材料力学实验报告范文

导语：如何才能写好一篇材料力学实验报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 材料力学；实验教学；教学改革；校园网

中图分类号：TP315 文献标识码：B 文章编号：1671—489X（2012）30—0048—02

材料力学是工科专业的重要专业基础课，理论课和实验课相辅相成，缺一不可。力学实验作为力学课程中不可分割的重要实践性教学环节，可以使学生学到力学实验的基础知识、基本技能和基本方法，对学生巩固基础理论、强化基本操作技能、培养思维能力十分重要[1]，同时对培养工科学生用科学的方法来研究处理实际问题的能力，培养学生的实践能力和创新精神，提高学生的综合素质也有着极其重要的作用[2]。

随着网络技术的发展，以及校园网建设的完善，为实验室的网络化平台建设提供了条件。以校园网为依托，建设材料力学网络化实验教学平台，通过该平台有力地提高了材料力学实验的教学组织能力，同时加强了实验室的综合服务能力。

1 建设思路

信息技术的发展为教学改革提供了有力保障，实验教学的信息化建设能够提高工作效率和管理水平，是目前教学改革的一个发展趋势。针对南京工程学院实际情况，材料力学实验教学的改革主要在增进教学管理水平、增强教学效果等方面下工夫。

材料力学作为学校的一门重要的专业基础课，学生分布在各个院系，教师根据各个上课班级的课表情况组织实验，同时实验室的接待能力有限，时间安排上容易冲突。因此，要求网络化实验教学平台能够有效地进行实验课表的安排，提高教学管理水平。

如果学生能够在做实验前对实验内容和步骤进行深入了解，学生带着问题和想法进行实验，则能够大幅增强实验效果。这样就要求教学平台能够提供详尽的关于实验的电子资料，并促进学生实验前进行充分的预习，同时提高学生的学习兴趣。

培养学生分析和解决实际问题的能力，只有按教材章节安排的单科目实验是不够的，必须有接近工程实验的综合性、设计型实验[3]。针对一些对力学要求高的专业，以及对力学特别有兴趣，想进一步深入学习的这部分学生，应建立开放式的实验教学环境[4]，多组织综合性、设计性实验。网络化实验教学平台应能够提供学生自主选择、申请实验的机制，教师组织一些综合性、设计型实验，学生可以根据自身情况和兴趣自由选择，同时学生也可以申请开展某个实验。通过这样一种教与学的深度结合与互动，能够有效提高学生的自主学习能力、工程实践能力以及创新能力。

2 平台建设

针对建设思路，结合学校实际网络建设情况，基于校园网搭建B/S架构的材料力学实验教学平台，同时外网可以访问，扩大平台的使用范围。教学平台的功能设计在面向教师和学生充分调研的基础上形成，主要的功能模块如图1所示。

2.1 学生子系统

学生子系统涉及的模块提供学生使用，本文仅对主要模块进行简要说明。

1）资源库浏览。将材料力学及其相关知识以资源库的形式组织起来，通过对资源库中各种资源的学习，学生可以强化课堂学习内容，拓展知识面。平台还允许学生新增资源，或者对已有资源进行修改和补充，类似于维基百科，鼓励学生参与到资源库的维护中，提高学生的学习兴趣，同时丰富了资源库。

2）实验预习。实验前的预习是一个很重要的环节，为提高学生的积极性，预习资料按照实验内容、实验步骤、实验动画演示、实验心得进行分类。已做过实验的学生可以将实验心得发表在平台上，进行实验预习的学生可以通过实验心得获取做此实验的经验或者教训。为鼓励已做实验的学生发表实验心得，可以在实验成绩上予以体现。

3）报告提交。以往的实验报告都是纸质的，既浪费资源，又增加了实验教师的工作量。现在学生的实验报告可以通过平台提交给实验教师，教师可以在线批改报告，并提交成绩，大大提高了工作效率。

4）实验申请。对材料力学要求较高的专业以及学习兴趣较浓的学生，做完课程规定内的实验之外，还想进一步多做些综合性、设计型的实验。为此平台开放了一批该类型的实验，全校学生都可以申请，根据申请的人数以及申请的实验时间，平台进行统一安排，尽可能地满足学生、教师、实验室等各方面的要求，提高管理水平。

学生在深入学习的过程中，往往会产生各种想法，通过实验进行尝试或验证，学校应该鼓励这种自主学习，这样才能锻炼和提高学生的创新意识。通过实验申请功能，学生可以申请平台实验库中没有的实验，实验教师对学生提出的实验进行评估，对实验申请进行反馈，并尽可能提供实验环境。

2.2 教师子系统

教师子系统涉及的模块提供教师使用，本文仅对主要模块进行简要说明。

1）课表生成。需要进行材料力学实验的学生分布在各个院系，进行实验安排时，需要充分考虑学生课表、实验室的接待能力等各种因素，因此手动安排实验课表比较繁琐，通过课表生成功能可以轻松生成实验课表，并可以进行微调。

2）报告批改。学生在平台上提交实验报告后，实验指导教师可以在线批改，批改后的实验报告反馈给学生，学生接收到批改后的报告可以向实验教师提问。通过针对实验报告的相互反馈，促进教学相长。

3）成绩录入。实验教师可以针对学生的预习情况、实验情况、实验报告以及平台互动情况进行成绩评定，平台会自动收集平台中学生的相关信息，辅助实验教师打分。教师录入成绩后，学生可以通过平台查询成绩。

4）实验管理。平台维护一个实验库，包括单科目实验、综合性实验、设计型实验、学生自主设计实验。通过实验库的建设和管理，能够有效积累实验资源。

5）资源库管理。平台中的资源库是开放的，鼓励学生参与，学生可以补充、新增资源，力争将资源库建设成本校的材料力学“维基百科”。

3 结束语

建设材料力学网络化实验教学平台，是利用网络信息技术进行材料力学实验教学改革的一次有益的实践。实践证明，通过基于校园网的材料力学实验教学平台的使用，提高了学生的学习兴趣，增强了学习中的参与和创新意识，从而改善了学生的学习效果。同时学校的材料力学实验教学管理水平也得到大幅提高。

参考文献

[1]宋克志，周庆坡，吴江龙.材料力学开放实验教学平台建设探讨[J].高等建筑教育，2012（2）：115—117.

[2]贾贤安，刘一华，詹春晓，等.力学实验教学改革的探索与实践[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2003（5）：88—90.

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关键词：PBL教学法；材料力学实验；教学模式

作者简介：郑艳（1973-），女，山东临沂人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，副教授；莫时旭（1964-），男，广西桂林人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，教授。（广西 桂林 541004）

基金项目：本文系广西高校青年教师教学业务能力提升计划资助项目的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0139-02

材料力学实验是高等学校工科学生必修的专业基础课程，桂林理工大学土木工程、机械工程等14个本科专业都设置了材料力学实验课程。材料力学实验是巩固材料力学基本概念、树立严谨科学态度、培养学生创新精神、增强工程实践能力、提高学生综合素质的重要环节。[1]随着学生数量增多、实验课时减少、实验设备缺乏和人员编制不足等问题的出现，高校实验教学往往疲于应付，很难达到优质高效的实验教学效果，更谈不上对学生综合能力的培养。目前在材料力学实验教学中存在一些问题，主要表现在：轻实验重理论，实验教学基本是由教师讲解实验内容、演示实验过程，学生按步骤完成实验、记录数据，最后提交实验报告。学生在整个实验教学中只是按照教师或教材的指导机械地操作仪器，缺乏深入的思考过程，甚至有些实验项目因为设备台套数太少而只能走马观花，学生收获甚少，对相应的理论知识也只是一知半解，实验课无法提高和加深学生对理论知识的掌握与运用。

教育部在2007年下达了实施“国家大学生创新性实验计划”的通知，要求探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导创新性实验改革，带动广大学生在本科阶段得到科学研究与发明创造的训练，改变目前高等教育培养过程中时间教学环节薄弱、动手能力不强的现状，改变灌输式的教学方法，形成创新教育的氛围，建设创新文化，进一步推动高等教育教学改革，提高教学质量。[2]很显然，目前材料力学实验教学的现状无法满足学生创新实践能力的培养。

一、PBL教学法的提出

PBL（problem-based learning）是以问题为导向的教学方法。1969年由美国的Barrows教授提出，目前已发展成为国际上非常流行的一种教学方法。

在教学过程中，PBL教学法以培养学生的能力为目标，是以学生为主体，以问题为基础，以教师为导向的启发性教育。与传统的教学法不同，PBL将问题与学习挂钩，让学生投入到问题的思考中；不是以教师讲授为主，而让学生主动学习；它设计具体的教学任务，把学习过程设置到有意义的、复杂的问题情景中去，通过学习者的自主探索和相互合作来分析、解决问题。PBL教学法充分发挥了在学习过程中问题的指导作用，让学生学习了隐含在问题背后的专业知识，从而调动了学生的积极性和主动性，培养了他们自主学习的能力和解决问题的技能。

目前在许多国家PBL教学法得到了广泛应用，最初应用在医学领域，后来被逐渐推广到管理学和工学等专业领域中。1993年斯坦福大学成立了PBL实验室，旨在促进本科生、研究生能够参与到跨学科、跨地域的合作中来。蒙特瑞伊技术研究学院针对工科教学中存在的问题，试图通过使用PBL教学法来解决。奥尔堡大学在土木工程专业科学硕士教学体系中也采用了PBL教学法。[3]

