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实验教学概况

    材料力学教研室在全国率先进行实验教学改革,1987年开始正式独立设课。其宗旨是培养学生的科学研究素养、掌握工程结构测试的基本方法和技能、通过实验教学深刻理解课堂教学内容,培养面向工程的高素质人才。实验中学生所培养的分析问题和解决问题的能力以及一些测试手段和测试方法,对他们以后的专业课学习、毕业设计、研究生论文和实际工作都有很大的帮助。1989年该项改革成果获全国普通高校“国家级优秀教学成果特等奖”。2000年成为江苏省力学教学实验中心建设项目, 2003年已申报国家基础课教学实验示范中心,现正在建设之中。

    在实验教学方面,多年来我们一直坚持材料力学实验单独设课,32学时并给出相应的学分。实验课时占总学时(包括理论课时)的20%左右,这在目前国内同行中是比较高的。同时,坚持对实验项目进行不断的提高,把培养学生的动手能力、工程素质和创新能力作为课程教学中的重要目的。为了适应学生对工程化、实验教学的需要,同时满足教学大纲的要求。根据老师多年实验课教学经验,自主编写了《力学测试技术基础》教材,作为学生的实验课课程教材。

    我校材料力学设有机械性能、电测应力分析、光测应力分析、动态应变测试、结构强度分析等实验,有专职实验人员6人,其中高级工程师和高级实验师4人。“力学教学中心”每年面向2300余名(66个自然班)本科生开设 “材料力学”、“工程力学”等基础力学的理论课程和实验课程。教学实验的总人时数达18,000多人时。本着从培养学生的探索能力、创新能力、动手解决问题的能力出发,积极创造条件,进行实验教学改革,一方面从改革基本实验内容着手,加强验证性实验的思考性,同时,增加基本实验设备的台套数,扩大规模,以增加学生在实验中动手、动脑的机会,另一方面,开设一批具有设计性、研究性和探索性的综合实验,让学生在实验中发现问题,分析问题;理论联系实际,在实验中学习,在实验中寻找规律,从中获取知识。

    针对材料力学实验教学体系的改革,将力学实验的教学内容分为基本实验;综合性、设计性和研究型实验;以及前沿性实验。根据全校各专业的具体情况,改革和增添实验项目,对本科生开设的基本实验(10~15个),保证实验设备的台套数为1~2人一组,每次实验人数为一个基本班级(35~40人)。我们的改革思路是:基本实验要精,把传统的实验项目精选、提高、归并。要有代表性,最能反映基本概念,所有学生必须要参与。譬如材料的机械性能、梁(含叠梁、复合梁)的纯弯曲、弯扭组合实验、冲击动荷实验等。通过这些实验让学生掌握金属材料的拉伸、压缩、扭转时的力学性能,掌握σp、σr、σs、σb、E、G、μ等的测试方法(包括电测法、机械法);掌握应变分析的原理及应变花的使用;掌握桥路的变化及串、并联原理;掌握灵活运用应力分析的能力。

    综合性、设计性、研究型实验要新颖,具有思维的空间,培养学生的工程素质,开发学生的智慧。这包括具有工程背景的静不定结构、冲击和稳定、动态应力测试、光测应力、复合材料的性能测试、结构参与受力实验、断裂韧性实验及冲击动荷系数实验。在这类实验中调动学生的积极性性,发挥学生的主观能动性,给学生更多的自由空间,自行设计,独立思考,培养发现问题、解决问题的能力及创新精神。

    前沿性实验与科研紧密相关,某种程度上反映了当前的科研发展水平。它涉及力学学科及其他相关交叉学科。是科研成果转化而来的,引入新的材料、新的结构形式和新的实验技术的力学实验。例如近期开发的光纤位移测量实验和智能结构主动控制实验,这些实验旨在开阔学生的视野,扩大学生的知识面,培养学生的科研兴趣及创新的思维方式。

    在考试方法的改革方面,十多年来,我们中心一直坚持实验课独立设课,并且是口试与笔试相结合,实行综合的考试方法。学生现有一段时间的闭卷笔试,接着进行口试,口试题目一般都具有综合性和不唯一性, 需要学生去思考、去研究,以得到简捷、方便、有效的高水平解决方案。它不是一般的习题,而是结合工程背景,提炼简化的问题。这样的考试既考基本概念、基本方法、又考综合能力、表达能力,考学生的综合素质。

    在实验教学改革的同时,注重理论联系实际,将现代化的测试手段和测试技术运用到教学实验中,自主开发了系列性地小型化多功能的实验教学设备。其具有造价低、重量轻、操作简便、占地面积小、且功能多等优点,得到了同行较好的评价。由于其具有较高的性价比,所以可以提高学生实验的台套数。自行开发研制的力学教学实验设备除满足我校的实验教学需求外,还为上海交通大学、上海大学、华南理工大学、合肥工业大学、东南大学、河海大学等二百余所院校所选用,扩大了我校实验教学改革在全国的影响。多年来,我们多次被评为省、部及校级先进实验室。获部省级教学先进奖励多项,自行研制的教学仪器设备获省级奖励多项。

    在体制上我们取消教研室,所有的教师和实验技术人员都隶属于力学中心管理,中心统一安排理论教学与实验教学。教师既从事理论教学,又主持参与实验教学改革。实验室人员在从事实验室工作的同时,也参与实验课程的教学。已开通了网上实验预约、实验内容简介、答疑等,正在开发网上动画模拟实验。


   
   
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