前言：中文期刊網精心挑選了材料力學實驗報告范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
材料力學實驗報告范文1
關鍵詞：材料力學；實驗教學；實踐
材料力學是高等工科院校多數專業的專業基礎課，它對于培養學生的科學素質，特別是工程素質及創新能力方面發揮著重要的作用，而材料力學的實驗教學是深化學生理解力及拓展學生思維的關鍵環節。地方高校的主要任務是為地方經濟和社會發展培養應用型人才，針對地方高校的培養目標和學生自身的特點，如何最大限度地提高實驗教學效率和教學質量，需要在教學實踐中不斷地探索和完善。
一、目前在實驗教學中存在的問題
(一)過于強調設計性、綜合性實驗的比例自從全面推進素質教育以來，實驗教學內容也在不斷地進行改革和創新，增加綜合性和設計性實驗以提高學生的思維方式和創新能力是實驗教學內容改革的方向。通過對實驗內容的調整和整合，綜合性、設計性實驗所占比例達到了規定的要求。然而，在實際執行中發現。這種改革和創新僅僅是對教師的創新，對學生的綜合能力和創新精神的培養收到了微乎其微的效果。為了顯示實驗內容的創新性，實驗教學改革趨向于追求綜合性、設計性實驗的規模、數量和速度，過于追求高深的理論與新型的內容，忽視了實驗內容與學生的認知結構的關系，從而忽略了學生的主體作用，也與應用型人才的培養不相適應。
(二)學生對實驗課在思想上的誤區
傳統的觀念認為，實驗只是對所學理論知識的驗證，實驗課中完成了實驗任務并會做該實驗就行了。室內實驗課多數都是分組實驗，有少部分學生甚至認為上不上實驗課無所謂，拿別人的實驗數據來校核理論知識還可節省時間，實驗報告也是抄別人應付了事，甚至有個別學生實驗報告只抄個實驗數據，實驗數據處理部分空白。另外，由于材料力學實驗是非獨立實驗，實驗成績所占該門課程的總成績比例較小，對期末成績影響不大，形成了重理論、輕實驗的思想。
(三)實驗考核辦法單一
實驗課程考核的目的是為了督促學生系統地學習、鞏固和提高所學的知識和技能，檢查學生對所學知識的理解、掌握程度和實驗技能的運用情況，培養和發展學生的智力和動手能力，同時檢查教學效果，總結教學經驗、改進教學方法，促進教學質量的提高。在以往的教學中，成績評定主要以實驗操作和實驗報告為基礎，教師很難在課堂上具體掌握每個學生的實際操作能力，因此，實驗報告就成為判斷學生知識掌握的重要依據。這顯然很難達到考核的目的，同時也不利于調動學生學習的積極性。
二、在實驗教學實踐中的探索
(一)教學內容――調整、完善
我國的地方大學由于舉辦者為地方政府，經費來源以地方投入為主，其生源就業大多面向當地。因此，實驗教學內容的改革應考慮到地方高校的特殊環境和地方的人才需求類型。另一方面，實驗內容的調整還要了解地方高校學生自身的特點。地方高校多數生源來自本地，就業面向本地，更注重專業技能的知識，習慣于從實際應用方面思考問題。應用型人才主要是掌握和應用知識，而非科學發現和創造新知。培養應用型人才重在使之擁有豐富的職業技能，擁有合理的知識、能力結構，擁有終身學習、不斷提高的潛力。這符合了地方高校學生的價值取向。因此，實驗內容的調整必須與學生的知識水平和功能定位相適應。
(二)教學方法――總結、創新
教學方法是實現教育目的、完成教學任務的基本手段，對于教學的成敗、學生學習積極性的發揮起著重大的作用。教學是由教師和學生組成的雙邊活動。必須堅持“學生為主體，教師為主導”的思想，特別是作為實踐性極強的《材料力學》實驗課程，更必須始終強調學生的主動地位。在實驗教學過程中，教師只有十幾分鐘的講解，大部分時間由學生進行實驗操作，老師所承擔的引導與啟發的作用尤為重要。結合材料力學實驗課程的特點，提煉出適合本課程的教學方法，靈活多變地運用這些方法是提高教學效率的關鍵。
在教學實踐過程中，綜合應用了以下教學方法：1)思路式教學方法：通過引導學生應用已學本課程的理論知識并結合相關實驗知識，分析問題和解決問題。注重引導學生在學習過程中，要抓住問題的核心，分析問題的性質；2)互動式教學方法：在講授過程中，根據本實驗課程自身的特點，結合所需學生掌握的背景知識和理論知識著手，通過課堂提問或討論交流，適時引導學生主動查閱和掌握本門課程所需基本計算方法和理論基礎。3)啟發式教學方法：為了激發學生的學習興趣，培養學生的觀測分析、動手操作和創新能力，啟發式教學是一種有效的教學方法。結合所需學生掌握的背景知識和理論知識著手，通過調整授課內容次序、欲擒故縱等方式，激發學生興趣，啟發學生通過現象發生分析實物本質規律。4)小結式教學方法：當學生完成實驗報告后，及時批改和總結。找出所存在的問題、分析問題存在的原因，以不斷地在實踐中總結經驗，逐步完善教學內容和教學思路。
(三)考核方式――全面、多樣
材料力學實驗報告范文2
[關鍵詞] 教學方法 實驗 多媒體 內容重組
一、引言
