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材料力學論文范文第1篇

一、從天然樹脂到合成樹脂

一些樹木的分泌物常會形成樹脂，不過琥珀卻是樹脂的化石，蟲膠雖然也被看成樹脂，但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆，最初只用作木材的防腐劑，但隨著電機的發(fā)明又成為最早使用的絕緣漆。然而進入20世紀后，天然產物已無法滿足電氣化的需要，促使人們不得不尋找新的廉價代用品。

早在1872年德國化學家拜耳（A．Bayer）首先發(fā)現苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時能迅速結成紅褐色硬塊或粘稠物，但因它們無法用經典方法純化而停止實驗。20世紀以后，苯酚已經能從煤焦油中大量獲得，甲醛也作為防腐劑大量生產，因此二者的反應產物更加引人關注，希望開發(fā)出有用的產品，盡管先后有許多人為之花費了巨大勞動，但都沒有達到預期結果。1904年，貝克蘭和他的助手也開展這項研究，最初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆，經過三年的艱苦努力，終于在1907年的夏天，不僅制出了絕緣漆，而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite，它就是人們熟知的“電木”、“膠木”或酚醛樹脂。

Bakelite一經問世，很快廠商發(fā)現，它不但可以制造多種電絕緣品，而且還能制日用品，愛迪生（T．Edison）用于制造唱片，不久又在廣告中宣稱：已經用Bakelite制出上千種產品，于是一時間把貝克蘭的發(fā)明譽為20世紀的“煉金術”。

以煤焦油為原粒的酚醛樹脂，在1940年以前一直居各種合成樹脂產量之首，每年達20多萬噸，但此后隨著石油化工的發(fā)展，聚合型的合成樹脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產量也不斷擴大，隨著眾多年產這類產品10萬噸以上大型廠的建立，它們已成當今產量最多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑，通過各種成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品種有幾十種，世界年產量在1．2億噸左右，我國也在500萬噸以上，它們已經成為生產、生活及國防建設的基礎材料。

二、從天然纖維到合成纖維

人類使用棉、毛、絲、麻等天然纖維的歷史已經有幾千年，但由于全球人口的不斷增加和對紡織品質量的更高要求，從19世紀起，人們就為尋求新的紡織品原料而努力。

1846年制成硝化纖維；1857年制成銅氨纖維；1865年制成醋酸纖維；1891年制成粘膠纖維。由于粘膠纖維的原料是來源豐富的木材漿粕、棉短絨及棉紗下腳料等，再加上制成的纖維性能好，以至它的產量到20世紀50年代已經超過羊毛。

盡管上述幾種稱為“纖維素纖維”或“人造纖維”的出現是繼紡織機械發(fā)明之后的又一次紡織革命，但它仍意味著人只是用化學方法，對天然植物纖維的再加工，而通過化學方法，制取全合成的、性能更為優(yōu)異的紡織纖維階段，才迎來了第三次紡織革命。

1928年32歲的美國化學家卡羅塞斯（W．H．Carothers）博士從大學崗位上應聘到杜邦公司，負責對不久前才興起的高分子化學的基礎研究，他們研究了多種脂肪族二元酸與二醇或二元胺的縮合反應，由于保證了反應物料的嚴格配比，從而獲得分子量很高的縮聚物，但大多數產物的熔點偏低、不耐水，雖然有的可以抽絲，但不適于用做紡織纖維。反復不斷地失敗使卡羅塞斯在精神上受到很大打擊，以至身上經常攜帶著一小瓶準備自殺的氰化鉀。一直到工作6年后的1934年，終于在合成的數百種產品中，找到有希望成為優(yōu)良紡織纖維的聚酰胺－66，尼龍（Nylon）是它在投產時公司使用的商品名。

杜邦公司為了使它工業(yè)化，動員了230多名各方面專家，花費2200萬美元，到1939年始正式投產。這一成功不僅是合成纖維的第一次重大突破，也是高分子科學的重要進展。

尼龍投產后，杜邦公司馬上宣布他們生產了比蜘蛛絲還細，比鋼還結實的全新有機纖維。盡管當時第二次世界大戰(zhàn)已經開始，仍然引起各方面關注。用它織成的女絲襪，銷售第一天就賣出400萬雙，報紙上還報道了當時許多銷售店曾引起“尼龍騷動”的場面，可惜的是卡羅塞斯本人卻沒有看到這種情況。41歲的他，雖然知道尼龍的研究已經取得突破性進展，但卻總感到心力交瘁地被失敗所纏繞，終于在1937年服毒自殺，留下深深的遺憾。

