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摘要实验课是材料力学教学中的重要实践性环节,它能帮助学生巩固理论知识启发学生积极思考培养分析解决实际问题的能力。
关键词实验思考题创造性思维
中图分类号:G424文献标识码:A
材料力学的任务是研究构件在荷载作用下产生的内力变形规律,是建立满足强度、刚度、稳定性要求所需的条件,为既安全又经济地设计构件提供科学的计算方法。构件的刚度、强度、稳定性与材料的力学性能有关,而材料的力学性能需要通过实验来测定。此外,工程上还存在着单靠理论分析尚难解决的复杂问题,需要依靠实验来解决。而材料力学实验是材料力学学科的重要组成部分,是材料力学理论的建立和发展的基础。材料力学实验课教学中的一项重要内容是要求学生除了完成规定的操作和数据处理外还必须完成一定数量的思考题,难度适宜而又能联系实际的思考题,不仅可以充实基本实验的内容启发学生积极思考增加学生对实验课的深厚兴趣而且对提高学生动手能力分析问题和解决问题的能力有重要意义。因而,也是改革材料力学实验课教学的措施之一。
1 编写实验思考题的重要性
1.1 是培养学生能力的需要
实验课是材料力学教学中的重要实践性环节。它不仅能帮助学生巩固理论知识,而且要启发学生积极思考培养分析解决实际问题的能力。所以,在实际教学中,除了要求学生掌握基本仪器设备的操作和实验技能外,还应编写一定数量的思考题,让学生在课上或课后完成。从而促进学生既动手又动脑,不仅知其然,而且知其所以然;不仅在课堂上积极思考而且课后也能带着问题进行创造性思维,这对于进一步开发智力培养学生实际工作能力有重要的意义。
1.2 是进一步充实和更新基本实验内容的一种方法
目前许多院校使用的实验教材来看,基本实验的内容多年变化不大。随着实验力学的发展,材料力学实验内容的充实和更新显得尤为必要。在基本的实验中编写实验思考题就是充实和更新其内容的一种行之有效的方法。以往的教材中的思考题存在以下缺点:一是分量不够。往往是对实验原理、方法和步骤等叙述比较详细,而思考题只有一两道。二是内容简浅和单调。如有的思考题仅是对操作方法和试验规则的重复。三是提出的问题较笼统,针对性不强,不利于引导学生思考问题的关键。因而,不能增加学生对实验课的兴趣,也不利于启发学生的创造性思维。所以,编写一定分量内容新颖、针对性强的思考题是充实基本实验内容,提高实验要求的一种可行性方法。
1.3 是一种经济的实验教学措施改革
对力学实验教学的改革,当前已有不少独到的见解和有成效的尝试。诸如各院校又增加试验项目进行设计性试验等等,但是这些都必须有足够的人力物力为前提,既必须增加经费添置仪器设备,同时也要增加课时,对于一些教学条件有限的学院来说,这的确不是一件容易的事,所以在基本实验中巧妙的加入一定分量的思考题,那么既可以充实和更新实验内容,又能利用现有条件,促使学生多动手,勤动脑,可以达到开发学生智力的目的,从而收到少花钱多办事的效果,不失为一种经济的教学改革措施。
2 编写实验思考题的要求和基本内容
实验思考题和一般的理论教学思考题有其共同之处,也各有特点,它不仅要求学生运用已学的知识来进行理论上的分析推理,而且要通过实际操作进行实验验证,所以它在内容上和基本实验是紧密联系的。在实验前做好预习是使实验达到预期效果的一条有效途径。因此,在实验前要求学生阅读教材和实验指导书,明确实验目的与要求,复习与实验有关的理论,掌握实验的方法和步骤,设计好记录数据的表格。同时实验指导教师要根据实验内容有针对性地给学生一些思考题。编写实验思考题大致可分为以下三类:第一类是关于常用仪器设备的原理,使用和误差分析方面的。例如常用的万能实验机和电阻应变仪等,就应通过编写思考题,使学生更加深刻地了解使用方法和工作原理等,对使用中的关键问题有深刻的印象。在拉伸压缩实验前,可以给学生提出这样的一些问题:万能试验机主要由哪几部分组成?其工作原理是什么?使用万能试验机的注意事项。在弯曲实验中可以给学生提出这样一些问题:电测法的基本原理是什么?它的主要优缺点有哪些?应用范围是什么?为什么要加温度补偿片?本实验的补偿片贴在哪里?第二类是拓展和加深基础实验内容方面的。材料力学的基础实验对巩固和加深理论知识的理解很有帮助,这一类思考题大多属于与基础实验的原理与方法有关的新的实验项目。例如应变片电桥的原理,构件在各种不同荷载下的电测方法,应变片的性能参数的测定,应变片的粘贴与防护等。这些都可以在做完基础实验后,利用现有装置进行实验,对学生不增加负担,却增加了动手的机会。第三类是有一定难度的较为复杂的思考题。学生必须综合运用已学会的材料力学知识才能解答。例如在完成测定材料弹性模量后安排的思考题:(1)为什么在实验过程中要运用等量法加载测量?(2)为什么实验过程中要把拉应力控制在比例极限内?(3)当试件夹装不正时测试数据有什么影响?如何克服?