本文把PBL的教学理念引入到材料力学实验教学中，研究和实践PBL教学模式在该课程中的应用，提高了桂林理工大学工科大学生运用知识的能力、自主学习的能力和独立研究的能力。

二、PBL教学法在材料力学实验中的实施

为了提高学生分析问题和解决问题的能力，促进学生对材料力学理论课程的理解，更好地调动学生的主观能动性，笔者把PBL教学法应用到材料力学实验教学中，采用了教师提出问题—学生分析解决问题—教师总结点评的教学思路，充分发挥了实验教学在工科学生学习过程中的作用。

1.教师提问问题——设计实验命题

材料力学实验教学的时间一般安排在相应的理论内容讲授的2周后。因此，在任课教师讲授理论课的同时，就把相应的实验命题下达给学生。任课教师设计实验命题时，改变了原来仅仅是验证材料的基本力学性能或验证构件应力分布规律的目的，注重与工程实际问题相结合，增大基础力学基本实验的信息量和新颖性；加强对学生进行现代力学测试方法和实验技能的训练；增强了实验的思考性和启发性，培养学生通过实验发现问题、研究问题的能力。[4]例如：在设计金属材料拉伸实验时，学生首先要对实验进行设计，查阅相关文献资料，通过阅读金属材料拉伸实验的国家规范文件，学生可以了解实验对试件形状尺寸的要求，以及为什么实验过程中要采用标准比例的试件，掌握对实验测试条件的具体规定；根据不同金属材料的强度，设想出拉伸实验对相应设备的技术性能要求，包括对载荷及位移传感器的量程和精度要求，对万能试验机的加载能力的要求以及加载速度的设定等。准备工作就绪后，学生就可到实验室熟悉万能试验机、载荷和位移传感器等设施，了解该实验设备的适用范围，掌握参数的设置方法，为下一步实验做准备。基于上述信息，学生可以拟定出金属材料拉伸实验的程序步骤，并拟定出数据处理方法。把文献所得和实验设备的调研内容写成实验预习报告，并交任课教师评阅，任课教师认为合格后学生就可进入实验室完成拉伸实验。在用电测法测量构件的应力、应变的同时，由任课教师首先讲解应变片的工作原理、电桥原理和电阻应变仪的使用方法、注意事项，然后准备多种试件（不同材料和构件）让学生自行分析按何种方向贴应变片、如何贴，让每一位学生都参能与到小组讨论中，然后以每个小组的讨论结果定出自己小组的具体实验方案。

2.学生分析解决问题——动手做实验

学生查阅实验规范并掌握设备的性能，对实验有一个明确的思路，从而可以确定实验方案，各实验小组可与实验教师联系，确定实验时间并按要求完成相关实验操作、数据收集整理。在实验过程中，继续启发学生思考一些问题，如在金属材料拉伸实验过程中，让学生思考低碳钢什么时候产生屈服、什么时候强化？铸铁、铝合金材料的拉伸过程应该是什么样子？不同材料的强度极限σb、屈服极限σs、面积收缩率ψ和延伸率δ会有什么不同？并让学生自己选择不同的材料进行拉伸实验，通过实验进行对比得出结论，思考在实际工程中如何去选材，从而明白选材的重要性。[5]实验过程中比较不同材料的应力—应变曲线的不同，思考为什么工程结构中要保证破坏形式是塑性破坏，而尽量避免脆性破坏？为什么工程中钢材的设计强度值要选用屈服强度？通过一系列的提问增加学生通过实验发现问题、思考问题、研究问题、从而掌握、获取并运用知识的能力。

3.教师总结点评——师生互动总结实验

实验完成后，学生分别撰写实验报告，除了完成相关的实验过程和实验数据的整理分析、图表绘制外，还需对实验过程中遇到的问题进行思考总结，如有时拉伸曲线不太理想是什么原因？完成实验后，学生要在规定的时间内上交实验报告给任课教师评阅，必要时任课教师要进行统一评析，引发学生积极探讨，加深对理论知识的掌握和理解。

三、结论

实验教学是工科大学生人才培养中极其重要的一个环节，经过3年的实践，把PBL教学法应用在材料力学实验教学中，笔者发现除了能较好地完成材料力学实验教学任务外，还提高了学生的一些能力。

1.增强了理论联系实际的能力

对于工科大学生来说，理论教学和实验教学是相辅相成的。[4]PBL教学法应用到实验课教学中可以为我们提供较好的情景教学平台，通过实验教学环节，学生可以将所学的知识和实践联系起来，从而增强学生对所学专业知识的理解和运用，提高他们分析问题和解决问题的能力。如在金属材料的拉伸实验中，在确定材料的塑性性能时，需要确定试件拉伸前的截面面积，按规定采用三点法（标距线内两端及中部）十字交叉测量取平均值作为每个断面的直径，取三个直径的最小值为原始截面直径，从而换算出截面面积。在确定直径环节，启发学生思考取最小直径作为原始截面直径的原因并让他们相互讨论，经过探讨使学生们了解在拉伸过程中截面最小的地方发生破坏，让他们在体会活学活用的乐趣的同时，增强其理论联系实际的能力。

2.培养了自主学习的能力

在应用PBL教学法进行材料力学实验课教学的过程中，学生要独立完成实验，仅靠书本知识远远不够，还必须去查阅相关文献资料，如金属材料拉伸的国家标准实验方法、材料性能规范手册、材料力学实验教材等。在文献检索过程中，学生需要开动脑筋自己寻找学习内容，这是一个自主学习的过程，学生在这种不断寻找、不断发现、不断思考、不断补充完善的完成任务的过程中得到了良好锻炼，培养了学生自主学习的能力，并在今后的工作中受益无穷。

3.提高了独立研究的能力

在材料力学实验教学中应用PBL教学法，不仅可以提升学生的基本专业技能，还可以使他们的思维方法得到科学训练，使学生掌握踏入社会进行专业研究所必需的基本实验技能和科学实验方法。如文献检索的能力、实验设备及相关工具的应用能力、实验数据处理及误差分析能力等。在PBL教学过程中，学生通过查找文献、分析与解决实验问题，培养和锻炼了学生独立思考的能力，为学生将来进行专业技术研究打下坚实基础。此外，在应用PBL教学法进行材料力学实验课教学的过程中，学生分小组进行实验，为了较好地完成实验任务，必须要求小组成员分工协作，需要他们相互讨论、补充、归纳，既要有分工，集众人智慧；又需要合作，集体完成实验。需要学生既要有独立思考能力，又要有团队合作意识，在这个过程中，他们的独立研究能力也能进一步得到锻炼和提高。

参考文献：

[1]陶阳，刘萍华.土木工程专业材料力学实验课程的构建与研究[J].教育教学论坛，2011，（12）：115-116.

[2]徐国强，胡玉林.材料力学实验教学模式改革的探索和实践[J].高校实验室工作究，2011，（4）：36-37.

[3]黄英，李贵林，等.PBL教学模式在专业实验教学中的应用研究[J].中国电力教育，2012，（35）：94-96.

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关键词：材料力学 实验教学 设计实验 综合实验

《材料力学》课程在土木工程专业中是一门重要的基础专业课,相对于其它专业课来说知识比较抽象,其理论性较强,其基本理论知识是往后课程学习和以后工程设计和工程实践中最基本的理论根据之一,涉及众多工程领域。学生通过学习,了解和掌握材料力学研究方法,能运用材料力学理论和计算方法去分析、计算解决实际工作中遇到的一些工程问题。实际教学中,由于本门课程具有理论性强、概念知识多、内容抽象、逻辑严密等特点,使教与学都颇具困难,因此,需要教学老师在教学实践中不断探索研究,提高教学质量、改善教学方法。材料力学的实验教学能使学生学到的抽象理论知识与实际情况结合起来,有助于建立完整的材料力学知识体系,另外实验教学有利于学生自学学习能力和创新能力的培养,在教学改革中应该重视实验教学环节。

一、材料力学实验教学内容的现状

1.实验课内容陈旧、单一

一般来说,材料力学实验课的实验项目少且较为单一,主要有是对铸铁和低碳钢两种金属材料进行简单的材料力学性能测试,包括拉伸、压缩、扭转、弯矩等主应力的验证性实验,内容形式固定,与工程实际情况联系不强。在实验中,学生都是按指定标准化程序实验操作,实验内容设计上也没有预留多少让学生有自主创造的空间,这样不但影响学生的学习热情,还扼杀了学生的创造思维。

2.实验条件不充足

随着高校扩招政策实施,在校学生数量不断增多,导致现有的仪器设备台套数远远不能满足现有学生人数的使用需求,而学校短期内又无法投入大量的人力物力不断扩张实验室面积、实验仪器数量。这样,迫于现状许多院校作出无奈选择,以前学生三两人一组做实验,现在要五六人一组做实验。这样形成了实验过程中个别人操作,多数学生观摩和记录的现象,这样就导致了许多学生抄袭以及对实验敷衍的心理。

二、材料力学综合设计型实验教学方法

1.引入综合设计型实验内容

结合经典材料力学实验方法的基础上,调整实验内容增加设计综合设计性实验内容,为学生提供宽松、开放的实验环境,让学生根据自己的意愿和能力灵活开展实验。在实验中,老师不设定具体实验方法方式。开展实验前,学生几个人自由组成以实验小组,分工合作,要阅读实验大纲要求、明确实验目的、了解实验室现有条件、自主查阅资料等,然后设计实验方案,跟老师讨论实施实验可行方案,最后独立完成实验,完成实验研究报告或实验小论文。