材料力學既是一門基礎科學,又是一門技術科學,是許多工程與科學的基礎。長期以來已經形成了相對穩定的課程體系,在幾十年的人才培養中發揮了重要作用。傳統的經典理論在現代工程和科學技術中仍廣泛被應用。這就決定了材料力學教學仍應以經典理論為主。但在科學技術日新月異的今天,在精簡學時的同時,必須改革材料力學課程體系、教學內容和方法,減少重復,增添與現代科技發展相適應的新內容,提高效率,保證質量,適應新時期的發展和要求。積極推進本課程的課程教學改革,對提高學生分析、研究、解決工程問題能力,提升專業素養十分重要。
多年來,材料力學教學大綱過分強調課程本身理論的系統性與完整性,注重公式的推導,與本專業相關課程的聯系較差,聯系工程實際問題不夠,尤其缺乏對學生將工程實際問題轉化為適當的力學模型的培養。
由于教學內容過多過繁,增加了學生接受和消化知識的困難,也不利于學生獨立思考和分析與解決問題能力的培養,更談不上培養學生分析解決工程實際問題的能力。
教學方法陳舊,課堂氣氛沉悶,力學知識本身的枯燥無味,再加上學生缺乏主動性與積極性,不能給學生留出充分的思維空間和討論空間,教學效果不理想,成績不佳,影響后續課程的學習。本文結合師范學院機械制造與自動化專業培養目標的特殊性,對材料力學課程的教學改革作如下的探討。
二、教學內容的重組
按原來的基本類型分章,把教材內容分為三大部分,第一部分為四種基本變形包括拉伸與壓縮、扭轉、剪切與擠壓、彎曲變形。第二部分為強度理論和組合變形。第三部分為壓桿穩定。四種基本變形用相同的研究方法重點介紹受力特征、變形特征、應力分布及強度校核理論,講授時注重工程實際問題的應用,著重培養學生熟練掌握用強度校核公式解決三類不同問題的方法。材料力學的研究對象也應從各向同性(單一的金屬材料)拓寬到復合材料上。在強度理論方面可以加入斷裂破壞準則。拉、壓、彎、扭及其組合變形是材料力學的基本內容,掌握這部分內容的關鍵就是準確進行各種變形的外力、內力、應力和變形的計算與分析,尋找危險點的極值應力。傳統的教學內容有它本身的整體性與系統性,重組后的內容要與傳統內容達成完美結合,還需要一個過程,這就需要在實際組織教學時進行大量的教學實踐和研究。
三、教學方法的改革
教學的目的,除了讓學生掌握材料力學的教學內容,還要讓學生掌握分析問題、解決問題的方法。不但教給學生知識,還應該教給學生獲取新知識、創造新成果的思維方式和思想方式,要使學生的思維活躍起來,求知欲強烈起來。所有這些都需要我們改變過去“填鴨式”的教學方法,針對機械專業學生的特點,以激發學生的求知欲、競爭欲和表現欲為目的,采取一定的措施來改革教學方法。
突出學生主體地位,培養學生的學習與應用能力。教學過程是教與學,教師是主導,學生是主體。教師不可能傳授給學生終生享受的知識和技能,但卻可以通過對學生能力的培養,傳授給他們學習與應用的能力。為了培養學生的學習能力,每章內容講授前,首先要讓學生預習,通過預習提出每章內容的重點、難點,并引導他們自己查資料解決問題,不僅培養學生的學習能力,還要培養學生的自學能力,突出學生學習的主體地位,充分調動學生學習的主動性、積極性。為了培養學生的應用能力,即分析解決問題的能力,材料力學教學除了按教材教學外,還將國內外新材料、新工藝、新技術等方面的知識滲透到教學中,擴大學生知識面,強化學生分析問題、解決問題的能力,使他們在走向工作崗位后對所學知識有較強的應用能力。
四、采用現代化教學手段,提高教學的效率與效果
充分利用材料力學課程的工程背景,利用多媒體技術,將工程實例生動地展現在學生面前,用動畫將抽象難懂的內容形象地表達出來,化解教學難點、縮短學生的認知過程;吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣,學生基本上能當堂消化該節課的內容,大大地提高了課堂教學效率和效果。
五、加強實驗環節,提高學生實驗能力
實驗是材料力學教學的一個重要環節,是理論聯系實際的重要手段。目前的實驗指導書并沒有對實驗的全過程進行系統闡述,實驗報告多是填空式,對學生認知能力及動手能力的培養極為不利。為此,結合拉壓、扭轉、彎曲三大實驗,實驗前指導學生進行認真的準備,自己動手設計實驗方案;實驗過程中,讓學生認真觀察實驗現象,分析總結實驗結果,重點培養學生科學的工作方法,嚴謹的工作態度及踏實的工作作風;實驗完成后,由學生通過思考,按實驗規范自行設計、完成一份科學合理的實驗報告。通過實驗全過程的實施,讓學生清楚地知道實驗是科學研究的重要手段,使學生對材料力學知識有更加深入地了解。由此可見,實驗課可起到理論課起不到的作用,對于提高學生的綜合素質有很重要的意義。
六、結束語
材料力學的課程改革,是一項長期而又艱巨的任務。改革既要符合專業的培養目標,保證學生具有寬厚、扎實的基礎和基本的應用能力,又要積極穩妥,循序漸進。由于力學課程教學涉及面廣,各專業對力學課程教學的要求又不盡相同,所以改革應該分層次、分階段、有針對性地進行,要在探索中不斷總結經驗,逐步完善。所有的改革都應以發展學生智能,提高學生素質,培養高質量的應用型本科人才為出發點。
參考文獻:
[1]劉鴻文.材料力學第四版[M].北京:高等教育出版社.
[2]單輝祖.材料力學(Ⅰ、Ⅱ)[M].北京:高等教育出版社.
[3]趙淑紅,張展.《材料力學》教學方法探討.農機化研究,2004,(5).