3 如何指导学生完成思考题
实验课上以学生为主体,鼓励学生多动手,充分发挥学生的积极性和主动性。实验前指导教师对实验内容要精讲,突出重点,抓住关键,积极引导。这是一节实验课的前奏,是实验成功与否的一个重要环节。要想讲精,要求知识正确,重点突出,语言精练,生动活拨,尽量少讲,点到为止,使学生有足够的时间去独立思考和进行实验活动。实验中编写较多的思考题,指导老师必然要花更多的力气去指导,同时也要方法得当,首先要由简到繁分布解决的原则,对较简单的思考题可以在课堂上当场提问,要求学生回答,结合指导学生操作对较复杂的题,则可以先组织学生进行讨论,得出正确的答案后,让学生自己动手验证。其次是教师也要进行适当的启发和提示,对于难度较大的思考题,其涉及知识面较宽,有较多分析计算过程,必须留给学生课后去完成。
实践证明,通过设置思考题,使学生带着疑问去预习,能够在实验中找出疑难问题,加深对知识的理解,有利于知识的掌握和提高。总之,合理的编写思考题可以使实验课内容更加充实,教学形式更为生动活泼又不过多增加学生负担。
关键词实验思考题创造性思维
中图分类号:G424文献标识码:A
材料力学的任务是研究构件在荷载作用下产生的内力变形规律,是建立满足强度、刚度、稳定性要求所需的条件,为既安全又经济地设计构件提供科学的计算方法。构件的刚度、强度、稳定性与材料的力学性能有关,而材料的力学性能需要通过实验来测定。此外,工程上还存在着单靠理论分析尚难解决的复杂问题,需要依靠实验来解决。而材料力学实验是材料力学学科的重要组成部分,是材料力学理论的建立和发展的基础。材料力学实验课教学中的一项重要内容是要求学生除了完成规定的操作和数据处理外还必须完成一定数量的思考题,难度适宜而又能联系实际的思考题,不仅可以充实基本实验的内容启发学生积极思考增加学生对实验课的深厚兴趣而且对提高学生动手能力分析问题和解决问题的能力有重要意义。因而,也是改革材料力学实验课教学的措施之一。
1 编写实验思考题的重要性
1.1 是培养学生能力的需要
实验课是材料力学教学中的重要实践性环节。它不仅能帮助学生巩固理论知识,而且要启发学生积极思考培养分析解决实际问题的能力。所以,在实际教学中,除了要求学生掌握基本仪器设备的操作和实验技能外,还应编写一定数量的思考题,让学生在课上或课后完成。从而促进学生既动手又动脑,不仅知其然,而且知其所以然;不仅在课堂上积极思考而且课后也能带着问题进行创造性思维,这对于进一步开发智力培养学生实际工作能力有重要的意义。
1.2 是进一步充实和更新基本实验内容的一种方法
目前许多院校使用的实验教材来看,基本实验的内容多年变化不大。随着实验力学的发展,材料力学实验内容的充实和更新显得尤为必要。在基本的实验中编写实验思考题就是充实和更新其内容的一种行之有效的方法。以往的教材中的思考题存在以下缺点:一是分量不够。往往是对实验原理、方法和步骤等叙述比较详细,而思考题只有一两道。二是内容简浅和单调。如有的思考题仅是对操作方法和试验规则的重复。三是提出的问题较笼统,针对性不强,不利于引导学生思考问题的关键。因而,不能增加学生对实验课的兴趣,也不利于启发学生的创造性思维。所以,编写一定分量内容新颖、针对性强的思考题是充实基本实验内容,提高实验要求的一种可行性方法。
1.3 是一种经济的实验教学措施改革
