力学实验室范文

力学实验室范文（精选12篇）

力学实验室 第1篇

实验一游标卡尺和螺旋测微器的读数

例1仪器读数:图1(甲)中游标卡尺的读数是______mm;图1 (乙)中螺旋测微器的读数是______mm.

解析:游标卡尺的读数=100 mm+0.05 mm10=100.50 mm.螺旋测微器的读数=3 mm+0.01 mm20.0=3.200 mm,在(3.198 mm-3.202 mm)范围内的也对.

点评易错警示:对游标卡尺和螺旋测微器的读数原理理解不够,没有熟练掌握读数方法,主要有以下几个方面:(1)不注意主尺上的单位;(2)不注意零刻度线;(3)把握不准精度.

实验二研究匀变速直线运动

例2在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图2所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图2可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入表1中.

计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=______m/s.根据表格中的数据求出小车的加速度是a=______m/s2.(计算结果保留三位有效数字)

解析:由图可以读出:d1=1.20cm(1.18～1.20)cm,d2=5.40 cm(5.38～5.40)cm,d3=12.02 cm(12.01～12.02)cm,由题意知,T=5T0=0.1s,变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即,得,再由v4-v2=a2T得:(0.598～0.615) m/s2.

点评:纸带数据处理方法:(1)公式法;(2)图象法:v-t图象.

实验三验证力的平行四边形定则

例3李瑞雪同学做“探究求合力的方法”实验时,进行了如下操作:

(1)他的实验步骤是:

(A)在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;

(B)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;

(C)用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数;

(D)按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;

(E)只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示;

(F)比较力F'与F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.

上述步骤中:(1)①有重要遗漏的步骤的序号是______和______;②遗漏的内容分别是______和______.

(2)他根据测量结果在白纸上画出如图3所示的图(F与AO共线),图中______是F1与F2合成的理论值;______是F1与F2合成的实际值.

解析:(1)步骤(C)中只有记下两条细绳的方向,才能确定两个分力的方向,进一步才能根据平行四边形定则求合力;步骤(E)中只有使结点到达同样的位置O,才能表示两种情况下力的作用效果相同.所以遗漏的步骤的序号为(C)和(E),遗漏的内容分别是记下两条细绳的方向和使结点到达同样的位置O.(2)F1与F2合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的,由于误差可能不与OA共线;而F1与F2合成的实际值一定与OA共线(二力平衡).故F'为F1与F2合成的理论值,F为F1与F2合成的实际值.

点评:本题的关键在于理解两个分力与合力的作用效果是使橡皮条结点到达同样的位置O.

实验四探究加速度与力、质量的关系

例4“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图4所示.

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图5所示,计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上,挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如表2所示,请根据实验数据在图6中作出a-F的关系图象.

(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因.

解析:(1)或.(2)a-F图线如图7所示.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力,而表中数据漏计了砝码盘的重力,导致合力F的测量值小于真实值,a-F的图线不过原点.

点评:实验前,必须平衡摩擦力,方法是将长木板的一端垫起,而垫起的位置要恰当.在位置确定以后,不能再更换倾角.本实验中是保持系统的总质量不变.

实验五研究平抛运动

例5用图8所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验.对于实验的操作要求,下列说法正确的是()

(A)应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

(B)斜槽轨道必须光滑

(C)斜槽轨道末端可以不水平

(D)要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些

(E)为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来

解析:为保证平抛运动的初速度相同,应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,轨道可以是不光滑,(A)正确,(B)错误;平抛运动的初速度方向要求是水平的,则斜槽轨道末端一定要是水平的,(C)错误;要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,(D)正确;为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该画出一条光滑的曲线,使大多数点在曲线上,或者分布在曲线的两侧,对于一些相差太大的点,应该去掉,(E)错误.

点评:本题的关键是掌握平抛运动的原理.

实验六探究功与物体速度变化的关系

例6某兴趣小组在做“探究功和物体速度变化关系”的实验前,提出了以下几种猜想:①W∝v;②W∝v2;③.他们的实验装置如图9所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时,有位同学提出,不需要测出物体质量,只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.

(1)请你简要说明为什么不需要测出物体的质量?

(2)让小球分别从不同高度无初速释放,测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4,读出物体每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、,并绘制了如图10所示的L-v图象.若为了更直观地看出L和v的变化关系,他们下一步应怎么做?

(3)在此实验中,木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果,为什么?

解析:(1)合力做功W=FL,F一定时,W∝L,可以用L来表示W,可以不需要测出物体的质量;(2)下一步应该绘制L-v2图象;(3)不会,摩擦力和重力的合力对物体做功也与距离L成正比.

点评:当合外力是恒力时,用L来表示W,而没有直接去计算出W,为研究问题带来了便利,这是一种很重要的物理思想等效替代的思想,课本中利用橡皮筋的条数来表示力做的功也是用了这种思想,本题是这种方法的迁移运用.在物理实验中,对于数据处理的方法有两种:公式法和图象法,图象法的优点是形象直观反映出物理量之间的变化关系.

实验七验证机械能守恒定律

例7利用如图11所示的装置验证机械能守恒定律,图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,当光电门中有物体通过时与它们连线的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间.让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.0010-2 s、2.0010-2 s.已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm,光电门1和2之间的距离为0.54 m,g取9.80 m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.