综合设计型实验要求老师始终以辅助的角色从旁指导学生实验,在确定大致的实验内容、提供相应实验环境和保证学生实验安全的基础上,让学生充分发挥主观能动性。实验对象不限于单一的金属材料,学生可根据自己的兴趣设计自己的实验方案。实验的工具也不限于实验室里的仪器设备,学生充分发挥所长,可以自主设计简易仪器设备,可以采用计算机编程、数值模拟试验等。实验的时间也不限于正常上课时间,一个实验项目可以在几天至两个星期内完成,让学生有充分时间调研、讨论和实验,同时也可以达到分流学生充分利用实验室资源的效果。

比如,学生要测量某种材料的力学性能,在完成资料调研和设计好实验计划书后,给老师检查,经过讨论交流,确定方案可行。然后老师就组织学生讲解和教会学生各种仪器设备的实验原理、操作方法和注意事项,学习电子万能试验机、压力试验机、扭转试验机、材料力学试验台、各种传感器、百分表等仪器设备的使用,掌握应变仪的操作、电阻应变片的粘贴方法,了解电测法基本原理等,在学生熟悉整个过程后就可以开始独立自主开始实验了。实验完成后按照要求编写实验报告或小论文。这样的实验教学方式,老师不再是主要的角色,学生自己掌握了实验过程中的主动性,自己动手、自己动脑、自己发现问题和解决问题。学生可以现学现用,及时掌握巩固所学,激发学生学习积极性。

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关键词：万能材料试验机，偏心拉伸，弯组合变形，设计

 

1 引言

万能材料试验机是科研单位对金属材料进行力学性能的测试的主要大型设备，同时也是工科院校材料力学实验室的重要设备。论文格式，弯组合变形。工科院校材料力学实验室依靠万能材料试验机完成对低碳钢和铸铁两种材料的拉伸、压缩、剪切和梁的弯曲实验，通过实验教学让同学们了解低碳钢和铸铁两种材料的不同力学特性，验证教材理论公式，测定弹性模量E和泊松比等，都可以在万能材料试验机进行。论文格式，弯组合变形。

众所周知：万能材料试验机只能对材料施加拉伸、压缩、剪切和弯曲四种基本变形，要想同时实现拉伸和弯曲组合变形，（偏心拉伸实验）依靠现有的万能材料试验机是无法实现的，因为材料试验机只能对材料进行轴向拉伸。但我们只要对材料试验机稍加改造，就可以实现即拉又弯的复合变形（偏心拉伸实验），笔者在这方面进行了尝试，达到了预期的目的，下文介绍怎样稍加改造，实现偏心拉伸实验以及完成偏心拉伸实验的试验数据报告。

偏心拉伸是材料力学实验教学项目之一，该实验内容旨在考察学生对拉弯组合变形章节对应用。论文格式，弯组合变形。偏心拉伸是工程中需要考虑对实际问题，理想轴向拉伸固然好，但从工程机构设计的安全因素，需要考虑允许误差的偏心距e。论文格式，弯组合变形。

传统的万能材料试验机上无法对偏心拉伸进行测定，采用偏心拉伸简易装置可以在任何一台万能材料试验机上进行偏心拉伸实验，从某种意义上说，偏心拉伸简易装置扩展了万能材料试验机的功能。论文格式，弯组合变形。论文格式，弯组合变形。

2 设计偏心拉伸简易装置

首先介绍稍加改造的主要事实，所谓稍加改造就是在万能材料试验机的上下夹头之间增加间接装置。

2.1结构图

图1 偏心夹具装配示意图

图2 偏心夹具分解示意图

按图1和图2加工偏心夹具和偏心试样安装在试验机的上下夹头之间，就可以进行偏心拉伸实验

3 偏心拉伸方案

图3 偏心拉伸试件及布片图

3.1实验原理和方法

偏心拉伸试件，在外载荷作用下，其轴力N=P，弯矩M=P·e，其中e为偏心距。根据迭加原理，得横截面上的应力为单向应力状态，其理论计算公式为拉伸应力和弯矩正应力的代数和。即

(1)

偏心拉伸试件及应变片的布置方法如图3，R1和R2分别为试件两侧上的两个对称点。论文格式，弯组合变形。则

ε1=εP+εM （2）

ε2=εP-εM （3）

式中：εP—轴力引起的拉伸应变；εM—弯矩引起的应变。论文格式，弯组合变形。

将（2）（3）得到：

（4）

（5）

按单臂外加温度补偿电阻联接桥路，分别测R1和R2的应变值并记录列表

图4 单臂外加温度补偿电阻联接桥路

图4中AB间接待测电阻R1和R2由切换开关控制，BC间外接温度补偿电阻.

4 实验报告

实验给定条件如表1所示。实验数据记录如表2。

表1 实验相关数据

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作者简介：张旭光（1986-），男，重庆大学城市科技学院土木工程学院助教，硕士，主要从事地图学与地理信息系统研究，（e-mail）36258802@qq.com。

摘要：针对独立学院本科培养应用型人才的定位要求，总结传统教学中存在的不足，结合独立学院学生的特点，有针对性地探讨改善实验课教学质量，提高实验课教学效果的解决方法，探索适合独立学院学生力学实验课程的教学方法。

关键词：材料力学；实验课；教学方法；独立学院

中图分类号：g642423文献标志码：a文章编号：10052909（2013）05012504材料力学作为土建类学科的一门技术专业基础课程，其教学直接影响专业课的学习。材料力学实验课程是材料力学课程的重要组成部分，通过实验课程可以更好地把理论与实践紧密结合。学生通过自主动手，现场操作实验，用所得的实验数据与理论值进行对比，对公式进行验证，了解不同材料的力学特性，可培养学生独立思考问题、处理问题、以及实践动手的能力，同时也可加深学生对材料力学理论内容的理解[1]。

然而，材料力学实验课程的教学在许多院校得不到重视。部分学生认为，实验课可有可无，做实验只是抄抄数据，写写实验报告。学生对动手做实验失去兴趣，只看不做，或者随意操作，应付了事。长此以往，随着学生对实验课重视程度的降低，开出的实验课也难以达到预期的目的[2]。如何增强学生对材料力学实验课的重视程度，激发学生的积极性，让学生在实验过程中开动脑筋、锻炼分析解决问题和实际动手的能力，是材料力学实验课程改革的方向和目的。

一、各类高校材料实验课程开展现状

材料力学课程是土建类专业的基础课程，全国相关院校相关专业普遍开设该门课程。由于各高校办学培养目标和生源的差异，各类院校开设该课程的具体情况也不尽相同。985、211等重点大学，整体师资力量雄厚、办学历史悠久，力学实验教学方案相对成熟。独立学院招收的学生一般为三本生源，进校分数线与一二本学校生源存在差异，培养目标也不尽相同，如果生搬硬套他们成功的经验，往往事与愿违，达不到预期的教学效果，相反还会导致拔苗助长，不符合独立学院的人才培养目标。在一些重点大学，材料力学由理论课教师和实验课教师分别教授。虽然这样可以减轻教师的工作强度，发挥各自的专长，但是在实施过程中，往往会出现由于教师之间沟通不畅，导致理论教学与实践有所偏差。

高职高专学校的人才培养目标是培养面向生产一线的技能型应用型人才，由于该类学校定位侧重于学生实践技能的培养，通常只要求学生掌握具体的实验操作方法和技能，与实验相应的理论基础教学部分往往被忽略[3]。

独立学院是由普通本科高校（申请者）与社会力量（合作者，包括企业、事业单位，社会团体或个人和其他有合作能力的机构）合作创办的进行本科层次教育的高等教育机构。由于社会经济发展迅速，普通一本、二本院校的教学资源已不能满足社会需求，为了普及大学本科教育，提升国民教育水平，提高整体国民素质，独立院校顺应时展应运而生。

独立学院的培养定位介乎于一本、二本院校和高职高专之间。如何根据自身特点，形成自身的课程体系尤为重要。目前独立学院材料力学实验课主要存在如下问题。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

张旭光，等独立学院土木专业材料力学课程实验教学研究与探讨

其一，独立学院主要侧重于培养应用型人才，动手能力的培养尤其重要，但又有别于高职高专只重视实际操作的做法。大多数独立学院办学时间较短，在很多方面沿用母体学校的教学模式，教师过分强调理论阐述，而忽视了在实验中培养学生的动手能力[4]。所开设的实验课程大多属于验证性实验，以至于学生知道实验的目的是验证某一定律，然后根据相应实验步骤按图索骥得出实验结论，无论最终实验数据正确与否都不会改变实验结论的正确性。在这种现实情况下，学生对实验操作渐渐没有了预期，积极性也随之降低。

其二，独立学院办学时间较短，招生规模大，部分课程安排不够仔细，同一天内有可能连续做几门课程的实验，学生在短时间内难以消化，加之实验室建设不够完善，相应实验课的配套仪器不齐全，使得大多数时间学生只能看，不能动手操作，力学实验直接变成演示性实验，严重影响实验课的教学效果。

随着科技的进步以及时代的发展，材料力学实验也应该相应改善。传统单一式的教学方法已远远不能满足现代教学的需求，需要对实验进行适当创新，探索适合独立院校实验课教学的新路。

