土木工程專業(yè)力學實驗教學改革嘗試

王志剛 龍志勤 黃 芹

（廣東石油化工學院，廣東茂名 525000）

土木工程專業(yè)力學實驗教學改革嘗試

王志剛 龍志勤 黃 芹

（廣東石油化工學院，廣東茂名 525000）

闡述了土木工程類工程實踐與力學實驗融合的必要性和實踐能力培養(yǎng)的重要性，并列舉實例詮釋了應多加強實驗教學與工程實踐相互結(jié)合，更好地培養(yǎng)學生的力學素養(yǎng)與解決實際問題的能力，造就實踐能力強的實用性人才。

土木工程實踐 力學實驗 力學素養(yǎng)

1 前言

力學實驗是力學課程體系中非常重要的組成部分，是培養(yǎng)學生實驗操作能力和科學素養(yǎng)的重要實踐性課程。作者所在的廣東石油化工學院是粵西地區(qū)唯一的理工類型為主的高校，旨在培養(yǎng)能為廣東地方發(fā)展的工程技術(shù)人才。土木工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有扎實的基礎(chǔ)理論知識以及土木工程學科基本理論和基本知識，讓學生得到工程師基礎(chǔ)訓練，培養(yǎng)具有較強的實踐能力的實用性人才。

力學實驗教學是課堂教學發(fā)展的基礎(chǔ)與延伸，是對學生進行全面而系統(tǒng)的實驗技術(shù)和試驗方法訓練，主要是以檢驗課堂所學理論知識正確性與培養(yǎng)力學基本素養(yǎng)為主的實驗教學活動，理論與實踐并重。在某種意義上講，力學實驗教學不僅要使學生通過實驗驗證理論知識，理解和鞏固課堂中所學的基本概念，更重要的是讓學生掌握材料的力學性能測定以及進行應力分析的基本方法，更好地為他們畢業(yè)以后所從事的工程實踐活動服務。

力學實驗內(nèi)容必須適應兩個要求：（1）不同類型工程類專業(yè)的工程師對力學內(nèi)容的職業(yè)要求；（2）力學課程體系發(fā)展的要求。力學實驗教學內(nèi)容基本相同，教學方法有多種多樣，針對不同層次的學生群體，教學方法應該有所不同，教學質(zhì)量才能有所提高。例如，受國家教育體制的影響，不同層次的院校由于學生群體層次的不同，院校的人才培養(yǎng)目標肯定也不一樣。具體到作者所在的學校，如果老師的教學方法，照搬名校的教學方法，效果一定不好。若針對自己的學生群體水平，適當?shù)恼{(diào)整教學方法，可能會得到意想不到的效果。近幾年,我們對力學實驗教學改革進行了不斷的探索,在實驗教學條件更新和改造的同時,進行了力學實驗內(nèi)容的改革和創(chuàng)新,取得了一定的效果。將實際工程類案例轉(zhuǎn)化成實驗教學，與工程實踐更加貼近，也對現(xiàn)有的實驗資源進行了一次有效的整合，激發(fā)了學生的積極性的同時提高了學生實驗技能在實際工程中的應用能力，更好地實現(xiàn)了針對土木工程領(lǐng)域的力學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2 實例

為了改革力學實驗課程，對土木工程專業(yè)力學實驗課程進行了創(chuàng)新嘗試，培養(yǎng)“能力型＋復合型”人才，以“夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提升素質(zhì)”為目標，大力培養(yǎng)和提高學生的科學實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建以學生為本，因材施教的開放式實驗教學平臺。以下實例均為作者所在學校的實例。

2.1 拉伸、壓縮、彎曲實驗

以前，材料的力學性能實驗則主要是對低碳鋼、鑄鐵等金屬材料進行拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等基本實驗使學生加深在課堂上所學的知識點，缺乏啟發(fā)式、研究式的學習氛圍，使得力學基本理論與工程類的專業(yè)課程聯(lián)系與配合得較差。