材料力學實驗報告范文3
關鍵詞 電測法 材料力學實驗 彈性模量 泊松比
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.055
2011年教育部下達了實施“關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見”的通知，主要目的是針對當前我國工程教育培養過程中，理論教學環節薄弱、學生動手能力差的現狀；要求改變現有的灌輸式教學，形成創新教育的氛圍，進一步推動工程教育教學改革，提高工程教育的教學質量。①
材料力學實驗是土木、材料和機械等工科類專業的必修基礎課，是進一步加深學生對材料力學的認知、鞏固材料力學的基本概念、樹立嚴謹科學態度、培養學生創新精神、增強工程實踐能力、提高學生綜合素質的重要環節。②近幾年隨著高校學生人數的不斷增加，相應配套的實驗教學儀器設備不足、新的儀器設備購置時間漫長等一系列問題的出現，導致高校實驗教師往往要投入大量時間來應付，因此嚴重影響了實驗教學過程，從而很難實現優質高效的實驗教學效果，更談不上通過實驗教學提升學生的綜合能力。
目前，大多數高校的材料力學實驗教學遵循這樣的步驟：首先由教師講解本次實驗的內容、儀器操作流程以及注意事項，隨后向學生演示實驗過程；然后學生按照演示的步驟完成實驗過程；最后記錄并整理數據，提交實驗報告。在整個實驗教學過程中，學生只是按照教師或教材的指導機械地完成操作儀器，對于實驗目的、實驗現象所反映的問題缺乏深入的思考，實驗做完后很多學生只知其然不知其所以然。尤其是在材料力學實驗中對金屬材料彈性模量和泊松比測定需要用到電測法，然而初學者對力學實驗中出現的電學原理和方法一下子很難接受，并且很難跟其所掌握的理論知識相結合。整個材料力學實驗完成以后，由于學生對實驗原理的理解不夠透徹，無法提高和加深對理論知識的掌握與運用。
1 電測法的基本原理
電阻應變測量簡稱電測法，其原理是在被測物體表面的力學量、物理量等非電量變化通過傳感元件轉換成電量變化的一種實驗方法（如圖1所示）。電測法作為應變測試方法中的一種在材料力學實驗教學中經常用到，根據電學原理金屬絲在受到拉伸或壓縮時，其截面面積會發生微小變形從而使電阻發生變化，通過信號采集器將電量轉變為變形量。進行實驗前，首先將電阻應變片，用特殊的膠合劑粘貼在被測物體上，當試件受到載荷作用發生變形時，電阻應變片中的電阻絲隨之一起變形，導致電阻絲長度及截面積的改變，從而引起其電阻值的變化?？梢姡娮璧淖兓c應變有一定的對應關系。通過電阻應變儀，就可測得相應的變化。利用胡克定律就可求得應力值。③
2 金屬材料彈性模量和泊松比測定實驗中運用電測法出現的問題
彈性模量和泊松比是反映材料性能的重要參數，是材料本身固有的兩個常數，是衡量材料產生彈性變形難易程度的兩個重要物理量，也是設計各種工程結構時選用材料的主要依據之一，因此對材料的彈性模量和泊松比這兩個參數的準確測量顯得非常重要。④一般構件受載，表面上的點處于平面應力或平面應變狀態。通常采用拉伸實驗來測定材料的彈性模量，在材料的彈性范圍內，應力與應變成正比關系，即 = ，從而可以得到彈性模量 = /。大多數的材料在受到拉力作用時，不但沿著材料的長度方向發生變形，同時橫向發生短縮的橫向變形。由材料力學可知，在彈性變形范圍內，橫向變形 和縱向變形 成正比關系，這一比值稱為材料的泊松比，一般以表示，即 = | / |。⑤
筆者一直以來承擔著全校14個工科專業的材料力學實驗教學，絕大部分學生通過材料力學實驗，以及材料力學、工程力學等專業理論課的學習，學生對彈性模量和泊松比的概念有一個初步的理解，但是在實驗測量過程中為何要用到電測法，以及如何實現力學實驗與電測法相結合，并不能完全理解，對如何把力學的量（應力、應變）用電學的方法表達這個原理還一知半解，無法很快接受并做到融會貫通。為了讓學生盡快地理解并掌握電測法原理，并與材料力學實驗充分地相結合，筆者在教學過程中經過不斷嘗試，取得了一些教學體會。
3 運用電測法在材料力學實驗教學中的體會
3.1 從理論到實驗的切入
為了讓學生對電測法這一原理有更清楚、更直觀的認識，筆者在進行材料力學實驗課教學時，先從所要測定的材料兩個基本物理量入手，先引入彈性模量的概念，再結合學生已學的理論知識 = ，得出 = /。以圖2為例， = /， = / 。若能求得應力、應變，則彈性模量很容易就得出。荷載是在實驗過程中施加的外力，可由壓力傳感器測得，橫截面面積可以用 = 椎貿觶渲形約嶠孛嬋磯齲嶠孛婧穸取J約腦た梢圓飭康貿觶衷詰奈侍饈塹越錐蔚摹∫蛭芐。苣延媚殼暗牟飭渴侄尾飭砍隼矗雜？= / 這個公式無法求得。從而引入了電測法求解。
3.2 電測法如何與實驗相結合
講解電測法，先從應變片的構造介紹，當粘貼在試件表面的應變片跟隨試件一起變形時，應變片的電阻絲會因其變形而發生電阻的變化 / = ?，而值是應變片敏感系數，出廠時廠家會標定。因此應變與電阻的變化率之間存在一個比例關系，通過電阻應變儀就可以根據電阻的變化率和靈敏系數直接把應變值采集出來，由于應變片與試件緊密粘貼在一起，此時應變片的應變就代表應變片粘貼部位試件的應變值。這樣，學生就可以明白為何引入電測法，以及電測法的工作原理，等他們自己動手實驗的時候思路就可以非常清晰，對數據的處理也可以比較準確。
4 結束語
筆者在近幾年的材料力學實驗教學過程中，不斷探索教學方法，經過一些嘗試，發現在材料力學實驗中，首先介紹學生的理論知識，讓學生有一個回顧，然后再啟發學生在實驗中如何用理論公式求解相應的參數，再慢慢引入電測法，讓學生一步步理解了實驗的原理，后期學生自己動手實驗時思路比較清晰，處理數據比較準確，整個實驗過程中師生互動較好，達到材料力學實驗教學的目的，提高了學生分析問題、動手解決問題的能力。
注釋
① 徐國強，胡玉林.材料力學實驗教學模式改革的探索和實踐[J].高校實驗室工作研究，2011（4）：36-37.