二、独立院校材料力学实验课的探索

独立学院材料力学实验课程改革首先需要改革实验内容、教学手段和方法，应该与母体学校及高职高专有所区别。基于独立学院培养目标的定位要求，笔者经过实践调查，初步探索了一些行之有效的教学方法，在实践教学中收到了良好的效果。

（一）实验内容的改革

一般传统的材料力学教学实验内容主要针对低碳钢和铸铁的拉压试验，但是对于土木工程专业，今后工作将面临的不仅有低碳钢和铸铁这两种材料，还会接触大量的非金属材料，如混凝土、木材、石材等。这些材料的力学性能实验对于学生学习专业课程以及今后从事相关工作意义重大，因此，笔者建议在材料力学实验教学中增加混凝土抗压实验，以满足学生专业课程学习的需求[5]。

（二）问题式实验教学方法的实践

独立学院的定位要求侧重于培养学生的动手能力。根据相关理论知识，通过学生自主动手达到突出实践操作、理论与实践相结合的效果。下面以低碳钢拉伸试验为例阐述如何达到该效果。

低碳钢拉伸试验是传统的教学实验，是通过测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率和面积收缩率等各项参数指标，绘制应力应变曲线图，通过曲线图了解材料在受拉时力与变形的关系（如图1）。在材料力学课程中，对低碳钢的力学性能作了详尽的讲解，学生在实验前就了解低碳钢在受拉时其变形要经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段等4个阶段，实验可以让学生更为直观地看到低碳钢拉伸时的这种力学性质。因此，实验往往以观看实验结果为主。为此，设计了问题式实验教学方法，以期在这一实验过程中培养学生的观察能力、分析能力和动手能力。 图1低碳钢应力应变曲线

在实验课开始初，首先布置课前预习作业：“思考低碳钢拉伸实验目的是要验证哪些力学特性，通过观察哪些参数指标进行验证，并将它们一一列举。”接着，让学生详细阅读理论内容，自己分析总结，然后分组提问。由于学生对理论内容已经非常熟悉，因此第一问题很容易回答。对于后一个问题，正确的答案是通过对屈服极限、强度极限、延伸率和面积收缩率等指标进行测定，绘制相应曲线来观察其中的关系。而学生的回答通常不够全面，漏掉某个指标参数。这些问题反映出学生对理论知识不够熟悉或者理解不够深入，针对此要着重加以讲解。以上两个问题在材料力学教材中都有详细的介绍，通过课前提问的方式，既可以进一步熟悉理论知识，有针对性地答疑，又避免了面面俱到的讲解，节约了时间[6]。

接下来，进一步追加提问：“在实验过程中怎么获取这4个指标参数？”并让学生分组讨论。此问题是对此实验原理的进一步升华。如果学生通过思考，分组讨论，最终能够很好地回答出该问题，那么此次实验就达到了应有的效果。

为了让学生更好地掌握实验仪器的操作方法和相关注意事项，教师首先应亲自演示实验操作过程，让学生知道通过实验操作获取相应指标，以便学生在自己动手操作时可以有重点的、有目的地进行观察[7]。

首先，开动电源，打开液压式万能实验机。在夹具上安装试件，同时明确告知学生：“当液压式万能试验机的上下夹具夹好钢筋后，禁止开动上下升降按钮”，并让学生思考原因。该问题直观性很强，只要认真观察都能回答。学生通常都是围绕“对仪器或者是试件有损坏”等进行回答。然后给出正确答案：由于万能试验机的夹具在夹紧钢筋后，按上下升降按钮会使得夹具瞬间损坏，甚至由于钢筋的突然断裂导致不可预知的危险，所以禁止开动上下升降按钮。

接下来开启送油阀。在送油的过程中，提示送油速度的快慢对所加荷载的影响，然后让学生着重注意软件上图像在4个阶段的变化情况。在弹性阶段，可以提问：“为什么曲线呈线性？”由于教材中已经作出相应解答：“此阶段试件所受拉力在弹性范围之内，所以形变基本成线性；如果去掉外力，则试件会恢复到原来长度。”绝大多数学生能马上回答出答案。此问题可以加深对弹性阶段图像的认知。在屈服阶段，可以让学生思考“曲线为什么呈上下波动状态”。经讨论后给出正确答案：荷载相同的情况下，由于试件突然变长，使杆端出现了微

位移，导致图像出现微小波动。这样大大加深学生对曲线形状的理解。同时要引导学生关注此阶段图上应变值明显增加的位置，让学生回忆此点是什么点。有学生回答：“屈服点”。然后接着问：“屈服点有什么作用？”学生开始回忆理论知识，想到屈服点所对应的应力就是屈服极限，进而解决了第一个参数指标“屈服极限”如何获得的问题。在强化阶段，重点观察曲线的转折位置，以同样方法让学生找到“强度极限值”。当进入颈缩阶段后，立刻让学生观察钢筋的变化，此时，会看到钢筋慢慢变细，最终被拉断。

在实验操作过程中，通过提问、思考、回答的方式已经解决了如何观察“屈服极限”“强度极限”两个参数指标。接下来重点引导学生如何获取剩余两个参数指标。首先提问：试件延伸率的定义是什么？学生回答：延伸率是试件断裂的长度和原长度的百分比。追加提问：根据这一定义怎么获取数据？学生思考：由于原试件标距已知，只要获取断后试件标距即可。此时只需提醒游标卡尺的用法以及断后试件标距的测量方法。面积收缩率也可用同样方法获得。这样通过有针对地提出问题、重点观察实验、引导思考方向、学生自主回答四个步骤，既可轻松获取了4个参数指标，又达到了教学相长、相互促进的目的。之后，还可以继续提问：“低碳钢拉伸实验为静力实验，必须要保证所加荷载均匀，那么用什么方法可以达到均匀的效果？”这个问题刚开始看来似乎没有头绪，但实际并不难回答，在演示过程中已经给了相应提示，部分学生通过回忆可以想到“送油的速度影响荷载的大小”。那么，稍加思考便可以进一步得到：“只要送油速度均匀，荷载便可以均匀增加。”通过这些方法既让学生牢记了实验过程中的注意事项，又加深了对实验理内容的理解。

接下来让学生自由分组自行实验，由于之前的演示实验已经把相关问题及注意事项用问答的方式解决，学生印象十分深刻，因此，在自己动手操作实验时就相对容易。分组实验后，接着让学生根据所测数据，绘制相应曲线图。此时发现，每一组所绘制的图像与理论图像都存在差异。可以让学生思考：“为什么有差异？”并作为课后思考题，在下节理论课前给予正确答案。学生经过思考，大多围绕仪器操作误差（送油的速度）和所测实验数据误差等方面进行回答。除了这些原因之外，重点提示材料本身的质量问题，使得最终答案更为全面。通过这些方法既可以延续学生思考实验的热情，又避免了实验课学生盲目、随意的情况发生。

三、结语

问题式教学主要是针对独立学院的学生特点探索出的一条行之有效的方案，它不同于一二本大学教师单边讲授、学生单边实验的方式，也不同于高职高专只注重动手，而忽视理论教学的模式。通过提出问题——思考问题——回答问题的方法，不仅增进了教师与学生之间的互动，同时也锻炼学生的动手能力和思考能力，大大改善了独立院校材料力学实验的教学效果。

参考文献：

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on the teaching method of experiments of mechanics of

materials for civil engineering in independent colleges

zhang xuguang， wang xiuzhen， li li， xiao mingkui

（city college of science and technology， chongqing university， chongqing 402160， p. r. china）

abstract： based on the requirement of cultivating applicationoriented talents， we concluded existent problems in the traditional teaching process and proposed some solutio

ons by considering characteristics of independent colleges. the solutions can improve the teaching quality in the experimental teahing of mechanics of materials course in independent colleges.

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作者简介：孙旭峰（1972-），男，扬州大学建筑科学与工程学院副教授，博士，主要从事大跨度空间结构研究，（email）xfsun@yzu.edu.cn。

摘要：结构力学课程是土木工程专业的主要专业基础课。由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，所以长期以来不准确的定位导致多数学校的结构力学课程教学忽视实验课。文章结合结构力学课程实验教学平台的建设实践，探讨了结构力学实验在课程教学中的重要作用。

关键词：土木工程专业；结构力学；实验教学；教学改革

中图分类号：g642423文献标志码：a文章编号：10052909（2013）05013304结构力学课程是土木工程专业力学系列课程中一门非常重要的专业基础课，该课程的教学质量对于实现土木工程专业的“宽口径”，以及培养能力强、素质高的土木工程师人才起着举足轻重的作用。当前，土木工程领域计算机技术的广泛应用拓宽了结构力学的应用领域，同时也对结构力学课程的教学提出了新的、更高的要求。从课程设置来看，并不能因为计算机技术的应用而降低基础力学概念教学所占的比重。从国内外工科专业力学类课程的设置情况来看[1]，国内土木工程专业力学类课程学分的比例基本上小于10%，而国外均大于10%，并且目前国际上比较注重学生对“基础知识”的掌握，因此，力学类课程全部为必修课。