1938年德國研制出聚酰胺－6，即聚己內酰胺；1941年英國制出了聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維，商品名Dacron、“的確涼”、或滌綸；1939年德國人又研制出聚丙烯腈纖維，但到1949年才在美國投產，商品名Orlon，我國稱腈綸，此又出現多種新型合成纖維，滿足了多種需要，但從應用范圍和技術成熟等方面看，仍以上述幾種為主，其產量約占總量的90％。

三、從天然橡膠到合成橡膠

自然界中雖然含有橡膠的植物很多，但能大量采膠的主要是生長在熱帶雨區(qū)的巴西橡膠樹。從樹中流出的膠乳，經過凝膠等工藝制成的生橡膠，最初只用于制造一些防水織物、手套、水壺等，但它受溫度的影響很大，熱時變粘，冷時變硬、變脆，因而用途很少。

1839年美國一家小型橡膠廠的廠主古德易（Goodyear）經過反復摸索，發(fā)現生橡膠與硫黃混合加熱后能成為一種彈性好、不發(fā)粘的彈性體，這一發(fā)現推進了橡膠工業(yè)迅速發(fā)展。在這之前，橡膠的年產量只有388噸，但到1937年已增加到100萬噸，即100年間增加了2000倍，這在天然物質利用史上是十分罕見的，尤其是1920年以后，由于汽車工業(yè)興起，進一步擴大需求，以致世界各國開始把天然橡膠作為軍用戰(zhàn)略物資加以控制，這就迫使美、德等汽車大國，但卻是天然橡膠的窮國開展合成橡膠的研究，這種研究是以制造與天然橡膠相同物質為目的開始的，因為人們已知它是由多個異戊二烯分子通過順式加成形成的聚合體。

1914年爆發(fā)第一次世界大戰(zhàn)，德國由于受到海上封鎖，開展了強制性的合成橡膠研制和生產，終于實現了以電石為原料合成甲基橡膠的工作，到終戰(zhàn)的1918年，共生產出2350噸。

戰(zhàn)后，由于暫時性天然橡膠過剩，使合成橡膠的生產也告中止，但其研究工作仍在進行。先后研制成聚硫橡膠（1931年投產）、氯丁橡膠（1932年）、丁苯橡膠（1934年）、丁腈橡膠（1937年）等。

第二次世界大戰(zhàn)期間，尤其是日本偷襲珍珠港、占領東南亞后，美國開始擴大合成橡膠生產，并納入國防計劃，1942年產量達84．5萬噸，其中丁苯橡膠為70．5萬噸。1950年以后，由于出現了齊格勒納塔催化劑，在這種催化劑的作用下，生產出三種新型的定向聚合橡膠，其中的順丁橡膠，由于它的優(yōu)異性能，到20世紀80年代產量已上升到僅次于丁苯橡膠的第二位。此后又有熱塑性橡膠、粉末橡膠和液體橡膠等問世，進一步滿足了尖端科技發(fā)展的需要。

回顧過去，展望未來，在新世紀里新技術將更加迅猛發(fā)展，與此同時，作為技術革命物質基礎的，以合成高分子為代表的新材料的研制和開發(fā)，也將越來越起著重要作用。

參考文獻

材料力學論文范文第2篇

關鍵詞：萬能材料試驗機，偏心拉伸，彎組合變形，設計

 

1 引言

萬能材料試驗機是科研單位對金屬材料進行力學性能的測試的主要大型設備，同時也是工科院校材料力學實驗室的重要設備。論文格式，彎組合變形。工科院校材料力學實驗室依靠萬能材料試驗機完成對低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸、壓縮、剪切和梁的彎曲實驗，通過實驗教學讓同學們了解低碳鋼和鑄鐵兩種材料的不同力學特性，驗證教材理論公式，測定彈性模量E和泊松比等，都可以在萬能材料試驗機進行。論文格式，彎組合變形。