(1)滑块通过光电门1时的速度v1=______m/s,通过光电门2时的速度v2=______m/s.

(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J,重力势能的减少量为______J.(3)由以上数据,得出的结论是______.

解析:本实验的原理是分别确定出滑块动能的增加量ΔEk和滑块重力势能的减少量ΔEp,判断ΔEk与ΔEp是否相等.(1)光电门记录的瞬时速度等于经过光电门时的平均速度,ΔEp=mgs12sin30°=29.80.540.5 J=5.29 J.(3)在实验误差允许的范围内,ΔEk=ΔEp,所以小车沿斜面下滑过程中机械能守恒.

物理(力学)实验室解说词 第2篇

各位领导上午好：

欢迎各位领导莅临指导工作。我校力学实验室有学生实验室一间，仪器准备室一间。

仪器准备室，配有实验准备台2张，仪器柜10组，共有129类，1506件实验器材。器材配备达到了义务教育均衡发展二类标准，可完成物理教学中涉及到力学的20个分组实验和52演示实验，分组实验和演示实验开出率100%。

学生实验室配有标准学生实验操作台24张，教师演示及综合控制台一张，可以按实验实际需要精确控制各个试验台电源电压，确保学生安全。

力学实验示范中心的建设 第3篇

关键词：实验教学；教学理念；方法与手段；教学模式；创新能力

浙江大学力学实验教学中心2006年被评为国家实验教学示范中心，且名列前茅。力学实验教学中心，以“基于创新性实验教学”和“大学生自主性实验”等理念为导向，以培养知识、能力和素质相结合的研究型大学创新人才为目标，依托浙江大学工科基础课程力学教学基地，进行了多年的实验教学改革和积累。

一、教学理念

在实验教学中，主要遵循“加强基础、注重能力、培养素质、激励创新”的教学原则，在提高教学质量和效果的前提下，探索和实践以培养学生综合素质、创新能力及工程应用能力为目标的研究型实验教学模式。早在改革开放之初，就尝试对本科生力学实验教学课程体系进行改革，并取得显著成效，以1993年“水力学与工程流体力学教学实验综合改革”获国家优秀教学成果一等奖为代表。1997年在浙江大学“国家工科基础课程力学教学基地”建设中，开始实施面向21世纪基础力学实验教学改革。按照知识、能力、素质并重的人才培养要求，以培养学生综合素质和创新能力为目标的基础课的研究型实验教学，一方面巩固和加强基础实验，另一方面开发设计性、综合性、研究性实验。在实验实践过程中，形成了“开放式、自助式与自主设计式”相结合的实验教学新模式，逐步由开放式教学，向自助式，到自主设计创新式实验教学发展。中心开展并实现了“基本型一提高型一自主型”的多层次实验课程教学新体系，实验教学目前主要包括“基本型实验”和“提高型实验”两大部分，基本型实验教学体系与理论教学紧密结合；提高型实验包括综合型实验、创新设计型实验和研究型实验，提高型实验的目标是培养学生综合实践能力和创新思维、开拓学生视野。

二、实验教学方法与手段

1实验设备的先进性、标准化和适用性

为保证基础力学实验教学能够充分体现现代科学技术的发展趋势，符合工程实际的要求，有利于学生建立规范化实验和测试的概念，中心在实验仪器设备配置、教学实验设备研制、实验项目开发中，十分注意实验技术的先进性、标准化和适用性。中心对基础力学实验技术的配置特别注意掌握以下三点：

(1)现代技术与传统技术结合运用。

(2)利用计算机技术提高原有设备的性能和使用效率。

(3)开发新技术，克服原有实验技术的缺点。近lO年来，中心将基础力学实验技术的更新与示范辐射有机结合，实现在技术、经济效益及社会效益上的互动发展，使我校基础力学实验教学水平整体上了一个新台阶，大大提高了力学实验教学质量和效率。

理论力学、材料力学、流体力学(水力学)均开发出一系列以小型化、集成化、可视化为特点的自制实验教学仪器和设备，部分自制设备实现了数字化。其中理论力学在全国率先开展了实验教学，并协助全国30余所高校创建了理论力学创新实验室。流体力学与水力学自制实验教学仪器具有技术先进、测量精度高，流动现象可视性强，小型化、自循环供水、操作简便等特点，达到了“国际领先水平”，并辐射到全国250余所高校，极大地改善了全国的流体力学实验教学条件。中心的自制实验教学仪器和设备，跟踪国内外科学技术的发展水平，在教学改革实践中不断更新、升级，充分体现了实验技术的先进性。

2实验教学的数字化与自动化

数字化力学实验教学系统，是以力学的众多软件资源为基础和纽带，结合课堂教学、实验教学、实践练习、实验数据处理软件、实验控制、实验导航及网站等模块，建设立体化和网络化的教学资源体系。实验教学充分利用现代教育技术，结合“新世纪网络课程”和国家精品课程，建成了实验室TOP2000局域网、校园网和因特网三个层次的网络化实验教学体系，实现了现代化的网络实验教学，使实验教学和理论教学紧密结合，在时间和空间上得到了拓展和延伸，为培养学生的自学能力和创新设计能力提供了良好的实验教学环境。