从现代科学研究的角度看，应用型基础力学课程应包括理论教学和实验教学两方面，结构力学课程也应如此。但在长期的教学实践中，由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，这一不确定的定位导致其实验教学部分往往被忽视，而仅专注于课堂理论教学。正是这种忽视，造成了土木工程专业的学生很难从对单根构件受力概念的形象理解，过渡到对整个平面结构直至空间结构受力概念的形象理解，对其后续结构课程的学习及工作实践，乃至进一步的深造产生很大的负面影响。

一、 土木工程专业开设结构力学课程实验的必要性

力学概念是从实践中来的，本科阶段学习的应用力学更是如此。作为一名长期主讲结构力学课程的教师，笔者能够深切地体会到结构力学课程实验在帮助学生理解概念方面的重要意义和作用。以几何组成分析为例，在学习这部分内容时虽然课堂上已经清楚讲解了二元体的概念，但有一部分学生在遇到具体问题时还是不清楚。如图1a）所示，这些学生会将3-5-6当作二元体来对待。究其原因，是没有把“链杆的约束”这个概念搞清楚，如图1b）所示，他们在作几何组成分析时把2-4-6和3-5-6作为刚片，而将1-2和1-3作为链杆。又如图2所示，三个刚片间以三对平行等长链杆连接而成为几何常变体系的情况，很多学生对此根本没有一点感性认识。诸如此类的问题，还出现在对“定向支座可以约束哪些方向的位移、约束反力如何”等等概念的理解上，这都是由于没有提供实验条件让学生亲自动手去“试一试”造成的。在建筑力学的课堂教学中，教师利用自己动手制作的一部分杆件以及连接件，结合课程内容当场做演示实验，或者让部分学生自己来做实验。从课程测试的结果可以看出，学生在这部分内容的出错率有做实验的与未做实验的相比有大幅下降，这充分说明了“动手”的重要性。类似的情况还出现在诸如弯矩图需画在受拉一侧、刚结点处的弯矩平衡、互等定理、影响线、稳定、动力特性分析等，因此，需要通过实验帮助学生形象而深入理解该课程概念部分的知识。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

孙旭峰，陶阳土木工程专业结构力学课程实验的教学实践

图1

图2

土木工程专业所涉及的主要是房屋建筑、桥梁、隧道等结构体系。在理论讲授及实验中如能紧密结合专业特色，对学生学习专业课知识与增加学习兴趣都将起到事半功倍的效果。比如钢筋混凝土结构设计中“强柱弱梁”的概念，柱端先破坏时会形成几何可变体系，而梁先破坏则还是几何不变体系。这个概念一般在钢筋混凝土专业课中讲解，但如果在几何组成分析部分将其列入实验课内容，则会加强学生对专业知识的形象理解。类似的例子还有：单层厂房中的纵、横向支撑体系，顶点位移法计算房屋自振频率，结构抗震中的“鞭端效应”等等。但是在实验设计方面，由于学生此时还没有学习专业课程，所以结构力学实验和之后的专业课实验必须有所区别，不应设置过高的难度，否则将适得其反。

结构

力学研究的对象是结构体系的受力性能，而结构体系的布置是非常灵活的，所以结构力学实验还应该与材料力学实验有所区别。在实验中应以提高学生的动手能力、设计能力为目标，可以自行设计构件、连接支座装置及结构体系。以结构体系为例，不一定要限定为平面杆件体系，而可以结合高层建筑、空间结构（如网架、网壳、索结构、开合结构、折叠结构等）等，通过教师的适当启发，充分发挥学生的自主创新的能力。除完成基本实验外，结构力学实验课程应结合学科竞赛，为学生创造实验条件。

二、 土木工程专业结构力学课程实验教学实践

2010年，笔者所在的扬州大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革，建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台，将材料力学、结构力学、土木工程材料、土力学、混凝土基本理论等课程的实验整合为土木工程专业基础实验课程，共1.5个学分，48学时（实验时数为学时数乘以2），分三个学期完成，并统一编写了相应的课程教学大纲。实验课程分为基本型、提高型及创新型三个层次，其中基本型实验要求学生在一个设计完整的实验框架下重新验证结果，让学生通过实验来验证所学相关理论推导结论的正确性，从而加深对知识的理解，培养学生的推理能力、分析能力，训练其实验技能；提高型实验内容涉及该课程的综合知识或与该课程相关的知识，对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力，要求学生综合运用两种以上的基本实验方法完成同一个实验，培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析问题、解决问题的能力，掌握不同的实验方法和实验技能；创新型实验要求学生根据给定的实验目的要求和实验条件，自己设计实验方案，选择实验器材，制定操作程序，学生必须运用自己掌握的知识进行问题分析和探讨，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。 实验平台中的结构力学实验为新增设的模块，按照实验平台建设要求并参考相关文献[2-4]将几何组成实验、桁架及刚架静内力测定实验作为基本型实验（实验时数5，必选），将刚架稳定实验、静挠度测量实验、影响线绘制实验、结构优化实验、自振频率测定实验作为提高型实验（实验时数2，5选1），将自行加载的模型实验及其他实验作为创新型实验（实验时数2，结合结构模型创新大赛，如获奖还可取得相应的创新学分）。实验课程各模块按五级记分，其中平时成绩（包括实验理论及预习情况）占50%，实验操作及实验报告占50%，课程总成绩以学期为单位按各模块所得成绩的平均值计分。

根据实验平台建设要求，扬州大学与南京航空航天大学合作研制了nhlx-gⅱ型刚架多功能实验装置，如图3所示。该装置由支撑刚架、定位板、支座、加载系统、加载杆等组成，可根据需要很方便地将支座更换为固定支座、铰支座及定向支座等，可自由设置加载点位置，不仅可以完成刚架静内力测定实验，还可完成挠曲线测定、影响线绘制等实验。在实验中由学生自己粘贴应变片以及完成接线，以提高学生的实验技能。在自主编写的实验报告中，除要求分析产生误差的原因，还要求学生将实验结果与结构力学求解器的求解结果进行对比分析，培养其科研思维能力，如：“计算中是否考虑剪切变形及轴向变形有什么影响？”、“考虑支座的实际尺寸时计算简图中计算长度的取值对结果有什么影响？应如何取值？”、“计算中是否考虑支座的实际弹性刚度对结果有什么影响？”等等。对这些问题的分析解答都是课堂理论教学所无法完成的。

图3nhlx-gⅱ型刚架实验装置

在创新型实验部分，学校将结构力学实验与结构创新竞赛（包括校内和校外竞赛活动）相结合，引导学生进行自主学习，如三维空间体系的几何组成分析及内力计算、简单有限元软件的应用（如sap2000）等等。图4所示为学校举办结构模型制作及加载试验比赛的场景，其中左图为静力加载，右图为单向振动台试验。对于这些实验，学生们参与的热情非常高，达到了在趣味中感受结构力学的魅力，在趣味中提升对结构整体受力的感性认识的教学目的。

图4结构模型制作加载试验比赛

扬州大学自2010年课程实验改革以来，结构力学实验模块的教学已在两届学生中得以实施。在课堂理论教学中可以明显感到学生对结构力学学习兴趣的增强，如课堂注意力较集中、课间课后提问较活跃等等。此

外，与实验改革实施以前的两届学生（以每届两个教学班为单位）相比，几何组成部分的卷面平均出错率从19.3%下降为5.6%，做刚架弯矩图时结点平衡概念的出错率也大为降低，这从一个侧面反映了结构力学课程实验的教学成果。此外，学生还在各类结构创新大赛中屡获佳绩；以“减小支座弯矩”为概念的“抗震楼梯”设计还申报了国家专利，初步展现了创新型结构力学实验教学的成果。

三、 结语

学校土木工程专业本科系列实验教学平台的专项建设，推动了结构力学实验课程教学质量的提升。结构力学课程实验的教学实践成果主要体现在以下几方面。

（1）实验教学打破了结构力学课程课堂理论教学一统天下的局面，让学生能真正参与课程教学互动，帮助学生学会独立思考，并能灵活应用所学知识，与课堂理论教学形成良性互动。

（2）改革前后学生成绩的对比，客观上显示了基础型和提高型实验在促进学生对课程基本概念的形象理解、基本技能和动手能力的提升方面的重要作用。

（3）创新型实验的设置，激发了学生的创造性和自主学习的能力，增强了学生对专业的感性认识和学习兴趣，取得了较好的实践成果。

参考文献：

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teaching practice in construction of structural mechanics course for civil engineering

sun xufeng， tao yang

（architectural science and technology institute， yangzhou university， yangzhou 225127， p. r. china）

abstract： structural mechanics is the main professional basic course in civil engineering. for a long time， the role of structural mechanics experiment is not so clear because it is something between the material mechanics experiment and the professional structural experiment. therefore， most universities neglect the experimental teaching in the structural mechanics course. based on the construction of experimental teaching platform for civil engineering undergraduates， we discussed the important role of experiment during the teaching and learning of structural mechanics.