眾所周知：萬能材料試驗機只能對材料施加拉伸、壓縮、剪切和彎曲四種基本變形，要想同時實現拉伸和彎曲組合變形，（偏心拉伸實驗）依靠現有的萬能材料試驗機是無法實現的，因為材料試驗機只能對材料進行軸向拉伸。但我們只要對材料試驗機稍加改造，就可以實現即拉又彎的復合變形（偏心拉伸實驗），筆者在這方面進行了嘗試，達到了預期的目的，下文介紹怎樣稍加改造，實現偏心拉伸實驗以及完成偏心拉伸實驗的試驗數據報告。

偏心拉伸是材料力學實驗教學項目之一，該實驗內容旨在考察學生對拉彎組合變形章節(jié)對應用。論文格式，彎組合變形。偏心拉伸是工程中需要考慮對實際問題，理想軸向拉伸固然好，但從工程機構設計的安全因素，需要考慮允許誤差的偏心距e。論文格式，彎組合變形。

傳統的萬能材料試驗機上無法對偏心拉伸進行測定，采用偏心拉伸簡易裝置可以在任何一臺萬能材料試驗機上進行偏心拉伸實驗，從某種意義上說，偏心拉伸簡易裝置擴展了萬能材料試驗機的功能。論文格式，彎組合變形。論文格式，彎組合變形。

2 設計偏心拉伸簡易裝置

首先介紹稍加改造的主要事實，所謂稍加改造就是在萬能材料試驗機的上下夾頭之間增加間接裝置。

2.1結構圖

圖1 偏心夾具裝配示意圖

圖2 偏心夾具分解示意圖

按圖1和圖2加工偏心夾具和偏心試樣安裝在試驗機的上下夾頭之間，就可以進行偏心拉伸實驗

3 偏心拉伸方案

圖3 偏心拉伸試件及布片圖

3.1實驗原理和方法

偏心拉伸試件，在外載荷作用下，其軸力N=P，彎矩M=P·e，其中e為偏心距。根據迭加原理，得橫截面上的應力為單向應力狀態(tài)，其理論計算公式為拉伸應力和彎矩正應力的代數和。即

(1)

偏心拉伸試件及應變片的布置方法如圖3，R1和R2分別為試件兩側上的兩個對稱點。論文格式，彎組合變形。則

ε1=εP+εM （2）

ε2=εP-εM （3）

式中：εP—軸力引起的拉伸應變；εM—彎矩引起的應變。論文格式，彎組合變形。

將（2）（3）得到：

（4）

（5）

按單臂外加溫度補償電阻聯接橋路，分別測R1和R2的應變值并記錄列表

圖4 單臂外加溫度補償電阻聯接橋路

圖4中AB間接待測電阻R1和R2由切換開關控制，BC間外接溫度補償電阻.

4 實驗報告

實驗給定條件如表1所示。實驗數據記錄如表2。

表1 實驗相關數據

材料力學論文范文第3篇

關鍵詞：虛擬實驗系統 web 材料力學

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0181-01

1 引言

隨著計算機的發(fā)展，計算機已經在日常各類教學活動中扮演著無可替代的角色，計算機的高效和智能解決了教學生活中許多重大或者難以解決的問題。計算機網絡也繼承了這些特性，同時，計算機網絡比起計算機軟件又擁有著許多特有的優(yōu)點，比如計算機網絡可以做到實時更新與維護，而且比計算機軟件占用更少的資源，開發(fā)難度也大大降低。

虛擬實驗是以計算機技術為基礎的虛擬技術。早起僅在模擬電路中被提出。比如著名的電路模擬軟件Labview便是虛擬實驗系統的典型案例。在結構和力學領域，國內外采用有限元軟件、結構設計軟件、以及部分建造軟件進行實驗，但是，這一類軟件主要是以分析和設計為主，但是在功能上，操作的流程和實驗的現象展示往往很難滿足實驗教學的需要。

力學實驗教學一直是力學教學中一個必不可少的組成部分，但是隨著力學科學的發(fā)展，以及力學學科內部劃分的紛繁復雜，力學實驗器材種類特別繁多復雜，而且作為教學器材，數目巨大，且頻繁使用增加了器材的損耗，這無疑大量增加了教學費用的開支。

本課題利用計算機網絡所具有的特性，通過計算機web的開發(fā)，利用計算機網絡技術，制作了一款解決現實世界材料力學實驗教學所面臨的各類問題的虛擬實驗系統，通過網頁接入的方式，非常方便快捷高效的將現實世界材料力學實驗教學移植于網絡平臺。將所有教學活動網絡化，將使材料力學實驗教學變得非常低廉、高效和可持續(xù)。

