時，現代工程實踐對工程師的工程實踐能力、團隊工作與交流能力和對企業與社會環境的理解與適應能力都提出了更高的要求。因此，工程教育必須在有限的時間內，給學生進行更多更深的理論知識和更高的工程應用能力與工程素質的培養。這不僅是中國工程教育，也是世界工程教育所面臨的共同挑戰?！恫牧狭W》課程是工科類學生重要的專業基礎課之一，是學習后續課程的重要基礎，是解決工程實際問題的重要方法和手段；所以我們需要對《材料力學》的課程體系、教學理念和學習方法等作出重大變革以應對這樣的挑戰。
本文的思路是： 作為高校教師，應該突破“應試教育”和傳統教學體系，樹立基于“卓越工程師”培養的全新的教學理念，進行以培養學生工程應用能力為主要內容的材料力學課程教學改革，從以下六方面：三大特色的理論教學方式、實驗教學環節、多項考核制度、天空教室、學生小論文、師資隊伍建設等方面提出了一系列的教學改革方案；將實踐教學與理論教學有機結合，教學內容注重傳統經典與現代前沿工程的結合，與科研、工廠生產實際相聯系，真正按工程人才要求培養出不僅理論知識扎實，具備一定工程素質的工程應用人才。
1 課堂理論教學的改革
理論教學中通過“史海鉤沉”“力學趣聞”“最新力學成果”三個特色模塊，使學生在步入材料力學科學的殿堂時，生動、活潑、前沿，從而激發學生的學習興趣、想象力和充分了解前沿力學科研成果?！笆泛ｃ^沉”是通過材料力學史上的一些著名的慘痛事故的前因后果使學生以史為鑒，深刻認識到研究材料力學的重要性；“力學趣聞”則通過優美而有趣的文學語言剖析工程和生活中的材料力學問題，使課堂理論教學少幾分枯燥，多幾分欣賞，得到美得享受。“最新力學成果”將最新最前沿的力學科研成果通過與所講授的內容聯系，變為具有科學研究意義的最鮮活的教學內容，這種內容既可以把學生帶到科技前沿，又能充分體現科研活動的規律和過程
2 教學模式的改革
使用“天空教室”，開展網絡教學。隨著網絡技術的發展，應用越來越廣泛，材料力學的教學過程中要最大限度地利用網絡資源，將我們的“天空教室”在課程的教學過程中不斷豐富和完善起來。每個同學都可以在“天空教室”討論，上傳有關材料力學方面的最新進展、科研成果、歷史典故等方方面面的知識、資料；可以進行師生交流、提交作業和小論文等活動。應用網絡多媒體等現代化教學手段教學、研究性學習、學生參與課堂授課活動等多種授課方式相結合，實現互動式與主動式的教與學模式，激發學生主動學習的熱情，培養學生團隊合作精神和工程應用能力。
3 實驗教學的改革
實踐是培養學生工程應用能力的必要環節，對于培養工程應用型人才這個目標，加強實踐能力的培養尤為重要?；诒拘５膫鹘y力學課程實踐教學的缺陷，本課題將進行增設實驗課時、實驗項目的改革嘗試，努力提高學生材料力學的工程素質。
4 改革考核方式
我們在材料力學課程的教學過程中探索新的考核模式，采用理論知識期末測試、實驗報告和學生小論文評價有機結合起來的多向考核。避免“一卷定分”，改為適應工程應用能力培養的素質教育的要求多向考核。
5 學生小論文環節
本課題設想學生在課外分階段分組進行材料力學知識總結的小論文撰寫和匯報。通過這個小論文環節訓練科研能力，培養團隊合作精神，提高工程素質。
6 加強本專業師資隊伍建設
要培養工程應用能力的具有團隊合作精神的、創新能力高素質的人才，教師首先要提高自身的素質。因此，工程素質教育對教師的總體素質提出了新的更高的要求。
樹立基于“卓越工程師”培養的全新的教學理念，基于工程應用能力人才培養為主線，改革材料力學課程的教與學模式；培養不僅理論扎實、工程應用能力強且具備創新思維和能力的高素質人才；探索一條基于工程應用能力培養的適應未來社會發展需求的工程人才培養的途徑是高校教師應有的責任和義務。
[參考文獻]