篇7

关键词 卓越工程师；工程力学实验；装备建设；师资建设

中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0120-03

卓越工程师教育培养计划是一项面向高等工程教育的重大教改项目，要顺利推进该项目，就必须构建教学质量保障和评价的新体系[1]。实验教学是教学体系中的重要一环，它可以帮助学生理解和巩固理论知识，培养学生的实践能力、创新能力以及实事求是的工作作风，这些正是卓越工程师所必需的基本素养。基础力学的实验教学涉及的工科专业多，影响面也较广，其重要性是显而易见的。但与此不相协调的现实是目前基础力学的实验教学在很多高校并未得到足够的重视，主要表现为：实验教学长期处于从属地位，教学内容以验证理论课的基本知识点为主，陈旧而缺乏更新，且教学手段单一；不能为学生创造独立思考和动手实践的空间等；在教学模式上往往是教师机械地灌输实验内容，学生被动地接受学习，依葫芦画瓢，这样根本不能激发学生获取知识的强烈愿望，极易造成学生的思维局限性和心理惰性，难以满足对学生进行工程实践能力训练的需要[2]。

上述弊病直接导致学生对实验兴趣索然，甚至敷衍了事，教学效果根本无从保障。在国家大力推进卓越工程师教育培养计划的背景下，笔者所在学校有多个专业被列入培养计划。为使基础力学的实验教学取得较好的教学效果，更好地培养学生的创新能力和工程实践能力，将原有的基础力学实验整合成一门工程力学实验课程，建立新的教学体系，同时从评价模式、装备建设、师资建设等方面做了一些有益的探索和实践。

1 重构教学体系 培养创新能力

1.1 实验独立设课，拓展教学自和改革空间

要构建培养创新人才的教学体系，实验教学环节要尽可能地独立开设实验课[3]。实验独立设课，不仅有利于实验教学的改革，还可以提高实验教学的地位，便于对实验进行科学管理，有利于实验室对学生开放，提高学生的重视程度[4]。为此，对理论力学和材料力学的课内实验内容进行整合和扩充，开设工程力学实验课程。围绕如何适应创新人才培养的需要，遵循既与理论教学紧密结合，又相对独立的原则重新构建工程力学实验教学体系；并将实验课程安排在材料力学课程之后，教学内容上以理论课所授知识为基础，在保障基本实验的同时，着力更新和开发提高型、研究型实验项目。

工程力学实验独立设课后，明确了该课程在卓越工程师培养体系中的任务和作用，也在教学内容的安排和组织运行模式方面有了更大的自；同时，实验学时也大大增加，这为改造传统实验、增加新实验提供了良好的条件；此外，由于实验课程与学分挂钩，学生也更加重视。近年的实践证明，独立设课对增强工程力学实验的教学效果起到很好的支撑作用。

1.2 设置选修实验项目，促进实验项目更新和学生创新能力的培养

基于近年来基础力学课程学时大幅减少的现实，在工程力学实验中安排了2学时的选修实验。针对这2学时的选修实验，开设13个实验项目供学生根据自身情况进行自由选择。这些实验项目有的来自科研或教研项目，有的来自工程实践，但都和基本的力学知识点紧密相关，如复杂零件的转动惯量测试、焊缝残余应力测试、基于振动法的索力测试等，学生可以根据自己的兴趣选修其一。这种课内的选修实验虽然学时占比小，但对促进学生的学习积极性和培养其创新精神有着很大作用，它扩大了学生学习的自，提升了他们的学习主动性，既能帮助他们巩固力学知识和实验技能，又能拓展其视野，激发其动手实践的兴趣和创新思维。同时再以这些课内选修实验为基点，拓展开发出相关研究型的课外开放选修实验项目，向学有余力或对力学问题兴趣浓厚的学生开放，学生在完成实验并通过考核后可获得技术类选修课学分。这类选修实验对学生的创新能力和实践能力培养产生巨大的促进作用。

此外，课内选修实验项目很好地解决了实验项目更新和相对固定的教学时数之间的矛盾。在保留必要的基础实验和经典的提高型实验的基础上，通过设置选修实验项目，使得实验项目的开发和更新不必受课程学时的制约，能促进实验项目的更新，而学生也获得更大的自主空间。同时，将受学生欢迎且教学效果良好的选修实验项目在适当的时候变更为必修实验，而效果差的则予以淘汰。这种方式为实验项目的更新提供了更大的空间，能切实保障实验教学的质量，且效果显著。

1.3 改革评价模式，挖掘学生的主观能动性和创新潜力

科学的评价模式可以检验学生的学习情况，评价教学效果，同时也将影响学生的学习导向。此外，强化实践教学环节考核，可以有效调动学生学习的积极性，使学生变被动学习为主动学习[5]。为此，将工程力学实验的考核设计成“平时实验、操作考核及期末笔试”三个部分，以加权求和的方式给出总评成绩。平时实验包含预习报告（方案设计）、实验操作和实验报告等，占总成绩的50%；实验操作考核的内容从提高型实验中选取，占20%；期末笔试则以实验基本原理和实验方案设计为主要内容，占总成绩的30%。这种评价模式既能反映学生的平时实验情况，又能考查其对知识点的掌握情况及综合运用知识的能力；不仅有利于引导学生认真对待每一个实验，更利于培养学生的综合能力。

在此基础上，尝试将笔试环节改为课程论文的撰写和知识点的面考。教师给出论文指南，学生则可以在给定范围内自由命题，并按照科技论文的规范写作并提交论文。而把实验相关的知识点放到操作考核环节以面对面提问的方式考核。从实践结果看，操作考核中插入面对面的问答是可行的，可以较客观地评价学生对实验相关知识点的掌握情况；课程论文的情况则要复杂一些，分化较严重：约55%的学生能认真对待但论文质量一般，有约20%的学生能写出自己的新观点和新创意，内容包括实验现象的再分析、实验项目的改造、实验装置的改进、设计等，其中一些论文还变成了自命题课外开放选修实验；而还有约25%的论文有不同程度的抄袭痕迹。通过尝试得出结论：课程论文可以进一步激发学生的创造力，相对笔试也更受大多数学生欢迎；同时，通过论文撰写，学生的文献检索、信息加工能力得到进一步提高，其科研能力也得到培养。笔者相信，经过日后不断的摸索和改进，此种评价模式的优点将进一步显现。

2 树立生本理念，引导学生思考与实践，实现教学相长

在实验教学中，既要培养、锻炼学生的能力，又要让学生保持对实验的浓厚兴趣。这就要求明确教师与学生的关系，明确学生在学习中的主导地位。知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化的背景下，在获取知识的过程中借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得[6]。所以应从以教为主向以学为主转变，绝对摒弃灌输式教学方式，而让学生带着问题去检索查阅资料，发挥他们的主观能动性和潜能，成为实验的主人。教师要积极发挥指导作用，因势利导，启发学生思考与大胆实践；当学生实验不顺利时，要科学分析，加强交流，帮助其找到问题的症结，增强学生成功的信心，促使学生克服困难并最终获得成功。这样不但融洽了师生关系，调动学生的积极性，也使教师得到学习和进步，做到教学相长。

3 合理规划装备建设，改善实验教学效果

加大对实验教学设备的投入，降低实验分组人数，是增加学生实践机会的有效途径，这对卓越工程师培养而言尤为重要；而现状是在普通高等工科院校，教学设备不足、部分实验设备陈旧是通病[7]，与之对应的是目前大部分高校在基础力学装备建设上的投入相对来说较少。这就要求基础力学实验室在装备的投入上要科学规划，兼顾科研教学的需要，优先解决基础教学装备的建设。特别是一些基础的、小型的实验装置和设备，投入较少的经费就可以明显提升实验教学效果，笔者认为此类装备应优先建设。

以矩形梁纯弯曲实验为例，以前实验室只有10套实验装置能满足该实验的教学，实验时每组学生数为2～3人；经过近两年的建设，现有同类实验装置40套，实现了一人一组；学生单独实验，独立分析和总结实验现象和规律，大大增加了学生的实践机会，培养了他们的动手能力，同时有效遏制同组学生间的实验报告抄袭现象，增强了实验教学效果。此外，还应重视自制实验设备的工作，利用自制仪器设备的专业性、直观性、超前性、及时性等特点[8]，开发更多的实验项目来充实实验教学内容，促进实验项目的改进和更新，同时也让教师在设备开发中得到锻炼，提升业务水平。

4 重新阐释实验教师的定义，形成提高实验教学质量的中坚力量

实验队伍的稳定与提高是保证实验教学质量和实验室建设水平的关键[9]，所以必须抓好实验教师队伍的建设。但当前很多高校实验师资队伍存在较大问题：实验师资队伍的总量不足，实验师资队伍人员构成和结构不合理，实验师资队伍整体素质不高，实验师资队伍不稳定[10]，等等。笔者所在学校从体制和氛围上给予实验教师和理论课教师同等地位，在待遇、课题申报、评奖评优等方面一视同仁，激励和增强实验教师的工作积极性和责任心，对实验教师队伍的建设给予有力支持。

在学校的制度框架下，笔者所在工程力学实验室的一些做法对促进实验师资队伍建设也起到很好的效果，具体有：1）积极引进硕士以上学历的人员充实到专职实验教师队伍中，同时鼓励在岗的实验教师通过各种方式进修，提高学历层次；2）做好培训和交流计划，以轮流的方式保证每个实验教师每年都有参加培训或学术交流的机会；3）在与其他教师联合申报项目的基础上，积极把需要实验支撑的项目引进实验室，给予实验教师更多参与科研课题的机会，不断提高其业务素质；4）打破理论课教师和实验教师的传统分工模式，建立理论课教师参与实验教学和实验室建设工作，实验教师承担一定的理论授课任务的制度，两者在分工上既有侧重又相互交叉，相辅相成；5）将在读研究生引入实验室，以助管身份来参与实验教学和管理的辅工作，并给予津贴。通过这些措施，重新阐释实验教师的定义，优化实验教师队伍的结构，稳定了一支业务素质优良、充满朝气的实验教师队伍，使实验室的各项工作能够有条不紊地进行，也使实验教学质量大大提高。