2 系統結構概述

材料力學虛擬實驗系統開發(fā)分為以下幾個階段完成。第一個階段由材料力學教研室完成典型的實驗項目和內容，為進一步開發(fā)提供理論保障；第二階段由學習材料力學的學生提實驗操作的實際要求，操作的簡易程度；第三階段由開發(fā)人員根據教師和學生提出的實驗要求進行開發(fā)和推廣。材料力學虛擬實驗教學系統的總體設計目標為：（1）對已有的教學實驗內容和項目進行有效分析、整理和完善。特別對影像照片、力學圖紙、力學使用說明和操作流程等技術資料進行歸檔，為后期開發(fā)提供素材；（2）利用計算機虛擬技術，在線模擬實驗的全過程，再現不同測試方法和實驗現象，將該技術應用于本科實驗教學的各個環(huán)節(jié)；（3）利用大型虛擬設備，并借助于虛擬現實技術再現實驗外的典型應用和操作流程，用于本科生入學，其他專業(yè)學生和實驗人員開展相關活動。

本系統主體是web網站，采用了B/S模式下的三層架構的實現模式和 JavaEE及相關技術進行界面開發(fā)，采用SQL數據庫管理技術對信息進行高效安全管理。系統主要由三大功能模塊組成：學生界面模塊：主題是在線模擬實驗模塊，同時包含在線交流答疑、公告廣播接收等輔助功能。教師界面模塊：主要提供模擬實驗的更新、公告廣播的、學生檔案管理等功能。數據庫模塊：主要是對各類信息數據的管理。

3 系統的需求分析

在力學虛擬實驗系統中，系統需求分析主要分為三塊，一塊是學生端實現，一塊是教師端實現，另一塊為數據庫實現。

3.1 學生端

學生端主要為虛擬實驗的實現。系統的虛擬實驗模塊，雖然包含多個物理實驗模型，但其基本技術原理相同，受文章篇幅的限制，本文將以拉伸實驗為例介紹虛擬實驗模塊的原理。

3.2 學生端登陸

學生若要使用本系統，必須擁有已注冊于服務器的賬號，如若沒有則需通過注冊向服務器錄入學生個人信息。注冊將會對注冊信息進行必要的合法性檢查，其利用本地的JavaScript，通過后才會將個人信息錄入服務器數據庫中。登陸完成后即可進入學生端界面。

3.3 虛擬實驗

虛擬實驗界面中包含“實驗大綱”、“實驗指導”、“儀器試件”、“虛擬實驗”、“實驗報告”、“留言答疑”以及“我的信息”等板塊?！皩嶒灤缶V”、“實驗指導”界面為收錄的本次實驗的原理教學和實驗流程，“儀器試件”則通過圖片形式展示本次實驗所用到的各類儀器。學生用戶可以通過瀏覽這些分類板塊了解本次實驗的原理、流程、目的以及實驗要求等信息，達到實驗前的教學目的。當學生充分理解實驗后，就可以正式開始“虛擬實驗”環(huán)節(jié)，這也是本系統核心功能模塊。

“虛擬實驗”環(huán)節(jié)開始后，系統會通過前提JS，一些復雜的實驗則通過后臺servlet和 javaBean，依據具體實驗隨機生成一定合理范圍內的實驗數據，并通過request或session對象傳遞給jsp頁面。當完成以上實驗步驟后，學生用戶即可將虛擬實驗所得數據代入具體公式計算得出實驗結果，至此整個“虛擬實驗”環(huán)節(jié)結束。

3.4 報告提交

當學生完成整體虛擬實驗后，即可將整個實驗流程和所得數據結果整理成報告，并通過網絡上傳提交與服務器數據庫中，以備教師調閱或者學生自己查閱。同時系統也提供在線答疑功能，學生可將實驗步驟中難以理解的環(huán)節(jié)通過郵件形式發(fā)予任課教師進行咨詢，回復也以郵件形式發(fā)回學生郵箱中。

3.5 教師端

教師使用此系統也需要進行賬號注冊以及信息的驗證，驗證過程同學生模塊，注冊完成后將信息收錄數據庫中。教師模塊的權限要高于學生模塊，教師模塊擁有整個系統的控制權限，教師可以通過教師端界面管理整個系統的數據庫。