流体力学的实验仿真和辅助CAI软件在1997年获全国高校工科CAI优秀成果一等奖的基础上不断升级，内容包括15项实验的仪器仿真、动态操作、实验原理、数据采集、成果分析、操作指南和问题解答，并结合多媒体和动画形式提高教学效率。在实验室布置上，通过引进TOP2000计算机网络教学系统，将实验仪器与计算机结合在一起，使CAI辅导代替教师辅导和仪器操作结合起来。设计辅助数据处理软件包括对应15项操作类实验的实验数据处理软件包。实验教学的数字化使得教师的教和学生的学在时间和空间上紧密结合，为立体化教学和个性化教学奠定了基础。

在实验装置中，利用计算机进行数据采集、数据处理及演示，及实现部分实验设备的自动控制，来开拓学生视野，激发学生实验过程中仪器设备数字化应用的能动性。例如光弹性实验，通过为光弹性仪配置数字图像系统，不仅明显地改善了实验效果，而且使实验效率大幅度提高。在流量和水位控制实验中，利用自主开发的软件集成文丘里、孔板、电磁、涡轮四种流量计与流量控制、水位演示及水位自动控制，形成了综合性的实验演示、量测、数据采集、控制为一体的自动化实验教学平台。

3创新能力培养的多层次、多步骤、全方位实验教学方式

根据各课程特点，分别实施了不同的实验教学方式。材料力学和理论力学实验教学提出并实践了“三段法”：第一阶段是基本实验的前半部分，包括演示实验和学生自己动手的实验，由教师讲解或指导完成；第二阶段是基本实验的后半部分。由学生按照实验指导书规定的要求独立完成，教师一般不做指导；第三阶段是提高实验，由学生自己选择实验项目，依照指导性研究目标，自己制订实验方案，独立完成实验。

工程流体力学实验教学提出并实践“开放式一自助式一创新设计式”实验教学。自主设计创新实验是改革以验证性为主的实验教学旧模式，按照培养学生综合实验技能、分析解决问题能力和创新研究能力的要求开设项创新设计式实验，让学生自主设计实验装置，并完成加工、测量、数据处理、报告总结、答辩等一系列实验教学环节，由设计实验到实验成果的评比、答辩均由学生自主完成。大多数自主实验项目，是从科研项目中提炼出来，创新实验的开展过程以参考科研模式进行，使同学在实践科研过程中进行创新。自主式实验深受学生欢迎，取得了良好的教学效果。实验教学中不断引入高水准研究成果，开发了一批创新型实验项目。如西湖流场电拟实验、冲排沙旋流器实验设计与试验、流量检测

与控制实验、新型渗流实验等。现中心新开发综合型、研究型和设计型教学实验40多项，极大地提高了学生的学习兴趣和创新意识。

三、实验教学的拓展

在实验教学内容上和教学过程中，尽量融入工程实例，使实验与工程实际互动，增强学生的学习兴趣、新鲜感和工程思维能力。流体力学为提高学生的工程应用能力，将先进的科研设备通过演示方式展示其性能，与实验教学共享，作为现代量测和创新设计实验的平台。中心注重实验与科研相结合，将具有工程背景的实验装置转换为实验教学设备。在创新设计式实验中，充分开放实验室现有的教学科研资源，为培养学生科研能力与创新能力提供条件。

在实验教学改革中，革新实验教学观念，把实验教学与理论教学的关系由传统的实验完全从属于理论教学、为理论教学服务转变为二者互相配合、互相补充、互相促进的关系，充分发挥了实验教学巩固、加深课堂理论知识，培养学生分析解决实际问题能力和创新精神的作用。利用教学基地机制，教师将实验实例拓展到课堂理论教学中。如已经被全国70多所院校采用的流体力学课程电子教案中，结合实验和科研的flash动画与录像就多达百余个，并配有大量的从国内外科学研究实验和工程项目中提炼出来的工程图片资料，形象生动、丰富多彩，大大调动了学生的学习主动性和积极性。

在实验教学中，注重与第二课堂实践活动密切结合，积极开展SRTP活动(大学生科研训练项目)和各类学科性竞赛。实验教学中心对实验考核方式作了改进，并应用于实践中。

四、成果与特色

多年来，中心主编和参编实验类统编教材3本，主编教学软件光盘4套，自编实验讲义10本；获国家级精品课程1门、浙江省精品课程1门、承担省部级教改项目3项；获国家级教学成果一、二等奖4项，省部级奖励7项，校级奖励8项；发表教改研究论文80余篇。经过十多年的建设与实践，浙江大学国家力学实验教学示范中心已经形成了鲜明的特色：

(1)依托学科优势，优化资源配置，形成了实验教学与科研相结合的师资队伍，提高了力学实验教学中心的综合实力。

(2)将科研成果转化为教学资源，有效地提高了实验项目的设计性、研究性和创新性，形成了研究型大学力学实验教学课程新体系。

(3)研发了一大批具有自主知识产权的实验教学设备和装置，推广辐射到全国200多所院校，为提高全国基础力学实验教学的水平起到了良好的示范和辐射作用。

哈尔滨工业大学力学实验室简介 第4篇

目前力学实验教学中心有各类专职人员25人。其中副高职以上20人、教授6人、博士学位10人。孙毅教授任力学实验教学中心主任。

中心的主要教学任务是:全校每学年31个专业本科生的“工程力学实验”、“工程流体力学实验”,同时还承担“实验力学”、“结构动力学”等专业课的实验教学任务,每年的实验人时数达到6.2万。