② 鄭艷，莫時旭.PBL教學法在材料力學實驗教學中的應用[J].中國電力教育，2013（11）：139-140.
③ 張烈霞.電測法測量彈性模量和泊松比的實驗研究[J].機電工程技術，2012（9）：97-99.
材料力學實驗報告范文4
關鍵詞 材料力學 教學方法 研究
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A
為了全面提升教育教學水平和人才實踐能力的培養，各高校都開展了“精品課程”、“特色專業”和“教學團隊”等質量工程建設，這對高等學校教學質量的提高和人才培養的促進起到了決定性作用。加強對學生創新能力的培養成為當今高等教育的主要任務。課堂教學的好壞直接關系到質量工程的建設，只有抓好課堂教學建設。才能真正抓好質量工程，建設高水平特色的大學。
“材料力學”是高等本科院校機械工程專業的核心基礎課程，相對于其它專業課來說知識比較抽象，其理論性較強。它擔負著將“理論力學”和“結構力學”兩門重要課程有機銜接起來，起著承上啟下的關鍵作用，具有很強的工程實踐性。課程內容緊緊圍繞工程中常見的桿件拉伸、扭轉、彎曲以及組合變形等應力應變問題展開研究。因此，在“材料力學”的學習過程中，學生要脫離剛體概念的束縛，引入構件變形的思想。課程涉及的公式推導較多，其理論性較強。并且，課程中很多抽象概念難以用語言或文字簡單表達，學生對概念認識模糊。為了適應新形勢培養創造型人才的需要，這就對材料力學課堂教學方法提出了更高的要求。本文對“材料力學”的課堂教學方法進行了研究與探討，構建了材料力學教學改革的新框架，期望達到理想的教學效果。
1多種教學方法在課堂教學中的應用，激發學生學習興趣
1.1利用直觀圖形化“無形”為可見
教師授課時僅僅依靠文字講授課堂內容，容易給學生帶來枯燥乏味感。上課時，教師應根據課堂的教學內容結合較直觀形象的圖形表達出來，增加學生對繁瑣的教學內容的感知程度。例如，在講述“荷載集度、剪力和彎矩間的微分關系”一節時，教材中給出文字性的表述關于繪制剪力圖和彎矩圖的結論。這些總結性的結論比較枯燥，學生往往難以理解和記憶。如果在課堂教學中采用圖像化的方式就可以形象地表現剪力圖和彎矩圖的特點，如表1所示。因此，學生對教材中的結論加深了理解，從而強化了記憶。
1.2利用類比法增強教學生動、形象性
在材料力學的理論體系中，材料力學中的公式推導過程較復雜。例如：討論橫截面為圓形的直桿受扭時的應力，需要綜合研究變形幾何、物理和靜力三方面的關系。研究純彎曲時正應力，也是從綜合考慮變形幾何、物理和靜力三方面的關系。學生理解起來感到困難，往往采用填鴨式教學，一味的灌輸，嚴重阻礙學生獨立學習能力的發展。學會運用類比方法分析事物，對于我們的思維和研究將會有重大的突破。將橫截面為圓形的直桿受扭時的應力與扭轉切應力類比，首先得到橫截面上的截面內力（扭矩和彎矩），然后利用物理關系（推出應力的分布規律）和變形幾何關系（得到應變的分布規律）與靜力平衡方程聯立，求解圓軸扭轉時截面的切應力或純彎曲時正應力。
2采用多媒體教學手段，堅持理論與工程實例相融合的方法，提高課堂教學效果
隨著計算機技術的迅速發展，以計算機為主的多媒體技術正在各大高校教學中得到廣泛應用。多媒體教學對于改革傳統的教學模式，培養學生的創新能力，都起到了很大的推動作用。使課堂教學變得生動、形象、新穎，激發學生學習興趣，調動學習積極性。材料力學課程是一門技術基礎課，它有很強的工程背景。建議課堂教學可以利用計算機多媒體課件，從工程實例出發，引出要講的知識點，然后再將理論應用于生產實踐，使整個講解都圍繞實際工程進行。不僅增加了課堂內容，提供了更多的知識信息，也有效增強學生對材料力學的感性認識，最大程度地激發學生的學習興趣。培養學生解決實際問題的能力。如：在介紹等截面直桿受軸向拉伸和壓縮時橫截面上的應力計算公式時，可結合工程實際情況，介紹一些有切口、切槽、油孔、螺紋和軸肩等的拉壓零件。讓學生了解這些零件的應力分布特征，加深由于截面尺寸變化引起應力集中問題的認識，舉例說明工程實際中曾多次出現由于應力集中及壓桿失穩而造成的重大事故。筆者引入了2000年8月臺灣南部高屏大橋由于失穩倒塌的工程實例。由于采沙過度大橋弦桿受壓失穩，大橋中間下陷長達100米，造成17輛車墜河，22人受傷的慘劇。在講扭轉這一章時，可以將汽車傳動軸引入進來，利用多媒體課件演示汽車傳動軸結構，說明空心軸的合理性，讓學生了解傳動軸是傳遞扭矩的，它同時解決了各連接部件不同心的問題以及它們之間距離不斷變化的問題。要求學生掌握外力偶矩及橫截面上內力的計算，并學會扭矩圖的繪制。使學生加深化對扭轉剪應力分布規律、扭轉強度、扭轉剛度的理解。
