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摘 要材料力学一直以来深受土木、机械等工程学科重视,是一门重要专业基础课.但材料力学概念多、公式多、数学计算多,因此需要教师在教
关于实验教学论文范文数据库学中不断改进教学方法,提高教学质量,以适应培养学生综合能力要求.
材料力学研究杆件在荷载作用下变形规律,并分析计算构件强度、刚度和稳定性,是一门重要专业基础课.但这门课程概念多、公式多、数学计算多,内容琐碎而枯燥,为了适应培养学生综合能力要求,需要不断改进教学方法,提高教学质量.
良好开端是成功一半.绪论是材料力学课总纲,重点强调材料力学来源于工程实际、服务于工程实际本质,并通过事例配合多演示方式详细介绍材料力学在工程实践中应用情况.例如在介绍强度问题时,可以截取等新闻上有关工程事故报道,通过这些触目惊心画面,使学生明白强度问题在工程实践中重要意义.再如压杆稳定提出,通过介绍19世纪25年,欧美发生过最有影响两例失稳事故美国阿什特比拉河上同名桥失稳事故和明汉斯太因村铁桥失稳事故.使桥梁等结构设计由只强调强度设计,变为强度、刚度与稳定性并重更完善体系.这一方面说明材料力学课程性质、目和任务,另一方面让学生意识到要始终将理论与实践相互结合,更好地解决工程问题.
材料力学实验理论教学主要补充,对学生工程素质培养有很重要影响.在实验环节要注重发挥学生在实验中主观能动性,避免机械式验证和演示.例如在辨别低碳钢和铸铁试件时,可以鼓励学生动手通过多种方法辨识外形相同实验试件.在做圆截面杆扭转实验时,学生清晰地观察到其失效断裂是从外表面开始,材料试件发生扭转并失效断裂形式样,要求学生观察画出断口形状并结合理论知识加以解释.这样既提高了学生学习兴趣,又与理论教学紧密联系,取事半功倍效果.
材料力学概念多、公式多,很多学生反映不能准确记忆公式,在教学中应运用比较法,将内容联系在一起.例如,在横截面应力公式时,比较各种基本变形可以如下规律应力等于内力·分布规律几何量.这样可以帮助学生记忆,良好教学效果.目前材料力学教学一般先介绍各种基本变形相应变形规律,因此教师每讲完一章后,可以对章节内容进行归纳.以轴向拉压为例,可建立起外力—内力—应力—变形—强度—刚度基本解题主线,通过这条主线,在以后学习其他基本变形时,学生能够从整体上掌握基本变形要求,提高解决工程问题力学素养.再如在画内力图时,大学生感到非常头疼,特别是弯曲变形内力图,不但要内力符号,还要画出内力沿轴线;变化趋势.通常在快速画剪力图时,其画法归纳可以形式给出,以从左向右为例,见到力向上则向上画,力向下则向下画,没有力为平直线,有均布荷载q为斜直线.画弯矩图时,在满足了相应图线微分关系时,指定点弯矩计算除了用截面法求取之外,还可利用弯矩图积分关系求解,这种方法比较直观,计算量也较小.
利用计算机辅助教学不仅能增加更多信息量,还能很地刺激学生感官,增强感性认识,激发学生学习兴趣.可以尽量将一些原来需耗费时间在黑板上绘画作图通过图文音像等形式向学生展示,这样能更好地帮助学生理解相应变化.例如在压杆稳定内容时,可以在开篇时放置与压杆稳定有关工程实例图片,包括液压杆顶杆、脚手架中压杆、桁架结构中压杆等,这些杆件有一个共同点就是又细又长,让学生很地认识到压杆稳定问题主要是针对细长杆件.同时可以将压杆稳定失稳过程做成动画,这样就可以把随着载荷F增加,压杆保持直线稳态,保持微弯临界平衡,最终发生失稳整个过程清晰地展现,加深学生对临界力概念理解,正确认识稳定性问题一般是先于强度问题发生.
为了活跃课堂气氛,能联系生活实际,还可适当做一些课堂小实验,通过直观性演示吸引学生解决材料力学问题兴趣.例如,常见输电塔、冷却塔等为什么沿高度是曲线;,可以引导学生计算一个轴压柱用料问题,分别讨论等直截面,阶梯柱和等强度柱三种情况进行对比,发现等强度柱用料最省,沿高度曲线变化,适用于实际情况.在分析提高梁承载能力,讨论如何选择合理截面形状时,我们可以通过一个小实验说明.在课堂上随意选取一张白纸,将其置于桌面两个支承之上,在白纸上置放一支粉笔,粉笔立即掉落在桌面上,但如将这张白纸多对折几次再展置于支承上,则可以放置多支粉笔.同样一张纸经过简单就改善了承载能力,这是因为其横截面抗弯截面模量Wz了很大提高,使承载能力增加.这些措施提高了学生学习兴趣,加深了对相应理论教学内容理解,值得我们不断挖掘.
随着科学技术日新月异发展,我们应将传统黑板教学思维连贯性、多教学丰富性和直观性趣味教学吸引性有机结合起来,优势互补,不断探索更为有效教学方法,为提高材料力学教学质量而努力.