中心现有实验教学用房面积2700平方米,试验仪器1041台(套),设备总值2229万元。其中德国Zwick电子万能试验机、万能硬度仪、日本岛津的带有高低温环境箱的精密电子万能试验机、原子力显微镜等5万元以上大型仪器设备36台(套)。自制设备104台套。

中心根据实验教学改革思路和方案,以主干基础课程为纵线,将实验教学内容分成基础型、综合型、研究型实验3个层次,形成纵横交织的实验教学体系。各层次之间既相对独立、又相互关联。为此,开发建设了一批具有较高水平的综合性和研究型实验,如振动法测压杆临界力、测流体密度等。新实验的设立提高了学生对所学知识的理解深度及综合运用能力,为学生独立思考和综合应用所学力学知识创造了条件。

在实验教学改革过程中,中心十分重视借助学科的整体优势,利用科研成果研制开发具有较高水准的研究型实验。如粘弹性材料的冲击拉伸实验就是在有关飞船返回舱缓冲系统科研工作的基础上开发成适用于教学的实验系统

力学实验教学中心是全国较早实行开放实验室建设的院校之一。几年来已逐步发展完善,学生们可以自由组合,根据他们的兴趣、时间进行网上预约登记,利用现代化教学手段,为学生提供立体化教学平台。

工程力学实验教案 第5篇

李 颖

2005年3月

一、拉伸试验

一、实验目的

1、了解万能机的主要结构及其工作原理，熟悉操作规程和正确使用方法，并注意安全事项。

２、通过实验观察低碳钢、铸铁在拉伸和压缩过程中表现的各种变形规律和破坏现象。分析和比较不同材料的力学性能。

３、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s、强度极限b、延伸率和截面的收缩率。二、试件

按GB228—76规定，本实验试件采用圆棒长试件。取d0=10,L=100,如图所示：

三、实验设备及仪器

1、液压式万能材料实验机；

2、游标卡尺；

3、划线机(铸铁试件不能使用)。

一、低碳钢的拉伸实验 实验原理及方法 1.屈服极限s的测定

实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。记录指针摆动时的最小值为屈服载荷Ps,屈服极限ζs计算公式为

sPs/A0

P—ΔL曲线

2、屈服极限s的测定

实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限b计算公式为：

bPb/A0

3、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定

计算公式分别为：

δ=(L1-L)/L x 100% Ψ=(A0-A1)/A0 x 100% L:标距（本实验L=100）

L1:拉断后的试件标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。A0:试件原横截面积。

A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。

（三）实验步骤

1.试件准备：量出试件直径 d0,用划线机划出标距L和量出L;2.按液压万能实验机操作规程1——8条进行；

3.加载实验，加载至试件断裂，记录 Ps 和Pb，并观察屈服现象和颈缩现象； 4.按操作规程10——14进行；

5.将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1，并记录。

二、扭转实验

一、试验目的

１、观察低碳钢和铸铁受扭过程中的变形现象；比较它们的破坏特征。

２、验证扭转虎克定律，测定剪切强度极限。

二、设备

１、扭转试验机。２、游标卡尺。３、试件。

三、实验原理及方法

1、验证扭转时的虎克定律.最大剪应力不超过材料的比例极限时,相对扭转角φ与扭矩T有如下关系.φ=TL0/GIp 式中L0、G、Ip皆为常值,T、Φ为变量;若有一扭矩T则对应一φ值,每增加同样大小的扭矩ΔT,扭转角的增量ΔΦ大致相等,这就验证了虎克定律.2、扭转破坏Tn—Φ曲线.低碳钢

铸铁

低碳钢和铸铁试件受扭直至破坏,它们的T—Φ曲线如图所示.低碳钢有直线段,有明显的屈服阶段,测力指针暂时不动或摆动,而扭转角Φ很快增加.最终破坏时,可看到低碳钢试件的扭转角非常大,沿横截面扭断,而铸铁试件的扭转角很小,沿45°~55°螺旋面扭断。

四、实验步骤

1、用特殊铅笔在低碳钢试件表面划出平行杆轴线的纵向线和左标距内两个截面的圆周线，使成为小矩形格子（已由实验室准备好）。

2、用游标卡尺在试件标距长度内量取直径（方法如拉伸实验）。

3、选择合适的度盘（施加扭矩后，禁止转动量程选择手钮）。

4、把试件先装于固定夹头内，并夹紧。然后移动加载机构，使试件插入主动夹头至适当位置夹紧。此时，主动指针应在零点上。

5、选定主动夹头的转速（一般试件屈服前用36/分，屈后0-360/分），将被动针转至与主动针重合。旋转主动夹头上的刻度环使零点与指针重合。选好扭转方向，打开记录器开关。