3堅持理論與實驗相融合的上課理念，增強學生的動手能力
材料力學中的理論和實驗一直是相輔相成、互相融合的，實驗是理論的來源，而理論又需要實驗去驗證。因此，材料力學的學習應該更加突出實驗的重要性，重點理論知識應該與相關的實驗相結合。但是，長期以來，材料力學實驗教學被束縛在一種固定的模式中，教師講解實驗內容，學生根據教師的講解按步驟做實驗、測量數據，記錄實驗數據，最后提交實驗報告。在這種教學模式下，容易忽略學生對工程實踐能力的培養。為此，筆者根據多年的實踐與體會，將材料力學實驗教學內容進行改革，提出材料力學實驗教學內容分為4個層面。
3.1基礎性實驗
根據材料力學中桿件變形的4種基本形式：拉伸或壓縮、剪切、扭轉和彎曲，基礎性實驗教學內容應包括金屬材料的拉伸實驗、壓縮實驗、低碳鋼剪切彈性模量測定實驗及扭轉破壞實驗。此類實驗要求學生能獨立操作完成整個實驗過程，并掌握儀器設備的使用性能，在實驗過程中鞏固深化理論知識。
3.2綜合性、設計性實驗
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，我們以現場工程實際情況為背景設計了兩個綜合性、設計性實驗。
（1）偏心拉伸實驗、彎扭組合變形主應力的測定實驗。通過該實驗讓學生掌握如何利用電測技術解決結構強度問題，學會應變片測量應力的原理和方法，進一步強化學生對理論知識的理解和應用。
（2）鋼桁架結構桿件受力及變形研究。學生可以根據實際的桁架橋，縮小比例，作出相應的桁架模型。并對鋼桁架撓度、桿件內力等進行測試，把理論數據和試驗數據進行對比，分析數據。使學生初步掌握電測技術在工程測試中的應用。
3.3創新性實驗
圍繞全國大學生創新設計大賽，讓學生展開探索與研究。例如：拱形橋梁的設計，通過對穩定性的分析，計算靜載加載砝碼對橋梁產生的彎矩，采用多層梁組合作為抗拉系統，確定受力構件核心部分為支架梁的類型。整個實驗過程由學生親自動手完成，在實驗進行過程中培養學生們的創新能力和團隊合作能力。
4采用計算機軟件與理論-實驗相融合的思想，提高學生力學建模和數學分析能力
材料力學作為一門經典的基礎力學課程，是一個實踐性較強的學科，解決問題靠的是實驗分析和理論研究相結合。但是由于受實驗條件及學時壓縮等因素的制約，大多數學校所開的實驗項目較少。因此，為了適應形勢，在原有的課程體系中融合新的計算技術和引進新的計算軟件，從而提高教學質量，加強學生的建模和計算能力，拓寬學生的知識面，培養學生的創新思維。如材料力學的教學課堂中引入Matlab軟件中的Simulink仿真工具箱，利用工具箱模擬各種力學對象的力學變形形為。也可選用Matlab軟件作為輔助教學軟件繪圖。首先，分別計算出各簡單載荷作用下梁的內力，然后應用疊加法得到任意載荷下梁的內力。然后，利用跳躍函數列出一個適用于全梁的剪力方程和彎矩方程。最后，數據的處理及數據的可視化輸出。例如：一外伸梁AB，如圖1所示，q=2KN/m，M=4 KN?m，P=40KN，利用Matlab軟件繪制剪力圖和彎矩圖，如圖2所示。
同樣，將ANSYS軟件也可以應用到“材料力學”的教學環境中，活躍課堂氣氛，拓寬學生知識面，使“材料力學”課程中一些難點變得形象生動。例如：材料拉伸時的力學性能，攪拌摩擦焊拼焊板拉伸試樣，彈性模量為206MPa，泊松比為0.3，當試樣的左右兩邊受到均布力（集度為l0kN/m）作用時，便會觀察到X向、Y向正應力分布圖（如圖3和圖4所示）。
5結語
目前，為了適應時代的需要，材料力學課堂教學方法的改革，需要打破傳統“黑板式”和“填鴨式”的教學方法，要求力學教師在實際工作中就要做到與時俱進，不斷的提高創新工作的能力。利用多媒體教學工具結合現代化教學模式，引導學生獨立思考，誘發興趣使學生愛學，啟發思維使學生會學。這樣才能真正激發學生學習趣，提高教學效果。
基金項目：武漢東湖學院2015 年度教學研究項目，項目編號 2015DH-25。
參考文獻
[1] 劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2] 李軍強.材料力學課程課堂教學方法探討[J].高等函授學報（自然科學版）， 2012.25（5）：54-57.
[3] 趙麗霞.材料力學課堂教學方法的研究[J].大學教育，2013（12）：58-59.
[4] 胡瑋軍，陳夢遷.Matlab：工程力學輔助教學輔助新工具[J].中國電力教育， 2008（10）：71-73.