3.5.1 報告管理

當學生將實驗報告提交于服務器數據庫之后，教師即可通過“報告管理”模塊查詢到所需要調閱的報告。查詢功能采用模糊搜索方式，可以根據 “名稱”、“起始時間”、“結束時間”等條件對數據庫中的報告進行檢索。教師擁有對報告數據庫表的更新管理權限，可以隨時刪減數據庫中的報告文件，并且教師可以上傳報告模版文件，供學生下載使用。

3.5.2 成績管理

通過“成績管理”模塊，教師可以在線打開學生提交于報告數據庫中的文件。在打開后的報告界面會出現“評分”選項，教師可以通過審閱學生提交的報告對學生虛擬實驗的完成情況進行等級評定工作。當評定完成之后，評定的結果信息會被儲存于服務器數據庫中，對不及格的報告，教師可在“報告管理”模塊將其刪除。學生可在收到評定結果為“不合格”的消息后再次進行模擬實驗并重新提交報告，直至評定結果為“合格”為止。教師也可在評定結果后再次進行修改，更改評定的結果。

同時，教師也可在此模塊中進行檢索，搜索出所有“合格”或“不合格”的學生信息及報告，并通過相應模塊做后續(xù)的管理操作。

4 結語

本文通過詳細的介紹，描述了材料力學虛擬系統的組成結構及工作流程，闡述了材料力學虛擬系統的優(yōu)越性，以及對現實物理實驗所面臨的問題的解決策略，材料力學模擬系統極大減少了現實物理實驗的人力財力支出，是對現實物理實驗的強大補充和替代。

參考文獻

[1]黃麗婷，等.土木工程結構試驗動載教學實驗的改革與實踐[J].高等建筑教育，2005（2）：93-95.

[2]陳麗珍.虛擬實驗的哲學反思[D].南昌：南昌大學，2009.

[3]杜承烈，等.虛擬實驗軟件平臺技術的研究與展望[J].計算機測量與控制，2011（3）：490-492，530.

[4]周淼，等.建筑結構試驗與檢測實驗教學改革探討[J].實驗科學與技術，2010（3）：93-94.

材料力學論文范文第4篇

1征文范圍

1.1CAE當前研究熱點與未來發(fā)展趨勢

(1)計算流體力學、結構力學、材料力學、仿生力學、爆破力學等新進展;(2)新材料與新工藝、生物材料、微納米、復合材料的CAE應用技術;(3)高性能計算與CAE;(4)智能化CAD/CAE集成;(5)多學科、多尺度CAE仿真技術;(6)可靠性分析與CAE工程穩(wěn)健設計;(7)非線性有限元進展及應用;(8)有限元網格自動生成技術.

1.2CAE專項技術應用探討

(1)產品結構強度分析、疲勞壽命分析、振動及噪聲仿真分析、碰撞仿真;(2)機構動力學、多體動力學與控制仿真技術;(3)跌落以及沖擊、多物理場耦合分析;(4)結構輕量化設計與拓撲優(yōu)化技術;(5)先進材料/結構一體化設計技術.

1.3CAE的平臺技術與應用

(1)虛擬產品開發(fā)平臺;(2)分布式仿真平臺技術與協同仿真;(3)產品研發(fā)仿真流程和數據管理平臺建設;(4)企業(yè)級仿真和多學科聯合仿真.

1.4CAE技術的行業(yè)應用與解決方案

(1)CAE在航空、航天、兵器、船舶工業(yè)中的應用;(2)CAE在海洋工程、核工業(yè)及特種行業(yè)的應用;(3)CAE在汽車制造、鐵道機車行業(yè)中的應用;(4)CAE在裝備制造及通用機械工業(yè)中的應用;(5)CAE在電子、材料、土木工程、生物科技中的應用;(6)CAE技術在國家重大工程與裝備中的應用.

1.5CAE技術的人才培養(yǎng)

(1)社會對仿真分析工程師的需求及要求;(2)高校CAE課程的設置及人才培養(yǎng)模式;(3)社會科技中介及培訓機構的CAE人才培訓項目開發(fā).

2征文要求

(1)圍繞主題內容、充實、數據準確、文字通順,字數在5000字以內,未在正式刊物發(fā)表;(2) 會議收錄論文,不收取任何費用,僅供業(yè)內人士交流參考;(3)文章的格式編寫要求請訪問.cn或;(4)論文結束頁后另附論文全部作者詳細信息,包括作者職稱、學歷、職務及主要專業(yè)方向,聯系方式,并標明按上述5個專題論文應屬的類別;(5)論文請務必在7月10日之前發(fā)送到()郵箱里.