6、启动按扭。拧动多圈电位器，使主动夹头至所需转速。这时，可以看到扭转变形随扭矩而不断增加。按Mn加载，并同时测出相应的扭转角。

7、当变形继续增加时，而扭矩不再成正比增加时，标志材料已开始屈服，这时，塑性变形仅在外层发生，扭矩还可以增加。塑性变形将从圆周向中心逐渐扩展，直至截面上各点处的剪应力都一样，这时扭矩称极限扭矩用Mnjx表示，继续扭转试件已毋需增加外力偶矩，直至试件扭断。其剪切流动极限

a

8、铸铁试件

3Mnjx

4Wn先测出试件计算直径，然后把试件装于扭转机上，将主动夹头转速按纽放在0-36/分，加载直至破坏，记下破坏时的扭矩Mnb。其剪切强度极限。

b

Mnb Wn实验三 弯曲实验

一、实验目的

1、测定纯弯梁一个截面的应力大小及分布规律，以验证直梁弯曲时的正应力公式。

2、了解电测法，初步学会电阻应变仪的使用。

二、实验设备及仪器 1.液压万能实验机； 2.电阻应变仪，预调平衡箱；

三、实验用试件机装置

矩形截面梁试件，材料为A3钢，试件尺寸及实验装置简图简下图：

载荷通过副梁及两个磙子施加到试件上，应变片接线采用多点半桥式接法。R6为温度补偿片，五个工作片的粘贴位置为顶面1。底面

5、中性层3及距中性层h/4处的2、4。

四、实验原理：

1.纯弯曲梁衡截面上应力的测试及应力的分布规律 实验采用等载荷增量法。

当载荷P作用时利用应变仪可测出相应的应变度εds,根据胡克定律ζ实=Eεds，平均可求得个点正应力分布图，可看出纯弯曲梁正应力分规律。

利用理论公式计算正应力ζ理=M/l *Y.其中M=Pa/2,如果ζ理和ζ实的结果基本吻合。即说明理论公式是正确的。2．直梁弯曲时中点挠度测定 实验采用等载荷增量法，在载荷P的作用下从百分表上可直接读出梁中点C处的挠度Yc实，与理论公式Yc=Pa(3L*L-4a*a)/48Ei的计算结果比较，如果基本吻合则说明理论公式式正确的。

五、实验步骤

四、试验步骤

1、调节应变仪

（1）将后面板D1,D2,D3三点联接起来（已接好），旋紧接线柱。把标准电阻接到后面板A、B、C接线柱上，旋紧，半桥测量法，再将后面板上的平衡开关打在平衡位置，即可进行仪器的校准。注意：仪器校准时，后面板的接线板上不能联接任何电阻，否则会影响精度。

（2）开启电源开关。把前面板选择开关旋到“1”，这时指示表显示的数据是电桥不平衡的分量，调节前面板平衡电位器“1”，使指针表显示全为“0”，如果显示数是正的，平衡电位器逆时针方向旋转，显示数是负的，平衡电位器顺时针方向旋转。

（3）仪器的灵敏度调整：仪器平衡到“0”后，将标定开关按入，用幅调电位器调到5000，如果小于5000时，顺时针方向旋转幅调电位器，反之，逆时针旋转，调整好灵敏度，把标定开关按出。

（4）仪器的 K值调整：仪器时按K＝2设计的。当使用的应变片K值不为2时，必须在测试前标定。本室使用应变片K＝2.2，即用幅调电位器调节为4545。调好后，在实测中，所显示的数据不必再进行K值修正。

2、半桥测量接线。把标准电阻从仪器的A、B、C接线柱拆下来，把主梁各点的应变片依次接到应变仪后面板10点接线板上去，AB接一片测量片，BC接一片温度补偿片。调整应变片所接点的对应平衡电位器，使其平衡。

3、在原始记录上记下所测主梁的截面尺寸（数据已经在梁上标好）。调动实验台蝶形螺母，使杠杆尾端稍翘起。

4、分四次加载。每次加一只砝码（加砝码时要求一手扶砝码托，一手缓慢放砝码，使其不致摆动）。

5、记录荷载P0=200N。记下应变仪显示器的应变量读数C0。以后每增加200N，记一次应变值，并算出读数差C，直到800N为止。

二轮力学实验专题的复习策略 第6篇

关键词： 力学 实验专题 复习策略

一、近年高考对力学实验的考查现状

首先，近年高考物理实验题加强了对基本实验仪器使用和基本实验技能的考查，比如：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、光电门、频闪相机、传感器等常见力学实验器材。其次，要求学生都会观察实验现象，会记录实验数据，会用图像处理实验数据并得出结论。再次，学生要能发现问题、提出问题并制订解决方案，运用已学的物理理论、实验方法和实验器材处理问题，包括简单设计实验。

二、创设情境，从不同的途径总结归类力学实验

1.对同一个实验，总结出多种实验方案。比如速度的测量可以用打点计时器精确测量，可以用频闪相机精确测量，还可以用光电门进行测量，针对不同方法设计一个小题训练。

2.对同一个仪器，总结出在哪些实验用到这种仪器。比如打点计时器的使用，涉及打点计时器的实验有研究匀变速直线运动的规律（求加速度，瞬时速度）、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。把每个实验的原理、注意事项分别总结出来。