材料力學實驗報告范文5
[關鍵詞]一般院校 材料力學實驗 教學效果 思索
[中圖分類號] N45 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）16-0071-03
一、前言
縱觀力學的發展史，力學許多理論的產生都直接或間接地和力學實驗有關，力學實驗是力學這個科學體系建立的基礎和發展的基本方法。武際可先生提到，力學本質上是“一門觀察和實驗科學”。因此，力學實驗教學的重要性是不言而喻的，同時提高力學實驗教學的意義也就顯得非常重要。
材料力學實驗是高等工程教育中的重要力學實驗之一，幾乎所有工科類高等院校都具有。但不同層次的院校，在這個教學環節中表現出來的教學水平存在很大的差異。從這方面考慮，在這里把高校分成三大類，第一類是具有較高水平以研究型為主的院校（在這里就稱為重點院校），它們具有深厚的教學底蘊，能獲得比較多的社會資源，教學資源豐富，具有很高的教學水平；第二類是以教學為主研究為輔的普通院校（在這里就稱為一般院校），教學資源相對欠缺，它們在這一環節還相對薄弱，但其在教學方面卻有很強的需求；第三類是高職院校，它們主要以培養技能型人才為主，著重于技能的培訓，雖然這方面非常薄弱，但本身對這個方面需求不是很強。
第二類院校（一般院校）所占高校學生總人數最多，普及面更廣，如果解決好，對提高整個民族人才隊伍素養，對國家未來發展的影響都是不可估量的。但一般院校通常教學資源匱乏，我所處的高校正處于這一類。它所獲得的國家教育投入有限，還處于襁褓中，需要發展，需要人力財力的支持，但往往它們缺的就是人力和財力。如何在這樣的情況下提高一般院校材料力學實驗教學效果就顯得很有意義。
二、目前的狀況
（一）問題存在的可能原因
一般院校在材料力學實驗教學效果方面非常不理想，這個結論也被相當多社會用人單位所反映。具體的原因可能有：（1）院校沒有足夠的硬件條件保證，使學生沒有充足的實踐機會來加強這方面的能力；（2）學生本身的重視程度不夠；（3）學校本身不注重對材料力學實驗的教學，投入不夠；（4）從事這部分教學工作的教師教學態度和自身的專業素養水平影響了教學效果。這些原因的具體影響方式在這里不作詳細論述。
（二）硬件條件提高難
一般院校硬件條件的相對薄弱是長期存在的，這里有歷史發展的原因。要大幅提高硬件條件也不現實。因為國家對重點院校重點支持，讓這部分院校發展有足夠的保障，使其能高速發展，保持其先進性來帶動整個教育體系的發展。這是國家戰略的需要，也是社會發展的需要。因此要使一般院校短期內獲得大量的社會資源是不太可能的，這一發展環境也決定了硬件條件永遠是它的短板。所以，要解決這一問題，就只能從自身出發，最常見的解決方法是重點發展自身的優勢專業，提高優勢專業的硬件條件。這種做法局限性很強，通常著眼于專業課程方面硬件的提高，而材料力學實驗教學屬于基礎課程，它就無力顧及。
（三）教改不一定合適一般院校
目前，各類教改都在如火如荼地進行，其目的是為了提高教學效果，努力培養更優秀的人才。很多材料力學實驗教改都需要有一定的財力投入和硬件條件支撐才能見效果，而一般院校所能提供的資金有限，需要投入的方面很多，靠大量資金投入來提高材料力學實驗硬件條件是不太可能的。所以目前像我所在的這樣一般院校，經費比較緊張，硬件條件欠缺比較多，不一定適合這樣的教改。
三、“從形而上著手提高的方法”可行性
學識的增加有兩種途徑，一種是從形而下到形而上，另一種是從形而上到形而下。第一種途徑，通過形而下積累（動手進行大量的實踐積累經驗）到一定程度就可以上升到形而上（自身的素質，理論水平等）。當然，反過來形而上可以指導形而下，這使得這個學習模式進入良性循環。第二種途徑，形而上積累（自身的素質，理論水平等）到一定程度就可以很好地指導形而下（動手進行實踐），使我們的實踐變得更高效。當然，接下來形而下的積累還是可以上升到更高階段的形而上，這也可以使得學習模式進入良性循環。
具有豐富硬件條件的重點高校在材料力學實驗教學方面完全可以給學生足夠的實踐積累，讓學生在實踐中出真知。而硬件條件匱乏的一般院校，如果也努力像前者一樣從第一種途徑出發增加學生的學識，這無異于以己之短對彼之長，很顯然差距將越拉越大。這樣整個社會人才結構將出現斷層，應該出現的階梯性將消失，整個國家和社會并不希望看到這樣的結果。試回想解放初期，百廢待興，很多事業都是從零開始，硬件條件嚴重不足。老一輩沒有一味地抱怨條件艱苦，也沒有整天怨天尤人，在他們的艱苦努力下還是取得了許多重要成果。所以這個問題也完全可以解決，發掘自身的潛力，不被動接受變革，不坐等空想。如果從第二種途徑出發增加學生的學識，這樣來提高材料力學教學效果對硬件的依賴性就要弱很多。從科學的實驗方法、態度、習慣、思維方式等形而上的東西出發，增強提高學生實驗基本素質，就可以努力去克服實踐量不足的影響，使學生擁有良好的再學習和再實踐的素質。這應該是一般院校想要而且也是可以培養出的高水平人才。擁有這樣的素養，將來在工作中就能迅速開展好接觸到的新實踐（可能有因為硬件條件有限在學校沒有開展的，也可能是全新的實踐）。這就是我想在這里論述的“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果。從理論上分析這應該是可行的。
四、“從形而上著手提高的方法”所需條件
如何從現階段的實際情況出發，不大幅增加投入而提高教學效果，做好“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果，要做好下面三個方面的準備工作。
（一）調動學生的主觀能動性
首先要提高學生對材料力學實驗的重視程度，主觀上愿意學習相關知識和提高相關素養。充分發揮學生的主觀能動性，這是提高教學效果至關重要的內因。隨著社會對畢業生實踐能力要求的提高，學生群體在這方面意識已經明顯加強，只需教師加以正確引導。
（二）提高實驗教學人員的積極性