3論文評審

組委會將組織專家組對征集的論文進行嚴格評審,根據評審結果向論文作者發(fā)出錄取通知和參會通知,并選出優(yōu)秀論文頒發(fā)獲獎證書和獎品,優(yōu)秀論文將推薦給專業(yè)刊物正式發(fā)表.

4聯系方式

材料力學論文范文第5篇

關鍵詞 卓越工程師；工程力學實驗；裝備建設；師資建設

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0120-03

卓越工程師教育培養(yǎng)計劃是一項面向高等工程教育的重大教改項目，要順利推進該項目，就必須構建教學質量保障和評價的新體系[1]。實驗教學是教學體系中的重要一環(huán)，它可以幫助學生理解和鞏固理論知識，培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及實事求是的工作作風，這些正是卓越工程師所必需的基本素養(yǎng)。基礎力學的實驗教學涉及的工科專業(yè)多，影響面也較廣，其重要性是顯而易見的。但與此不相協調的現實是目前基礎力學的實驗教學在很多高校并未得到足夠的重視，主要表現為：實驗教學長期處于從屬地位，教學內容以驗證理論課的基本知識點為主，陳舊而缺乏更新，且教學手段單一；不能為學生創(chuàng)造獨立思考和動手實踐的空間等；在教學模式上往往是教師機械地灌輸實驗內容，學生被動地接受學習，依葫蘆畫瓢，這樣根本不能激發(fā)學生獲取知識的強烈愿望，極易造成學生的思維局限性和心理惰性，難以滿足對學生進行工程實踐能力訓練的需要[2]。

上述弊病直接導致學生對實驗興趣索然，甚至敷衍了事，教學效果根本無從保障。在國家大力推進卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的背景下，筆者所在學校有多個專業(yè)被列入培養(yǎng)計劃。為使基礎力學的實驗教學取得較好的教學效果，更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力，將原有的基礎力學實驗整合成一門工程力學實驗課程，建立新的教學體系，同時從評價模式、裝備建設、師資建設等方面做了一些有益的探索和實踐。

1 重構教學體系 培養(yǎng)創(chuàng)新能力

1.1 實驗獨立設課，拓展教學自和改革空間

要構建培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教學體系，實驗教學環(huán)節(jié)要盡可能地獨立開設實驗課[3]。實驗獨立設課，不僅有利于實驗教學的改革，還可以提高實驗教學的地位，便于對實驗進行科學管理，有利于實驗室對學生開放，提高學生的重視程度[4]。為此，對理論力學和材料力學的課內實驗內容進行整合和擴充，開設工程力學實驗課程。圍繞如何適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，遵循既與理論教學緊密結合，又相對獨立的原則重新構建工程力學實驗教學體系；并將實驗課程安排在材料力學課程之后，教學內容上以理論課所授知識為基礎，在保障基本實驗的同時，著力更新和開發(fā)提高型、研究型實驗項目。

工程力學實驗獨立設課后，明確了該課程在卓越工程師培養(yǎng)體系中的任務和作用，也在教學內容的安排和組織運行模式方面有了更大的自；同時，實驗學時也大大增加，這為改造傳統實驗、增加新實驗提供了良好的條件；此外，由于實驗課程與學分掛鉤，學生也更加重視。近年的實踐證明，獨立設課對增強工程力學實驗的教學效果起到很好的支撐作用。

1.2 設置選修實驗項目，促進實驗項目更新和學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

基于近年來基礎力學課程學時大幅減少的現實，在工程力學實驗中安排了2學時的選修實驗。針對這2學時的選修實驗，開設13個實驗項目供學生根據自身情況進行自由選擇。這些實驗項目有的來自科研或教研項目，有的來自工程實踐，但都和基本的力學知識點緊密相關，如復雜零件的轉動慣量測試、焊縫殘余應力測試、基于振動法的索力測試等，學生可以根據自己的興趣選修其一。這種課內的選修實驗雖然學時占比小，但對促進學生的學習積極性和培養(yǎng)其創(chuàng)新精神有著很大作用，它擴大了學生學習的自，提升了他們的學習主動性，既能幫助他們鞏固力學知識和實驗技能，又能拓展其視野，激發(fā)其動手實踐的興趣和創(chuàng)新思維。同時再以這些課內選修實驗為基點，拓展開發(fā)出相關研究型的課外開放選修實驗項目，向學有余力或對力學問題興趣濃厚的學生開放，學生在完成實驗并通過考核后可獲得技術類選修課學分。這類選修實驗對學生的創(chuàng)新能力和實踐能力培養(yǎng)產生巨大的促進作用。