3.对同一个实验模型用在多个实验中，比如必修1中验证牛顿定律的实验装置、可以验证动能定理、机械能守恒。对此，我提出以下问题：

问题1：可用此装置完成的实验有哪些？问题2：研究匀变速直线运动的规律需要平衡摩擦力吗？需要使钩码及吊盘质量远小于小车质量吗？问题3：用此装置做验证牛顿第二定律需要平衡摩擦力吗？需要使钩码及吊盘质量远小于小车质量吗？探究动能定理呢？问题4：平衡摩擦力的方法有哪些？当小车后的绳子上加上力传感器后用该装置做验证牛顿第二定律及动能定理还需用平衡摩擦力？满足钩码吊盘质量远小于小车质量吗？

4.对同一个问题有多种数据处理方法，可以对各种数据处理方法进行分析比较。比如打点计时器打出的纸带数据处理注意事项和方法：①纸带的选择：纸带上的点清晰，适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔。②加速度的求解方法：逐差法。③用图像法处理实验数据，要求画出图像首先要选择好标度，然后描点、连线。若是题目中直接给出图像，则要先推导出纵坐标随横坐标变化的函数表达式，明确图像中斜率和截距表示的物理量，求相关问题。对频闪照片的处理方法与纸带的处理方法相同。

对同一种数据处理方法也可以用在不同实验中。比如描点作图求斜率可以求解匀变速运动的加速度、匀速运动的速度、利用单摆周期的平方和摆长函数图像的斜率求重力加速度、图像研究a和F的关系，等等。

通过对不同实验装置及不同实验目的的比较让学生对这类实验的认识更有深度和广度。

三、精选题型精讲精练

学生通过高三实验复习，强化了与实验有关的基础知识，同时熟悉了基本实验的原理和步骤，但学生复习的目的就是要参加高考拿高分。我们在实验练习题的设计中要考虑三个方面的能力培养。一是审题能力的培养，能够把题目文字转化为情境，把情境转化为物理条件，也就是要把题中的实验目的和实验原理读懂。二是选择最佳解题方法的能力，设计的考题尽量能一题多解。三是把数学条件转化为物理条件，应用数学方法解决物理问题的能力。

力学实验室 第7篇

1 现场实验

实验的主要内容包括:一列车通过隧道内某固定点交会时压力变化的量测;两列车在隧道内某固定点交会时压力变化的量测;客车内外压力变化的量测;在有通风竖井的隧道内固定点的压力变化的量测。1)日本铁路于1985年在东北新干线的大又双线隧道进行了试验,研究由925S2编组的列车在隧道内产生的列车风。试验表明:风压随列车速度的提高而增加;由12辆编组列车以270 km/h的速度运行时产生的风压为4.1 Pa。关于列车在隧道内交会时的情况,其最大的风压约为单列车通过时的2倍,即8.5 kPa。2)联邦德国铁路和英国铁路分别在单线和双线隧道中进行了试验,研究了当列车进入隧道时,通风竖井对降低压力变化的影响。理论研究表明:根据隧道长度、列车长度及速度,合理布置通风竖井,可降低50%的瞬变压力。试验结果与理论预测值非常符合。3)意大利国营铁路在蒙特—切奇托(Monte-Cechito)和圣奥里斯特(Sant’orest)隧道进行了试验,它揭示了在不同运行条件下隧道空气动力学现象的特征,并与理论计算结果做了比较。此外对车窗的密封性的要求不同,车内相应的压力变化最大值也不同。

2 模拟实验

2.1风洞试验

风洞按结构区分有开路式风洞和回流式风洞。回流式风洞包括单回流式、双回流式和环状回流式,其中单回流式使用较广泛;按速度范围区分有低速风洞、高亚音速风洞、跨音速风洞、超音速风洞以及高超音速风洞。

风洞试验结果表明:为了减少列车受空气动力的负荷,改变列车横断面的形状,例如平滑的车体侧面及头尾形状略呈一定的锥度,可减小空气对车体的抬升力;车顶稍呈圆形,可减小侧向风力;同时圆的车顶与车体的过渡角可减小侧向力,如英国的APT和德国的ICE/V那样。

风洞试验结果还表明:减小侧向大风对列车影响的最有效措施,迄今为止是采用屏蔽围栏。只要使用围栏高度达到列车高度的1/2,即可把侧向大风对列车的不稳定作用减小到未保护的1/3。根据英国铁路的研究,列车被大风掀翻的可能性取决于车辆的重量和列车的速度。他们把车辆单位长度的最小自重作为抗风稳定性的设计标准。在西海岸干线上,在露天条件下,对列车时速为200 km、车辆采用约1.3 t/m作为设计标准,这足可抵挡速度达45 m/s～50 m/s的侧向风。但风洞试验技术也有其局限性。