社會對實驗教學人員這一角色長期以來存在偏見，很多人不怎么認可實驗室工作人員的工作，認為他們附屬于理論教學。實驗人員在待遇方面確實受到不太公正的對待，譬如評職稱等，實驗教學人員能評上正高級職稱的人員很少。這使得許多有才干的人不愿意從事實驗教學工作。這方面需要學校加以重視，可以適當在政策上傾斜，吸引更多優秀的人才從事實驗教學工作。在這方面我校有所改善，對從事實驗教學的高水平人才有相關的鼓勵政策。這可以為提高教學效果做好人才儲備工作，同時也可以調動實驗教學人員的積極性。
（三）材料力學實驗教學人員的態度
實驗教學人員的態度很大程度上決定了實驗教學的效果，待遇、社會認可度等因素會影響實驗人員的積極性。許多高校理論教學人員和實驗教學人員的工作量評價體系都有很大不同，其實對實驗教學人員最好的認可就是做到同工同酬。即使是目前這樣的格局無法改變的情形下，作為一名實驗教學工作者，也應該具有基本的職業道德。所以我們實驗教學人員要端正自己的心態，全心全意做好自己本職工作。我們的付出大家是可以看到的，我們的努力終究能得到社會的認可。
五、“從形而上著手提高的方法”實施
關于“從形而上著手提高的方法”的實施，首先在教學方法方面的核心思想是：開拓學生思維角度，引導學生科學地獨立思考。本人在具體的材料力學實驗教學的過程中常用的方法有“問而不答，答而不斷”。“問而不答”是指給出問題但并不給出標準答案，啟示他們：“科學界不是每個問題都有答案，也許答案有好幾種，有的到目前為止也沒有找到”；“答而不斷”是指有學生給出了參考答案但不去判斷最后的正確與否，讓學生自己去判斷，培養他們的判斷力。在學生容易出錯的地方設問，引導他們去培養敏銳的洞察力；在學生出錯的時候進行反問，引導他們積極思考，養成反思總結的好習慣。
具體的實施方法是提高學生材料力學實驗基本素質，這也是實施“從形而上著手提高的方法”來提高一般院校材料力學實驗教學效果中的最關鍵環節。主要是從培養學生科學觀念、實驗方法、實驗習慣、思維方法等方面進行。對這個環節本人所做總結如下：
第一，在教學中讓學生知道，觀察事物是科學實驗方法中最重要的一步。同時收集資料和證據，總結分析，得出結論，提出意見和建議。實驗做完了，結果出來了，我們的實驗是不是就結束了？沒有。應用才是我們的最終目的，這也是唯物主義方法論中關于從實踐到理論再由理論到實踐的辨證原則。
第二，實驗培養的是學生思考問題、處理問題、觀察問題的能力。要做到抓住事物的本質，學會反思。多問自己一個為什么，同時要善于思考，勤于思考。要注重方法，思維是智慧的精華所在。在行動之前先思考和計劃，三思而后行，只有思維嚴謹才不至于造成不必要的浪費。這樣有利于提高學習和再學習的能力，以及接受新事物，學習新事物的能力。
第三，實驗報告要求“完整、簡練、準確”；提倡表述形式可以多樣化，如問：“用圖表來表述，目的為何？（直觀簡單）”。思路要清晰明了，簡約而不簡單，這要不斷總結提煉才能達到。工程人員處理問題的思路就是要把復雜的問題簡單化，不拖泥帶水。
第四，科學的態度，要嚴謹、仔細、認真、來不得馬虎，做事如此，為人亦應如此。操作要規范，認真研讀說明書，注意標志。實驗中要有實事求是的科學態度。同時要保持學習積極性，培養學習興趣。要自信（明白“英雄莫問出處”的道理），全身心地投入。
第五，思維方法有許多，聚合思維法（又稱求同思維）、目標思維法、逆向思維法、移植思維法、聯想思維法、形象思維法、演繹思維法、歸納思維法等?？梢栽诓牧狭W實驗教學的過程中訓練這些思維方法。比如：實驗室有測拉伸試件延伸率要用到V型磁鐵，有些好奇的學生會問到其原理，引導他們從其作用效果開始反過來推導它可能的工作原理，其實這就是逆向思維方法。
第六，不要因為自己得出的結論與他人有異就輕易下否定的結論，在科學界下結論要慎重。有些結論看似矛盾，但卻都有可能正確，因為它們最原始的來源不同。比如：“三角形的內角和在歐氏幾何里等于180°，在黎曼幾何里大于180°，在羅巴切夫幾何里小于180°?！?/p>
第七，舊的設備和技術認為落后了就沒有用了，其實不然，我們學的是實驗的方法和科學的實驗習慣，對培養實驗基本素養來說不受影響；不要什么都追求新穎，趕時髦，最后會容易變得華而不實。讓學生明白在實驗的過程中失敗是很正常的，它為成功積累著寶貴的經驗。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 劉人懷.我國力學專業教育現狀與思考[J].中國大學教學，2007，（1）：30-32.
[2] 鄧宗白，周克印等.基礎力學實驗教學改革[J].中國大學教學，2005，（5）：33-34.
[3] 李鐘浩，楊磊.材料力學實驗教學改革的實踐與探討[J].中國校外教育，2010，（8）：339.
材料力學實驗報告范文6
[關鍵詞]工程力學 雙語教學 教學理念 科技實踐活動
一、雙語課程的教學理念
21世紀大學所培養的學生應當具有的三種基本能力，即：（1）獲取知識的能力；（2）與具有不同文化背景的人進行溝通和團隊工作的能力；（3）使用外語進行工作和交流的能力。雙語教學是我國教育國際化的一種有效方法。通過開展雙語教學，可以促進我們的教育與國際教育理念接軌，培養學生用英語思考、解決專業問題的能力，開闊其視野，提高綜合素質，為運用外語進行學術交流打下基礎。同時也將西方的教學模式、教學理念滲透到我國傳統的高等教育之中，促進我國高等教育的改革和國際化進程。目前，國內已經有一批工程力學雙語教改的探究報道[1-4]。
實施雙語課程教學模式改革，首先教材應當采用原滋原味國外原版教材（通常是英文教材），其優點是在語法、研究問題方法論、內容的寬度與廣度上都更為國際化。另外國外原版教材內容豐富，圖文并茂、形式生動，索引、主題詞的設計以及編排體例以探究式為主，從具體問題入手可讀性強等優點非常受學生歡迎。不但可以使學生能夠在更高起點上進行專業知識的學習，學到最新學科前沿知識，而且有利于學校借鑒國外現代教學理念，先進的教學方法和手段，觸及到新的教育思想，逐步建立和形成與國際接軌的人才培養新體系。