5 结语

工程力学实验是一门培养学生实践能力和创新能力的技术基础课程，对造就高素质的理工科人才起着重要的支撑作用。在面向卓越工程师教育培养时，提高该实践教学环节的教学质量有着积极的现实意义，同时也对教学理念、实验教学体系、实验指导教师的业务能力，以及实验室的建设和管理水平提出新的挑战。教学实践表明，对工程力学实验的教学改革是有效的，对提高实验教学质量、培养学生的创新能力起到积极的作用。培养学生的实践能力和创新能力是一个系统工程，在完善教学体系的基础上必须切实增强实验教学效果，做好与实验教学相关的软件和硬件的配套工作；同时这也是一个动态的改革过程，必须紧随时展和人才培养的需要不断推陈出新。

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1.1合理规划理论教学，精选教学内容根据山西师范大学的“3.5+0.5”的培养模式和食品科学与工程专业的培养目标，教师在掌握机械基础教学大纲的前提下，明确教学目的、任务和要求，结合学生认知特点和生产实际，精选教材。教材选用魏兵主编的“十一五”国家级规划教材《机械基础》。该课程教学计划安排51课时，课时少，内容广，必须对教材内容进行优化。合理选择教学内容，以“必需、够用”为原则。精讲基础知识和基本设计方法，强化公式应用，弱化公式推导。工程力学主要讲解理论力学和材料力学的基本概念、机械零件基本变形形式和强度计算，熟悉构件的受力分析和计算方法；互换性与技术测量重点讲授极限与配合，紧密联系实际；工程材料主要讲解工程材料的种类、牌号、性能和应用，以金属材料和塑料为主，结合食品行业的发展，增加食品行业当前采用的新材料、新技术和新工艺；机械设计部分包括常用机构、连接、机械传动、轴系，这部分内容和后续课程及生产实际联系密切，工程应用多，属于课程的核心内容，机械传动中的带传动、链传动、齿轮传动突出基础知识和设计方法，强化设计方法和公式应用；机械加工基础以毛坯的制造工艺和切削加工方法为主要内容；液压与气压传动重点是液压传动的原理、组成和特点，常用液压元件的功用及常用的液压回路。介于课程学时少，结合课程的特点，部分教学内容采用自学加辅导或讲座的方式，引导学生多途径学习。

1.2多种教学方法结合机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。

1.3采用多种教学手段提高教学效率机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。

1.4增加综合设计实验教学内容课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。

1.6考核方式改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。

2结论

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【关键词】土木工程专业 实验教学内容 创新精神 教学改革

【基金项目】海南省教育厅高等学校科研项目（Hj200756）。

【中图分类号】TU3；G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）08-0054-02

实验教学改革时至今日，已形成共识：实验教学内容体系的改革是实验教学改革的切入点[1]，也是重点和难点，仍是当前各高校各专业实验教学改革进程中十分重要与紧迫的课题。本文结合海南大学土木工程专业的实际，分析实验教学内容体系的现状及存在的问题，围绕如何培养学生的实践能力和创新精神这一目标，进行了实验教学内容体系的改革与实践，收到良好的效果。

一、实验教学内容体系存在的问题

海南大学（以下简称：我校）土木工程专业含盖建筑工程和岩土工程方向，从本科培养方案上看，有实验教学内容的课程主要分布在专业基础课程模块和专业课程模块的必修课和限选课中（其实也只有这些课程的实验教学是可控的，详见表1），再深入分析其实验教学内容、实验教学形式等其它实验教学环节，存在的问题主要有以下几方面。

1.实验教学内容仍是课中实验。从表一可以看出，我校土木工程专业实验教学除了物理实验单独设课外，其它实验内容均附设在相应的理论课程中（也称课中实验）。实验学时分散在相应的课程总学时里，基本上是隶属于整个课程教学体系中的极少一部分。

2.开设的实验课比例偏低，实验教学学时偏少。包括专业基础课、专业课必修课和限定选修课在内的47门课程中，开设实验教学的课程有7门，占总门数的15%，实验教学学时占总学时数仅有6.8%。

3.实验教学内容交叉重复[2]。以钢材的物理力学性能实验为例，在《土木工程材料》和《材料力学》等课程交叉出现，又如简易土工实验在《土力学》和《岩土工程勘察与测试技术》等课程交叉重复， 每一门课程的实验教学都会重复介绍设备的使用等内容，既浪费了有限的实验学时，又难以激发学生的学习兴趣和创新积极性。

表1 我校2010级前土木工程专业实验课程设置现状

4.由于课中实验各自独立，前几年也象征性地进行过综合性实验、设计性实验，但均以课程为核心，在各自课程中设置，综合性和设计性内容简单，阻碍了学科之间的渗透，学生很难“创造性”地得出实验数据并完成实验报告，实践能力和创新精神的培养未能落到实处。

5.学生缺乏学习的主动性和研究性。实验教学仅是理论课的补充，从教学内容和形式上看，理论课和实验课重复叙述了实验方法、操作步骤，学生只需简单操作即可完成实验操作任务，数据处理也较简单。同时，实验课未单独考核，实验教师仅依据实验报告给出实验成绩，供理论课教师参考，这无法调动学生的学习主动性和研究性，也谈不上培养学生的思维能力和创新意识。

二、实验教学内容体系改革思路与实施

针对上述存在问题，我校土木工程专业实验教学内容体系改革的总体思路是：以培养地方高素质应用型人才为目标，以实验理论和实验技术为基础，以增强实践能力和创新精神为主线，建立以理论教学为依托且相对独立的实验教学内容体系[3]。实施改革具体是：

1.实验课程单独设置。在分析各实验课程具体内容，相互衔接及实验项目设置情况后，把实验内容和相关课程通盘考虑，统一规划，落实各实验课应承担的任务，减少实验内容不必要的重复、重组实验课程，形成实验课程单独设置。

2.实验项目精心设计。实验项目设计是实验教学内容体系改革成败的关键， 实验项目整合的具体做法包括：（1）删除教学内容已陈旧或与培养目标无关或关系不大的项目；（2）合并内容重复或类似的实验项目；（3）减少验证性实验的比重，提高体现学科先进性的综合性实验和设计性实验项目的比重，增加综合性、设计性实验项目和实验理论内容；（4）实验项目少而精。实验项目选定时，贯彻少而精的原则，实验项目不宜过多，加强每个实验的力度，提高实验教学的质量；（5）适当增加实验教学的总课时数。

3.循序渐进和适度跳跃[3]。实验教学内容体系改革遵循由浅入深、循序渐进的教育基本规律。其一，实验教学与理论教学相协调， 在教学内容上是循序渐进的；其二，随着实验教学层次的提高，能力的培养也是循序渐进的。对于具有相对独立性的实验教学内容体系，必然会有部分实验教学内容走在理论课前面，但只要出现这种情况的项目不是太多，这种适度跳跃是正常的。可以让大学生尝试对未接触过的问题通过学习、分析、探索来解决，这种能力的培养，在大学阶段恰恰是必要的，也是符合人的认识规律的。

我校土木专业实验教学内容经过整合与补充，基本形成的实验教学内容体系和其相对应的实验教学课程体系，改革后设置的实验课程有：

（1）《物理实验》，（2）《土木工程基础实验》（含建筑材料实验、材料力学试验、土工试验），（3）《土木工程结构试验》（综合型和设计型实验），（4）《土木工程测试技术》（实践型实验），测量学、电工学保留课中实验形式，实验课程中实验项目设置基础实验项目占40%，综合型和设计型实验项占40%，工程实践实验占20%，实验教学学时（不含其它实践环节）占总学时比例达到20%。

三、实验教学内容体系改革的层次与功能

我校土木工程专业的实验教学内容体系改革设计，基本形成相对独立、层次分明和功能明确的实验教学课程体系，按实验项目来分有以下层次及功能：

第一层次为基础型实验。这部分实验内容主要是验证型，包含建筑材料物理力学性能实验室，简易土工实验，测量实验（习）通过本层次实验教学，学生能掌握基本实验操作方法、正确使用仪器、准确取得实验数据的能力，掌握数据处理和误差分析方法。同时帮助学生了解实验教学的意义及其在专业人才培养计划中的地位，了解实验教学的规章制度，培养良好的习惯和敬业精神。

第二层次为综合型实验。综合型实验课程是在学生具备前一层次的基础上，更深层次和系统地训练实验技术和技能。综合型实验有单学科综合和多学科综合，含盖专业基础课程模块和专业课程模块，把原来划分过细的各门课程实验项目合并，有机串联相关内容，进行内容整合，体现系统性，给学生以完整的技能训练。主要是进一步训练学生的操作能力，帮助学生验证一些有价值的定理，观察一些特殊的现象，掌握专业实验仪器设备的操作流程，学会从数据中分析现象和给出结论逐步形成发现问题、分析问题和解决问题的能力。

第三层次为设计型实验。设计型实验层次着重强调学生综合运用前两个层次学习的知识和技能，辅以专业选修课的理论与知识，在教师指导下积极主动地设计实验方案，经审核后，独立完成实验[2]，设计型实验内容为动态设计。在这个层次上的锻炼，主要是帮助学生掌握建筑结构、建筑桩基、建筑地基、基坑监测等实验方法，能自主设计构件承载力、变形等类型实验的方法和程序。