2.2非风洞式的模型试验

2.2.1缓解隧道入口压力式模型试验

1979年美国加利福尼亚理工学院与英国剑桥大学联合提出了“缓解隧道入口处的压力瞬时变化现象”的试验报告。

试验设备主要包括以下部分:1)模型发射装置:它由三根带有涂层织物的橡皮松紧绳与弹射腔底板相连,底板依次推动列车模型底座。调整绳索的初始长度和它们的张力,就可以改变列车模型的发射速度。一电机拉住底板背面,使之处于准备发射状态,速度可达30 m/s。2)隧道模型:它是按1/100的比例模型模拟2 000 m长的隧道,其本身采用内径为5.04 cm的圆管,共分为三段,每段6.5 m,用法兰盘连接,内壁平滑。为便于与各种不同的隧道入口相配合,另有一根2 m长的管段被制作成可拆装式的。隧道入口有两种形式:a.带侧窗式的明洞式隧道入口,孔眼沿隧道管周间隔90°等距离排列,孔眼的总面积与隧道横断面面积成一定比例;b.喇叭口形的,采用1 m长的圆锥式管段,使其最大横断面面积为隧道横断面面积的2.5倍。模型中在距隧道入口2 m处,有一15 cm长,内径为5 cm的通风竖井。3)列车模型:列车模型由铝制壳体制成,壳体两端设有滑道,它沿发射装置的三根轨道运行,保持在隧道的中心线位置。列车长度分为55 cm和110 cm两种,列车模型的直径可以变化,使其阻塞比分别达到0.25,0.5,0.75三种情况。列车模型射入隧道后,在隧道出口外1 m处,被一缓冲装置所制动。

试验结果说明:由列车和隧道基本轮廓确定的阻塞比是十分重要的,特别是当列车头部进入隧道时,,其波阵面幅值在阻塞比为0.25,0.5,0.75时,大约以1∶2∶8的比例变化。

对带通气孔壁的明洞式入口,当列车前部进入隧道时波阵面的特征图像和波的幅度与壁上开孔的隧道入口段的长度基本无关,但压力变化率与长度成反比。这正是我们所希望的隧道入口形式,因为它可导致降低压力梯度和减小压力波动的幅值。

喇叭口式的隧道入口,由于环状区域内降低了表面摩擦力与喇叭口的扩散作用,能使峰值压力小于带通气孔式的明洞式入口的降压值。另外,喇叭口式入口对列车尾部进入隧道时产生的波阵面能拉得与头部进入时的波阵面一样。但对这种入口与隧道的连接处,在施工中要处理的很平滑,否则可能出现压力再生现象。

2.2.2电机驱动式模型试验

美国加州理工学院喷气推进实验室,在公路间断式隧道中,根据车辆行驶而引起的气流特性,进行了小比例的模型试验,并于1982年提出了研究报告。将模型试验情况简要介绍如下:

1)驱动方式。汽车模型附在两条由电机驱动的传送带上,各自独立操作,因而可以用不同的速度在同一方向或相反方向行驶。设计速度范围为32 km/h～74 km/h,雷诺数为3×104,调节试验条件,可使之提高到105以上。

2)隧道模型。尺寸比例为3/100,设备总长33.5 m,分为7个区段,中间5个区段为水平的(23.75 m),两端区段有5%的坡度。间隔式隧道模型为一“堑式”路基通道,在其顶部每隔一定距离加覆盖板。在覆盖区段被分成两个封闭、平行的隧道,每个高15.2 cm、宽22.9 cm。

3)测试技术。以六氟化硫(SF6)作示踪气体,从隧道入口引进,在隧道模型中适当位置进行空气取样,测定示踪气体浓度的变化,藉以确定由车辆引起的隧道气流特性。

2.2.3水槽式模型试验

1976年前法国马赛大学的J.Valens等人在研究两地铁车站间由于列车的活塞作用而引起的气流特性时,进行过水槽试验。后来,英国威灵福特水力研究站W.R.怀特和英国大不列颠铁路局C.W.波谱也采用了水槽模型试验,研究火车通过隧道时的空气动力学问题,并于1979年提出了研究报告。这里的模型试验不同于前面介绍的,它是根据模型中水的运动描述原型隧道中的气流和压力,属于一种比拟的试验。

下面简单介绍威灵福特水力研究站所做试验的具体情况:

1)隧道和列车模型。

本模型针对在布里斯托(Bristol)附近伦敦—南威尔市(South Wales)干线上的帕齐韦·唐(Patchway Down)单线隧道所做的,隧道长度1 140 m,列车长100.3 m。模型长度的比例Sx=1/30,模型宽度根据阻塞比相等的原则确定,经计算选定:bp=100 mm,Bp=275 mm。隧道模型为一长38 m的矩形露天通道,边墙高200 mm。隧道与列车模型均为木制结构,它们被置于水槽中部。

时间比例:tm/tp=St=10。

速度比例:以Cw,Ca分别表示气体中波速和声速,则:

Cw/Ca=Sv=Sx/St=1/300。

即Cw=Ca×Sx/St=1.105 m/s。

又Cw=g×h,故h=0.125 m。

因此,水槽中水的模型深度要求为125 mm,模型中轨道采用宽50 mm,高60 mm的挤制铝型材,它被置于通道中央。

2)驱动装置。

列车是由车前水平面下的一条细线牵引,牵引线借助模型两端的滑轮形成一闭合回路,返回线路则在水平面以上。驱动滑轮通过一个固定比例的齿轮箱连接到一个可变速的电动机上,它被放在水槽下游的端部。