此外，課內選修實驗項目很好地解決了實驗項目更新和相對固定的教學時數之間的矛盾。在保留必要的基礎實驗和經典的提高型實驗的基礎上，通過設置選修實驗項目，使得實驗項目的開發(fā)和更新不必受課程學時的制約，能促進實驗項目的更新，而學生也獲得更大的自主空間。同時，將受學生歡迎且教學效果良好的選修實驗項目在適當的時候變更為必修實驗，而效果差的則予以淘汰。這種方式為實驗項目的更新提供了更大的空間，能切實保障實驗教學的質量，且效果顯著。

1.3 改革評價模式，挖掘學生的主觀能動性和創(chuàng)新潛力

科學的評價模式可以檢驗學生的學習情況，評價教學效果，同時也將影響學生的學習導向。此外，強化實踐教學環(huán)節(jié)考核，可以有效調動學生學習的積極性，使學生變被動學習為主動學習[5]。為此，將工程力學實驗的考核設計成“平時實驗、操作考核及期末筆試”三個部分，以加權求和的方式給出總評成績。平時實驗包含預習報告（方案設計）、實驗操作和實驗報告等，占總成績的50%；實驗操作考核的內容從提高型實驗中選取，占20%；期末筆試則以實驗基本原理和實驗方案設計為主要內容，占總成績的30%。這種評價模式既能反映學生的平時實驗情況，又能考查其對知識點的掌握情況及綜合運用知識的能力；不僅有利于引導學生認真對待每一個實驗，更利于培養(yǎng)學生的綜合能力。

在此基礎上，嘗試將筆試環(huán)節(jié)改為課程論文的撰寫和知識點的面考。教師給出論文指南，學生則可以在給定范圍內自由命題，并按照科技論文的規(guī)范寫作并提交論文。而把實驗相關的知識點放到操作考核環(huán)節(jié)以面對面提問的方式考核。從實踐結果看，操作考核中插入面對面的問答是可行的，可以較客觀地評價學生對實驗相關知識點的掌握情況；課程論文的情況則要復雜一些，分化較嚴重：約55%的學生能認真對待但論文質量一般，有約20%的學生能寫出自己的新觀點和新創(chuàng)意，內容包括實驗現象的再分析、實驗項目的改造、實驗裝置的改進、設計等，其中一些論文還變成了自命題課外開放選修實驗；而還有約25%的論文有不同程度的抄襲痕跡。通過嘗試得出結論：課程論文可以進一步激發(fā)學生的創(chuàng)造力，相對筆試也更受大多數學生歡迎；同時，通過論文撰寫，學生的文獻檢索、信息加工能力得到進一步提高，其科研能力也得到培養(yǎng)。筆者相信，經過日后不斷的摸索和改進，此種評價模式的優(yōu)點將進一步顯現。

2 樹立生本理念，引導學生思考與實踐，實現教學相長

在實驗教學中，既要培養(yǎng)、鍛煉學生的能力，又要讓學生保持對實驗的濃厚興趣。這就要求明確教師與學生的關系，明確學生在學習中的主導地位。知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景即社會文化的背景下，在獲取知識的過程中借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得[6]。所以應從以教為主向以學為主轉變，絕對摒棄灌輸式教學方式，而讓學生帶著問題去檢索查閱資料，發(fā)揮他們的主觀能動性和潛能，成為實驗的主人。教師要積極發(fā)揮指導作用，因勢利導，啟發(fā)學生思考與大膽實踐；當學生實驗不順利時，要科學分析，加強交流，幫助其找到問題的癥結，增強學生成功的信心，促使學生克服困難并最終獲得成功。這樣不但融洽了師生關系，調動學生的積極性，也使教師得到學習和進步，做到教學相長。