其次，雙語教學應當以英語專業詞匯學習作為重點。雙語教學的根本目的就在于使學生真正領會與世界同步的現代科學知識。雙語教學可以使學生接觸到學科的科學詞匯和基本概念，為學生準確理解和深入領會課程內容提供了一個有效的途徑。例如：在力學課程中最常用的概念“受力圖”其英語對應詞匯是“free body diagram”。類似的，中文教材的“溫度應力”應當翻譯為“thermal stress”而不能望文生義，直譯為“temperature stress”。經過比較系統的學習，有助于學生加深對專業英文概念的理解，提高專業學習質量。就我國現階段學生的英語能力而言，實施雙語教學模式，在課程教學環節中，還是盡量采用中英兩種語言交叉進行為妥，而作業練習和考試均采用英語的一種教學方法。
另外，使用雙語教學的目的就是培養學生的創新精神，加強學生的解決工程實際問題能力，提高學生的英語修養和運用英語進行專業研究表述與交流的能力。工程力學雙語教學要強調為學生創造了科學實踐活動的平臺，然后使用英語進行學術交流和溝通的機會。工程力學本身是工科學生很重要的一門技術基礎課。該課程既需要良好的數學基礎，又與工程實際有緊密的聯系，課程內容既為后續課程奠定良好的力學基礎，又可直接應用于工程計算。因而在工程力學課程中開展探究性的科研實踐活動，在培養學生良好的科學素質、工程能力及創新能力等方面都具有明顯的作用。
二、雙語教學模式改革
長期以來，工程力學的教學模式單一，即：課堂講授-作業-規定的驗證性實驗。學習內容和方法比較單調。然而，在材料、熱能、冶金和機械等專業領域有大量的非桿系復雜受力問題，學生在后續課程學習或科研工作中遇到此類問題時，基本無從下手。另外，傳統實驗主要內容基本屬于金屬材料的破壞實驗。學生觀察各種現象并測量材料力學指標，雖然可以增加對材料性質的感性認識，但是學到的新知識少，需要思考的內容少。
本課程的教學模式改革的目的在于推進研究型教學，具體方式是要求同學在規定時間內以及可以完成工作的前提下，以科研工作的形式展開。同學自愿分組，分別選定探究性質的材料力學題目，內容將渋及文獻綜述，方案確定，數值模擬和動手制備試樣到完成試驗等環節。目標是把學生被動的學習變為主動學習，給學生留出充分的創造性思維空間，鍛煉學生動手能力，訓練學生科學的觀察、思考及總結的方法，并從中學到課本以外的知識，提高學生的綜合素質。
三、教學改革實施方法
教與學，聽課與作業，考試與實踐性課題都是教學工作的重要環節。作業和實驗報告必須采用全英文書寫。學生的實踐性課題的內容覆蓋工程力學基本知識點，使用鋼鐵、有機玻璃、黃銅、鋁合金、PVC、塑料、人工復合材料、混凝土等材料來完成拉伸，壓縮，彎曲，扭轉和沖擊等項實驗。這些材料的機械性質各有差異，力學相應的規律也不同，有些是目前工程上越來越多使用的新材料，目前使用的大部分材力教材沒有詳細介紹。事先不講實驗中的現象，學生不知道實驗的結果，學生在教師的指導下自主實驗，自己觀察各種現象、采集處理實驗數據。預先給同學補充有限元的基本概念與使用方法，然后學生自主完成數值模擬工作，最后寫出研究報告。由于在課堂教學時已經交代了所需的知識點，學生通過文獻檢索已對研究內容有了基本認識，在實驗室里，由老師監督安全，可以較好完成實踐動手的環節。學生普遍對此實驗很有興趣。在使用有限元程序時，要求學生熟練掌握軟件系統的有關操作內容，如圖形界面、操作過程、功能塊等。其次結合軟件的教學穿插介紹相關的力學知識和有限元基本理論， 但講解以形象化、結論化為主，舍棄大的理論推導過程，然后結合實際工程間題，提出計算分析的一般步驟，建立合理的計算模型，實現有效的有限元模擬。
在研究報告撰寫中，即有寫作格式要求，也給學生留下思考的空間。學生通過分工查找資料和討論，能夠對實驗現象和計算結果做出比較正確的解釋。從提交的研究報告看，圖文并茂，內容詳盡。學生接觸到較豐富的試驗和計算內容，采用這種授課模式，學生處于主動學習狀態，學習的積極性高，學到的知識扎實。通過此教學改革實施，除可以讓學生學到各種不同材料在承載時的力學性質和計算方法外，還學到科學研究的基本方法，同時也培養了學生分析問題解決問題的能力，提高了綜合素質。在我校2008、2009、2010級材料國際班和理科實驗班的教改試驗中，均要求學生完成上述各實驗和研究環節后，用英語進行研究工作成果報告和答辯，最后用英文提交格式規范的研究報告。從已經畢業的學生反饋信息知，此種教學改革方法的實施，能使學生去海外留學深造時，更快適應國外現代教學理念和先進的教學方法與手段，對于提高學生的能力有明顯的促進作用。
圖1. 學生自己動手進行試樣加工和完成力學試驗。
圖2. 學生用英語進行研究成果報告與答辯
圖3. 歷屆學生完成的研究成果文集
4.認識與體會
雙語教學是一項重要的改革舉措，因而教與學應當實事求是，根據不同的學生，安排不同強度的英語講課和作業時數。實踐性課題應當是在教師指導下，經過小組成員共同努力在規定時間內可以完成的并且有一定的探究與實踐特點?？荚嚬ぷ饕矐w現新的教育理念，應本著有利于發揮學生教育主體的作用，有利于學生自學，有利于學生創新能力和綜合素質的培養，有利于實現教學目標和促進學生個性化發展。考試必須采用全英文試題，學生采英文答題，學生成績的評定，考試內容占60%，研究課題成果作為平時成績占40%為好。
教學模式的更新對教學的長期效果起著決定性的導向作用。一種新教學法的實施， 必須依賴于教師的知識水平和教學才能，學生不但是學習的能動的主體而且是教學活動的主動參與者，通過實施探究性質的科技實踐活動可以使學生從被動學習轉變到積極參加對知識的主動探究，切實提升學生應當具備的三種基本能力。
[參考文獻]
[1]王育平，滕桂榮，趙增輝，等.材料力學雙語教學的探索與實踐[J].中國科教創新導刊，2008，45
[2]鐘南，羅錫文，嚴慕容，等.構建工程力學雙語教學的探討[J].力學與實踐，2004， 26（2）：64～67
[3]殷波，劉平.材料力學雙語教學的實踐與研究[J].高教論壇，2006，3：129～130