对力学实验教学的改革,当前已有不少独到的见解和有成效的尝试。诸如各院校又增加试验项目进行设计性试验等等,但是这些都必须有足够的人力物力为前提,既必须增加经费添置仪器设备,同时也要增加课时,对于一些教学条件有限的学院来说,这的确不是一件容易的事,所以在基本实验中巧妙的加入一定分量的思考题,那么既可以充实和更新实验内容,又能利用现有条件,促使学生多动手,勤动脑,可以达到开发学生智力的目的,从而收到少花钱多办事的效果,不失为一种经济的教学改革措施。
2 编写实验思考题的要求和基本内容
实验思考题和一般的理论教学思考题有其共同之处,也各有特点,它不仅要求学生运用已学的知识来进行理论上的分析推理,而且要通过实际操作进行实验验证,所以它在内容上和基本实验是紧密联系的。在实验前做好预习是使实验达到预期效果的一条有效途径。因此,在实验前要求学生阅读教材和实验指导书,明确实验目的与要求,复习与实验有关的理论,掌握实验的方法和步骤,设计好记录数据的表格。同时实验指导教师要根据实验内容有针对性地给学生一些思考题。编写实验思考题大致可分为以下三类:第一类是关于常用仪器设备的原理,使用和误差分析方面的。例如常用的万能实验机和电阻应变仪等,就应通过编写思考题,使学生更加深刻地了解使用方法和工作原理等,对使用中的关键问题有深刻的印象。在拉伸压缩实验前,可以给学生提出这样的一些问题:万能试验机主要由哪几部分组成?其工作原理是什么?使用万能试验机的注意事项。在弯曲实验中可以给学生提出这样一些问题:电测法的基本原理是什么?它的主要优缺点有哪些?应用范围是什么?为什么要加温度补偿片?本实验的补偿片贴在哪里?第二类是拓展和加深基础实验内容方面的。材料力学的基础实验对巩固和加深理论知识的理解很有帮助,这一类思考题大多属于与基础实验的原理与方法有关的新的实验项目。例如应变片电桥的原理,构件在各种不同荷载下的电测方法,应变片的性能参数的测定,应变片的粘贴与防护等。这些都可以在做完基础实验后,利用现有装置进行实验,对学生不增加负担,却增加了动手的机会。第三类是有一定难度的较为复杂的思考题。学生必须综合运用已学会的材料力学知识才能解答。例如在完成测定材料弹性模量后安排的思考题:(1)为什么在实验过程中要运用等量法加载测量?(2)为什么实验过程中要把拉应力控制在比例极限内?(3)当试件夹装不正时测试数据有什么影响?如何克服?
3 如何指导学生完成思考题
实验课上以学生为主体,鼓励学生多动手,充分发挥学生的积极性和主动性。实验前指导教师对实验内容要精讲,突出重点,抓住关键,积极引导。这是一节实验课的前奏,是实验成功与否的一个重要环节。要想讲精,要求知识正确,重点突出,语言精练,生动活拨,尽量少讲,点到为止,使学生有足够的时间去独立思考和进行实验活动。实验中编写较多的思考题,指导老师必然要花更多的力气去指导,同时也要方法得当,首先要由简到繁分布解决的原则,对较简单的思考题可以在课堂上当场提问,要求学生回答,结合指导学生操作对较复杂的题,则可以先组织学生进行讨论,得出正确的答案后,让学生自己动手验证。其次是教师也要进行适当的启发和提示,对于难度较大的思考题,其涉及知识面较宽,有较多分析计算过程,必须留给学生课后去完成。
实践证明,通过设置思考题,使学生带着疑问去预习,能够在实验中找出疑难问题,加深对知识的理解,有利于知识的掌握和提高。总之,合理的编写思考题可以使实验课内容更加充实,教学形式更为生动活泼又不过多增加学生负担。