3 合理規(guī)劃裝備建設，改善實驗教學效果

加大對實驗教學設備的投入，降低實驗分組人數，是增加學生實踐機會的有效途徑，這對卓越工程師培養(yǎng)而言尤為重要；而現狀是在普通高等工科院校，教學設備不足、部分實驗設備陳舊是通病[7]，與之對應的是目前大部分高校在基礎力學裝備建設上的投入相對來說較少。這就要求基礎力學實驗室在裝備的投入上要科學規(guī)劃，兼顧科研教學的需要，優(yōu)先解決基礎教學裝備的建設。特別是一些基礎的、小型的實驗裝置和設備，投入較少的經費就可以明顯提升實驗教學效果，筆者認為此類裝備應優(yōu)先建設。

以矩形梁純彎曲實驗為例，以前實驗室只有10套實驗裝置能滿足該實驗的教學，實驗時每組學生數為2～3人；經過近兩年的建設，現有同類實驗裝置40套，實現了一人一組；學生單獨實驗，獨立分析和總結實驗現象和規(guī)律，大大增加了學生的實踐機會，培養(yǎng)了他們的動手能力，同時有效遏制同組學生間的實驗報告抄襲現象，增強了實驗教學效果。此外，還應重視自制實驗設備的工作，利用自制儀器設備的專業(yè)性、直觀性、超前性、及時性等特點[8]，開發(fā)更多的實驗項目來充實實驗教學內容，促進實驗項目的改進和更新，同時也讓教師在設備開發(fā)中得到鍛煉，提升業(yè)務水平。

4 重新闡釋實驗教師的定義，形成提高實驗教學質量的中堅力量

實驗隊伍的穩(wěn)定與提高是保證實驗教學質量和實驗室建設水平的關鍵[9]，所以必須抓好實驗教師隊伍的建設。但當前很多高校實驗師資隊伍存在較大問題：實驗師資隊伍的總量不足，實驗師資隊伍人員構成和結構不合理，實驗師資隊伍整體素質不高，實驗師資隊伍不穩(wěn)定[10]，等等。筆者所在學校從體制和氛圍上給予實驗教師和理論課教師同等地位，在待遇、課題申報、評獎評優(yōu)等方面一視同仁，激勵和增強實驗教師的工作積極性和責任心，對實驗教師隊伍的建設給予有力支持。

在學校的制度框架下，筆者所在工程力學實驗室的一些做法對促進實驗師資隊伍建設也起到很好的效果，具體有：1）積極引進碩士以上學歷的人員充實到專職實驗教師隊伍中，同時鼓勵在崗的實驗教師通過各種方式進修，提高學歷層次；2）做好培訓和交流計劃，以輪流的方式保證每個實驗教師每年都有參加培訓或學術交流的機會；3）在與其他教師聯合申報項目的基礎上，積極把需要實驗支撐的項目引進實驗室，給予實驗教師更多參與科研課題的機會，不斷提高其業(yè)務素質；4）打破理論課教師和實驗教師的傳統分工模式，建立理論課教師參與實驗教學和實驗室建設工作，實驗教師承擔一定的理論授課任務的制度，兩者在分工上既有側重又相互交叉，相輔相成；5）將在讀研究生引入實驗室，以助管身份來參與實驗教學和管理的輔工作，并給予津貼。通過這些措施，重新闡釋實驗教師的定義，優(yōu)化實驗教師隊伍的結構，穩(wěn)定了一支業(yè)務素質優(yōu)良、充滿朝氣的實驗教師隊伍，使實驗室的各項工作能夠有條不紊地進行，也使實驗教學質量大大提高。

5 結語

工程力學實驗是一門培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的技術基礎課程，對造就高素質的理工科人才起著重要的支撐作用。在面向卓越工程師教育培養(yǎng)時，提高該實踐教學環(huán)節(jié)的教學質量有著積極的現實意義，同時也對教學理念、實驗教學體系、實驗指導教師的業(yè)務能力，以及實驗室的建設和管理水平提出新的挑戰(zhàn)。教學實踐表明，對工程力學實驗的教學改革是有效的，對提高實驗教學質量、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力起到積極的作用。培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力是一個系統工程，在完善教學體系的基礎上必須切實增強實驗教學效果，做好與實驗教學相關的軟件和硬件的配套工作；同時這也是一個動態(tài)的改革過程，必須緊隨時展和人才培養(yǎng)的需要不斷推陳出新。

參考文獻

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