第四层次为工程实践型实验层次。土木工程专业的学生进入3年级以后，动手能力应当日趋成熟，但工程能力的实践还远远不够，创新素质有待进一步明确和提高，为了给毕业设计打好基础、做好准备，实验教学必须面对社会需求的现实问题实施改革[3]。在工程实践型实验层次，了解实践建筑工程设计、施工与质量检测的有关内容，了解国家有关技术规范与标准，掌握建筑材料现场抽样和检测方法及判断依据，掌握常用的现场检测设备及无损检测方法，基本能完成建筑材料、建筑地基、建筑桩基、基坑监测、建筑结构等的检测方案设计及实施检测。

改革后的培养方案中，保证实验教学四年连贯发展。基本形成一年级学会设备使用和仪器操作，二年级能够组织实施验证性实验，三年级能够独立完成综合性实验与设计性实验，四年级可以进行工程实践实验层次，为毕业设计和就业做好准备。

四、实验教学内容体系改革实施效果

我校土木工程专业实验教学内容改革2010年初步探索后，配套有关教学管理制度，采取相应的教学方法与手段，通过近二年的实施，新实验教学内容体系实施取得了初步成效：一是实验教学独立设课后，教师承担实验课教学工作的积极性高，原来只担任理论课教学工作的教师也原意承担实验课程了，突出了教师在实验教学中的基础作用和中心地位，体现和贯彻了实验教学与理论教学同等重要的思想观念；二是实验教学独立设课后课堂质量可控，单独考核、单独记学分， 与理论课一样实行不及格重修制度，学生的学习积极性和主动性显著提高；三是实验项目内容丰富，形式多样，学生动手能力、实验技能、分析解决问题的工程实践能力得到了提高，教师也原意将自己的科研课题邀请学生参加，进一步提高了实验教学在培养学生创新能力的作用；四是从12届学生毕业论文选题来看，选择有实验内容的毕业论文题目比例增加15%，毕业论文整体质量得到了提高。

五、结语

实验教学内容体系改革是教学改革的重点也是难点，在“大土木”背景下，地方高校土木工程专业如何不断更新实验教学理念，探索培养适应于地方社会需求的高素质应用型人才的实验教学内容体系，还需要进一步研究与实践。

参考文献：

[1]沈小雄，韩理安.以实验教学内容体系改革为龙头全面提高实验教学质量[J].中国高教研究，2001（3）：78-79

[2]白文辉，梁超锋等.基于应用型人才培养的土木工程专业实验教学改革思考.高等建筑教育[J].2009，18（6）：25-27

[3]朱 林， 郭剑华.改革实验教学内容体系提高实验教学质量[J].经济与社会发展，2003，1（1）：174-176

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关键词：精品课程；工程力学；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0238-02

精品课程建设计划是“质量工程”的重要组成部分，这也是每个高等学校非常关注的一项重要工作，山东科技大学泰山科技学院是一所以工科为主，工学、管理学、法学、经济学等多学科相互渗透、协调发展的学院，采矿工程、机械电子、机械制造及其自动化、土木工程、建筑工程等学科培养的人才应具有：基础厚实、知识面宽、掌握现代信息和研究手段、创新能力强的综合素质。《工程力学》是上述各专业的一门重要的专业基础课。它构成诸多后续课程的基础性支撑平台。对于培养学生知识、能力和素质，对加强学生的创新意识、实践能力具有重要的意义。《工程力学》课题组经过多年的努力在课程建设方面取得了一定的成绩，09年被评为山东省精品课程，我们主要从以下几方面进行了课程建设。

一、确立课程在专业培养目标中的定位与课程建设目标

多年来我们一直针对不同专业将《工程力学》与不同课程进行内容的综合优化，建立高起点、多层次的模块式课程体系。课题组首先要求每位教师熟知开设《工程力学》课程的专业（如机械制造及其自动化、土木工程、建筑工程、采矿工程、测绘等专业）的人才培养目标与定位，然后与相关课程的教研室教师共同讨论、研究课程之间的内容衔接及融合，如与相关教师探讨土木工程专业开设的《弹性力学》、《结构力学》等课程与《工程力学》课程间的衔接及融合；与相关教师探讨机械制造及其自动化专业开设的《机械原理》、《机械设计》等课程与《工程力学》课程间的内容衔接及融合等等。根据专业的不同要求，进行不同的教学设计、内容组织，保障了各个专业教学需要。本课程的目标是：从知识上，以理论分析为基础，同时注重实验动手能力培养，以利于培养复合型的工程技术人才；从能力上，培养学生把简单的工程问题简化为力学模型的建模能力，根据力学基本概念和基本原理，对自然界和工程中的力学现象进行抽象概括和定性分析，做出正确的判断的逻辑思维和判断能力，培养学生材料力学性能测试的技能和应力分析测试的技能，培养学生的自学能力、计算机应用能力及解决工程实际问题的能力；从素质上，养成学生通过理论分析，科学实验和计算机分析等方法开展科学研究的素质，通过简化归纳、抽象建模、分析综合、解决工程问题的素质，创新意识和为科学奉献的精神。

二、加强教师队伍建设

青年教师是课程建设可持续发展的中坚力量。因此，在课程建设中十分重视对青年教师的培养。教研室有计划地组织青年教师学习教育改革理论和教学改革经验并制定了一套严格的青年教师培养方案，对青年教师实行教师导航，每一位青年教师都有老教师进行传帮带，帮助青年教师熟悉、掌握每个教学环节，通过在课程组试讲后，青年教师才能走上讲台，独立授课。课程组负责人和老教师还不定期地对青年教师进行随堂听课，针对课堂教学中存在的问题，及时给予指正，帮助他们提高教学质量。课程组积极鼓励和支持中青年教师在职攻读学位，提高业务水平，目前40岁以下教师共8人，其中硕士5人，博士2人，在读博士1人，年轻教师硕士以上学位达到100%.

三、教学方法与手段

课题组一贯重视教学方法的改进和教学手段的完善，以“加强基础、注重能力、培养素质、突出创新”为指导思想，注重课程内容经典与现代的结合。采用传统教学、启发教学、多媒体教学相结合的多种教学形式，以激发学生学习的主动性和创造性。为此在教学中进行了以下几个方面的工作：

1.优化教材内容。《工程力学》应体现本课程完整的理论体系和较强的紧密结合工程实际的实践性环节。教材内容应包含三个模块：基础模块、应用型模块和扩展型模块。课题组成员根据目前教与学等各方面的综合需求，出版了《工程力学》上、下册教材，满足了不同专业、不同学时的教学需求。

2.教学模式多样化。由于大多数学生缺少工程实践的感性认识，往往不善于将课程内容与工程、生产实际联系起来，利用多媒体课件教学可将工程实际结构“搬入”教室，让学生置身于真实的“工程环境”中，加深对联系工程实际的印象，激发了学生的学习兴趣。同时在课堂教学中可采用课堂讲授法、问题教学法、自学讨论法和引导归纳法和案例教学法相结合的多种形式的教学模式，发挥学生内在潜力，培养其综合能力，充分调动学生学习的积极性，增强学生的竞争能力。

3.强化力学建模和工程应用能力训练。《工程力学》对工科大学生的基本要求是能应用力学原理解决工程实际问题。教学内容应有利于学生工程意识的培养和力学应用能力的提高。课题组采取大作业、小设计、小论文撰写、读书报告、创新报告、案例教学等教学模式提高学生的综合应用能力。小论文的撰写主要是让同学们通过对工程实际和所见现象的观察用所学的力学知识进行分析、论证，小设计一是结合所学内容教师给出或学生自立小设计题目，二是根据现场已完成的小设计先让学生自行设计，然后将已完成的设计方案进行讨论、分析、以提高学生的设计能力。灵活多种的教学方式，发挥了学生内在潜力，强化力学建模和工程应用能力，培养了学生的综合能力。

4.发挥网络优势，开展协作式教学。学生充分利用丰富的网上资源，可以学习到课程内容，解题指导，又可以在网上自学，自测，教师可在网上答疑，方式多种多样，时间灵活机动，可以实现网上协作式教学和学生的自主学习。

5.完善课程考核方法。考核应遵循全过程考核的原则，即从开始到结束，从课内到课外均考核的原则，提前让学生知道如何正确对待本课程考试，不为考试而考试。可将试验、大作业、小设计、小论文撰写、读书报告等内容全部作为考核的一部分。使考试制度真正体现重能力、重素质的原则。此外，我们还对实验考核方式作了改进，采用现场考核与实验报告成绩相结合的考核办法，采取实验课考核与理论课考试相结合的办法，即以实验报告成绩为主，同时在理论课考试命题中，实验类题目占有一定比例。此外，我们今后将利用实验中心独立编撰的实验试题库与网络技术相结合，开发出网络考核系统，这种考核方法，能够方便、快捷地了解学生实验技能的掌握情况。

几年来我们以建设优秀的师资队伍为核心；以数字化、信息化教学为保证；以培养高素质的人才为宗旨；全面规划，重点建设；探讨新时期教学方法和手段，改革完善现有的教学研究成果，研究现代多媒体、电子教案等技术在课程中的应用，把本课程建设成为了具有交互性、示范性和先进性的精品课程。

参考文献：

[1]宋天生.《力学》教学应注意的细节[J].教育教学论坛，2011，（09）.