浅谈材料力学拉伸实验的教学改革

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1、浅谈材料力学拉伸实验的教学改革材料力学实验是针对机械类、材料类、土木类专业材料力学、工程力学等课程开设的专业实验，不仅内容较多，而且理论性和实践性较强，多数学生缺乏实践经验和感性认识，理解和掌握上有一定的难度。因此，改进实验内容以及教学方法和手段，调动学生积极性，提高教学质量，是教师需要解决的主要问题。进行实验教学改革，将实验目的与实践内容紧密结合，能够给予学生更多的主动权，激发学生的求索精神和参与热情，从而提高学生的综合素质和能力，为培养适应社会需求的人才提供一种思路和方法。　　一、教学改革的内容　　借鉴他校和他人改革思路，从实验内容的设置、实验试件的选取、学生在实验

2、中的地位等三个方面人手，对材料力学的拉伸实验进行改革，具体内容与做法是：将实验设计为一个综合性实验;用多种试件强化实验教学效果;学生由被动接受变为主动参与。　　1.将实验设计为一个综合性实验　　材料力学原来开设的实验有多个，涉及材料的多种力学性能检测方法，其中拉伸和压缩放在一个实验(简称拉压实验)中。但这样人为地分割之后，割裂了材料的拉伸和压缩性能检测方法之间的区别和联系，容易给学生造成一种错觉，使他们认为拉伸和压缩性能检测方法是彼此独立、互不相干的。材料力学性能检测方法虽然在适用范围和试件等方面有所不同，但仍可以相互补充，只有将它们紧密地结合在一起，才可以完成生产中的

3、材料性能检测任务。对于材料的强度，可以采用拉伸实验，也可以压缩实验进行检测。前者适用于塑性材料(如低碳钢)，后者适用于脆性材料(如铸铁)。二者各有千秋，在很多方面可以相互补充，所以在实际生产中常常将这两种方法结合起来使用，综合考查材料在拉伸和压缩两方面的性能。　　材料的拉伸和压缩实验被硬性地放在一起，由于实验时间的限制，材料拉伸实验的内容不可避免地会受到影响，将使材料拉伸性能检测局限在一个很小的范围内，变成一个孤立的点，无法形成面，更不用说形成X了，所以将拉伸实验单独开设，并设计为一个综合性实验，且安排在相关内容讲完之后进行。　　2.用多种试件强化实验教学效果　　材料力

4、学实验原来开设的时候，为了保证实验结果的一致性，待测试件多采用的是健全试件，即内部没有缺陷的试件。在进行拉伸实验时用的是取自钢筋的低碳钢试件，虽然实验效果比较明显，实验结果比较可靠，但存在实验结果脱离生产实际这样一个问题。实际工件内部(对应于试件内部)如果有缺陷，或者，即使内部无缺陷，但表面受到腐蚀，也会对材料的拉伸性能造成严重的影响，但以往实验中用的都是健全试件，内部缺陷和表面腐蚀等的影响无法得到验证，直接导致实验内容脱离生产实际，从而影响了实验的教学效果。　　为了解决这个问题，在拉伸实验中采用多种试件来强化实验教学的效果。比如除了准备健全的标准试件外(见图1)，还准

5、备一定数量的内部带有缺陷的试件和表面受到腐蚀的试件(见图2)。表1是某钢筋的健全试件和在NaCl溶液中浸泡一段时间后的腐蚀试件的拉伸性能测试结果。这样，学生在相应的实验结果出来之后，可以进行比较，看看试件内部有无缺陷和表面是否受到腐蚀等与健全试件的实验结果是否一致，差别到底有多大，既加深了学生对材料拉伸性能检测重要性和影响因素的认识，又拉近了实验教学与生产实际的距离，很好地强化了实验的教学效果。　　3.学生由被动接受变为主动参与　　在原来的材料力学实验中，每次实验老师要求学生做什么和怎么做，学生只是被动地接受，被动地完成一个个任务，从来不管也不用管为什么要用这种材料力学

6、性能检测方法，以及为什么要这么做。学生的求索精神和参与热情没有被激发出来，这又从另一方面影响了实验的教学效果。　　拉伸实验改为综合性实验以后，给出多种或多个试件，并给出使用条件和性能要求，要求学生综合运用检测方法，将材料的拉伸性能检测出来。学生由被动接受变为主动参与，留给学生自由发挥的空间很大，这将会使其积极性得以发挥，创新能力得以展现。在整个实验过程中，除设备使用方法由老师讲解以外，其余部分均由学生自己完成，包括拉伸实验材料的选用、拉伸性能检测操作的完成、检测结果的分析、检测结论的给出(即拉伸性能测试结果)，还要给出内部缺陷或表面腐蚀的影响。这种把基本的教学实验与工程

7、实际问题有机结合在一起的方案，不仅丰富了实验课的内容，开阔了学生的专业视野，缩短了课堂教学与生产实际的差距，而且提高了学生分析问题和解决问题的能力，从而培养了学生的工程素质和创新能力。　　二、教学改革的成效　　材料力学拉伸实验的教学改革，全面提高了学生的综合素质(学生满意度调查结果见表2)。这项改革取得了较好的教学效果，具体体现在三个方面：促进了学生及时吸收和灵活运用知识;培养了学生的独立个性和协作精神;提高了学生分析和解决实际问题的能力。　　三、结束语　　材料力学拉伸实验的教学改革取得了一定的成效，但仍存在一些缺点和不足，今后还要在多个