浅谈材料力学实验教学的基本要求.pdf

西南交通大学学报（社会科学版）2023 年 2 月 JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY Feb.2023 第 24 卷 （Social Sciences)Vol.24 增刊第 2 期 实验教学 浅谈材料力学实验教学的基本要求 雷 冬1 樊久铭2（1 河海大学国家级力学实验教学示范中心，南京，211100；2 哈尔滨工业大学国家级力学实验教学示范中心，哈尔滨，150006）摘 要：材料力学实验室材料力学课程体系的重要组成部分。本文介绍了材料力学实验课程的地位、作用和任务，对不同教学要求的材料力学实验的教学学时、教学内容、能力培养和条件建设等方面的基本要求进行了讨论。关键词：材料力学实验；实验教学；教学规范；分层次教学 一、课程的地位、作用和任务 材料力学是高等工科学校一门很重要的专业技术基础课，它与机械、土建、交通水利等工程密切相关，在基础课与专业课之间起着桥梁作用。材料力学是变形体力学的重要基础分支之一，是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础的重要技术基础课，也是一门理论与实验相结合的课程。材料力学实验是材料力学课程体系的重要组成部分，是以实验为主要形式的课程，一般与材料力学课程同步开设，对理论课程起到支撑与充实的作用，深化学生对理论课程中相关知识的理解与掌握，同时将所学理论知识与实践相结合，有助于学生更加牢靠的掌握所学知识。课程的主要任务是：让学生掌握材料的弹性、塑性、强度、疲劳等力学性能测定的实验方法；掌握实验应力分析方法和应变测量技术；通过实验对机械工程领域相关的物理现象、材料特性进行研究和实验验证；能够对实验结果进行分析和解释，并得到合理有效的结论等。二、实验学时的要求 根据教学要求，材料力学实验可以是材料力学课内实验，也可以单独设课。材料力学实验的学时应与材料力学课程的学时相对应，建议学时见表 1。当材料力学实验课程超过 8 学时，建议单独设课。设课学分推荐为 0.5 学分（8-10 学时）或 1学分（16-20 学时）。增刊第 2 期 75 雷 冬 浅谈材料力学实验教学的基本要求 表 1 材料力学实验学时要求 材料力学课程学时 基本要求 推荐学时 单独设课=64 学时 8-10 学时 12-16 学时 建议单独设课 1 学分 4864 学时 6-8 学时 8-12 学时 建议单独设课 0.5 学分=48 学时 2-6 学时 6-8 学时 建议不单独设课 三、教学内容的基本要求 材料力学实验主要包括材料力学机械性能测定实验和应变电测实验。教学内容基本要求（6-8 学时）应包括以下内容：（1）金属材料拉伸、压缩、扭转过程中弹性、塑性、强度等力学性能的基本知识和相关性能指标的测试方法、测试标准、常用设备和数据处理方法等。（2）应变片工作原理、测量电桥工作原理和接线方法以及在应力应变状态测量方面的应用。对于单独设课（实验学时为 8 学时及以上）建议采用分层次实验教学，通过开设一定数量的基础性实验、综合性实验、设计性或研究性实验来实现。设计性或研究性实验的目的是使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力。各校应根据本校的实际情况设置该类型的实验内容。不同层次的实验教学内容具体要求如表 2。表 2 分层次实验教学内容要求 实验教学层次 教学内容要求 建议实验项目 基础性实验 金属材料基本力学性能指标的测定方法、常用设备和数据处理方法等；应变片工作原理、测量电桥工作原理和接线方法以及在应力应变状态测量方面的应用等。（1）金属材料拉伸实验（2）金属材料压缩实验（3）金属材料扭转实验（4）弯曲正应力测量实验 综合性实验 综合应用多种方法和技术，进行较为复杂的力学量测量，实验的目的是巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。（1）弹性模量和泊松比测量（2）压杆稳定实验（3）组合变形主应力测量（4）复合梁应力测量实验 设计性实验 根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自己设计方案并基本独立完成全过程的实验。各学校根据学科专业特色进行设计，如：各类结构件应力状态测量。研究性实验 组织若干个围绕基础力学量测量和分析的实验课题，由学生以个体或团队的形式，以科研方式进行的实验。各学校根据学科专业特色进行设计，建议结合相关工程实际的应用。四、能力培养基本要求（1）独立实验的能力 能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，掌握实验原理及方法、做好实验前的准备；正确使用仪器及辅助设备、独立完成实验内容、撰写合格的实验报告；培养学生独立实验的能力，逐76 西南交通大学学报（社会科学版）第 24 卷 步形成自主实验的基本能力。（2）分析与研究的能力 能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识对实验结果进行分析、判断、归纳与综合。掌握通过实验进行物理现象和物理规律研究的基本方法，具有初步的分析与研究的能力。（3）理论联系实际的能力 能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法，逐步提高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力。（4）创新能力 能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验，进行初步的具有研究性或创意性内容的实验，激发学生的学习主动性，逐步培养学生的创新能力。五、教学条件建设的基本要求（1）提升实验教学硬件条件，保证实验教学设备的台套数。一般，基础性实验每组 1-2 人为宜，设计性、研究性实验一般每组不超过 5 人为宜。（2）充分利用信息化技术，建设虚拟仿真实验教学项目，丰富信息化、网络化教学资源，拓宽教学的时间和空间。提供学生自主学习的平台和师生交流的平台，加强现代化教学信息管理，以满足学生个性化教育和全面提高学生科学实验素质的需要。（3）建设开放实验室，在教学时间、空间和内容上给学生较大的选择自由。为一些实验基础较为薄弱的学生开设预备性实验以保证实验课教学质量；为学有余力的学生开设提高性实验，提供延伸课内实验内容的条件，以尽可能满足各层次学生求知的需要，适应学生的个性发展。（4）考核是实验教学中的重要环节，应该强化学生实验能力和实践技能的考核，鼓励建立能够反映学生科学实验能力的多样化的考核方式。参考文献：1 教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会.高等学校理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求M.北京，高等教育出版社,2012.2 邓宗白、陶阳、金江等.材料力学实验与训练M.北京，高等教育出版社,2014.3 雷冬,朱飞鹏,殷德顺,武清玺.力学虚拟仿真教学实验室建设的探讨，实验技术与管理，2014（12）.