土木工程中使用的建筑材料都是按照最新國家標準來檢測材料的力學性能，只有符合各種技術(shù)指標的材料才能應用于工程實際，這就要求學生需要掌握一定的實驗檢測技能及測試技術(shù)，以適應將來就業(yè)崗位的需要。具體落實到力學實驗教學中，需要圍繞課程教學目標，根據(jù)工程實踐要求，按照國家頒布的新試驗標準來更新和完善教學內(nèi)容。目前除了利用兩種金屬材料進行基本實驗，讓學生進行橫向、縱向?qū)Ρ鹊贸鼋Y(jié)論外，還針對土木工程類學生實驗人群的特點進行調(diào)整。對于拉伸實驗，完全模擬抽驗建筑工地鋼筋，用建筑工地所使用的鋼筋代替標準試件，按照《中華人民共和國國家標準金屬材料室溫拉伸試驗方法》進行實驗，完全讓學生將自己當成質(zhì)檢站的質(zhì)檢員對數(shù)據(jù)進行處理，并出具相應的檢測報告，代替以往的實驗報告。對于壓縮、彎曲實驗，完全模擬建筑工地節(jié)能磚進場抽檢，對建筑工地所使用的各種節(jié)能磚參照燒結(jié)普通磚的標準進行抗折、抗壓試驗，并與燒結(jié)普通磚的強度等級進行對比，并從各種角度簡單分析其原因，得出相對參照等級，完成相應實驗報告。

教學改革后，明顯感覺學生對學習的主觀能動性進一步增強，對實驗的探索性得到增加，還提升了學生的專業(yè)素養(yǎng)。該類實驗是由有工程背景的工程性實驗和實驗技能訓練所組成的實驗，意在提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力，把力學的多學科知識和概念融為一體，突出實際問題中知識的多學科性和綜合性，有利于啟發(fā)學生自覺地接觸實際問題，注重學生解決實際能力的培養(yǎng)。

2.2 電測實驗

以前，電測實驗則用電測的方法以純彎曲梁、等強度梁、彎扭組合梁為例驗證學生在課堂上所學的理論，和實際工程活動嚴重脫節(jié)。

目前針對土木工程類學生，向?qū)W生介紹老師應用電測法所做的一些實測工程項目和研究項目，比如基坑檢測、植筋等，并在現(xiàn)有的實驗基礎(chǔ)條件下，將實際工程模型化進行電測實驗。比如專門定制的鋼桁架模型、工程檢測的錄像、不同混凝土構(gòu)件不同加載方式等。讓學生通過對實驗數(shù)據(jù)的處理、分析來進一步體會掌握工程類實驗應力的測量、計算、分析的一般方法。通過對工程實測項目的介紹，將工程中的實際問題融入教學中，能夠避免單純驗證堂課內(nèi)容的弊病, 使學生真正體會到電測實驗在工程實際中應用的必要性和重要性，使學生眼界大為開闊，并極大地調(diào)動了學生的學習積極性，激發(fā)了學生自己動手的欲望，進而增強了學生的實踐能力。

2.3 其他

我校的力學實驗還拓展學生對實驗課程興趣培養(yǎng)，積極構(gòu)建課外創(chuàng)新平臺。比如機構(gòu)演示、摩擦系數(shù)測定、轉(zhuǎn)動慣量測定等一些趣味性開放性實驗，以及每年舉辦不同類型大賽，比如紙橋模型大賽、結(jié)構(gòu)模型大賽等都對現(xiàn)有的力學實驗進行了有效的補充。

3 結(jié)語

通過對力學實驗的工程化，使學生加深了對課堂上所學知識的理解與消化，實現(xiàn)了理論與實踐的融合，提高了學生學習的積極性和分析解決問題的能力。從而加強了學生的實踐能力，實現(xiàn)了真正意義上的雙贏。總之，我們只有在教學過程中，不斷改進教學思路方法，不斷提高實驗教學質(zhì)量，才能更好的促進學生在校期間的對知識的掌握，使其具有最基本的工程實踐基礎(chǔ)，為我國培養(yǎng)出更多更好高級應用性人才。

[1]邢懷念,張小鵬,劉增利.將工程課題轉(zhuǎn)化為教學實驗的嘗試[J].科教文匯,2011(1).

[2]曲艷東,郭鵬飛,賈艷東,馬 丹.工程類專業(yè)力學教育與工程師培養(yǎng)[J].中國電力教育2011(8).

The Attempt of Civil engineering mechanics experimental teaching reforms

WANG Zhigang， LONG Zhiqin，HUANG Qin
（Guangdong University of Petrochemical Technology，Maoming 525000，Guangdong，China）

Explains the importance of civil engineering topics into the necessity and practice of mechanical testing of culture, and cited examples of interpretation should be more combined with each other to strengthen the experimental teaching and engineering practice, better literacy and mechanics students to solve practical problems the ability to create practical ability practical talents.

Civil Engineering Practice；Experimental Mechanics；Mechanics Literacy

G642.0

B

1007-6344（2016）02-0070-01

王志剛，男，1982年生，山西陽泉人，實驗師，碩士，主要研究新型建筑材料力學性能研究及應用。