3)量测仪器。

模型试验是想重现在帕齐韦隧道现场所进行的量测结果。模型中双线波高探测器安装在距入口点3.33 m,16.67 m,30.00 m处靠近通道边墙的地方。从探头输出的信号由中央控制台接收,然后经过放大显示在一个记录器上。其电流器的偏转量可达水平面变化的20倍。在隧道模型中每隔15 m放置一个磁性驱动开关,作为列车车头通过开关时的标志,以测量列车模型的行驶速度。在列车运行中,还采用了小型旋桨式测量仪,以确定水速。

力学实验教学管理探讨 第8篇

随着多媒体技术的日益成熟和网络化管理制度的不断完善, 融合多种方式辅助实验教学是未来实验室教学的必然趋势。

首先利用校园网建立实验中心材料力学实验教学系统, 建立“仪器库”、“操作库”等。其次利用学校教务管理平台的实验教学管理模块, 实现网上选课、网上实验预约、网上实验审核、网上成绩查询、网络答疑等多项网上服务功能。计算机网络的应用使实验教学从选课、自主学习到最终实验的操作达到多层次、全方位的开放, 使材料力学实验教学从理论教学的附属中解脱出来, 并打破了班级授课制的束缚, 按分散式教学模式组织实验教学, 使每位学生都有动手操作实验的机会, 达到实验教学的真正目的。

二、材料力学验证型、综合型实验开放式教学运行机制

验证型材料力学实验是对力学基础理论和基本力学实验技能的训练, 是锻炼学生实践能力和创新能力的基础。综合型材料力学实验是对本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识综合运用于实践, 学生通过验证型、综合型实验实际掌握实验仪器的性能、基本的操作方法以及各种实验所需要的设备, 激发学生的实验学习的兴趣、逐步培养学生分析问题、解决问题的能力, 同时, 也加深了学生对原有知识的理解和掌握。材料力学验证型、综合型实验开放式教学主要从以下方面入手:

(一) 实行实验预约

验证型和综合型实验是面向本校的全体学生, 实验室采用全天候开放, 但限定每天预约的各种实验总数, 学生可以根据自己学习进度和学习时间自主选择实验时间。首先预习所预约实验的实验内容, 即登陆校园网实验中心材料力学实验教学系统进行实验模拟、仿真操作, 然后在网上提交预习报告, 最后对所做实验通过学校教务信息管理平台的实验教学管理模块进行网上实验预约。网上实验预约制度打破了以班级为单位的传统上课模式, 让每一位学生都有实际操作与动手的机会, 真正做到因材施教, 因人施教。

(二) 开放实验内容

不同年级的学生所要求完成的材料力学实验的类型也不相同, 如大二的学生只要求做低碳钢和铸铁的拉伸、压缩和扭转等试验, 大三的学生要求做叠梁弯曲、复合材料等综合性试验。不同年级的学生在完成本课程所要求试验后, 可以任选其他实验项目, 如学有余力的大二学生在全部完成本阶段实验课程后, 可预约大三的试验项目, 大三的学生为达到精益求精, 可重选大二的试验项目, 其他专业的学生对材料力学知识充满兴趣或好奇, 也可通过网上预约选修此课程。每项试验的时间根据实验内容的不同进行限定, 但同一学生可多次申请同一试验。这样就满足了不同层次、不同个性学生的学习需求, 最终达到共同进步。

(三) 改变教学方式

学生根据课程要求和自己的兴趣爱好, 自主预约实验时间和实验项目。因学生在预约以前已经通过网络对所做实验进行了模拟、仿真操作, 掌握了实验的基本方法和技能, 故实验从课题的选定、仪器的选择、实验步骤的制定到处理分析实验数据与实验结果等全部过程由学生独立完成, 教师仅起监督作用, 必要时可作启发式指导, 激励学生完成实验。学生对实验数据进行分析、计算, 然后提交实验报告, 教师依据课程实验完成情况、预习、操作、实验报告以及课程外实验操作、创新情况进行期末实验成绩综合评定。

三、材料力学设计型、研究型实验开放式教学运行机制

设计性实验是学生根据实验目的、要求和实验条件, 自己设计实验方案并进行实践, 是学生在分析、计算的基础上, 提出新的优化方案的途径。研究型实验是一种新型开放性实验, 它催生于研究性学习这种全新的教学理念, 强调实验过程中的自主性与探索性。材料力学设计型、研究型实验开放式教学模式不仅向本校师生开放, 还面向其他学校师生、企业以及其他社会群体。其不仅可以提高本校师生的实验技能、科研素质和创新能力, 还可加强与外校科研单位的技术合作, 提高大型仪器与精密仪器的使用率。其开放模式如下:

(一) 审查实验设计方案

材料力学设计型、研究型实验申请人 (学生、老师、企业、其他社会群体) 审请的实验所用实验仪器必须是校园网实验中心材料力学实验教学系统“仪器库”中所列仪器, 申请人通过网络提交设计方案, 包括采用的实验方法、需要利用的实验仪器、所需的实验材料、实验程序等等。设计方案由实验教师或专家、学者审查, 在实验方案所用原理正确, 实验所研究方向具有价值且切实可行并在实验条件具备的前提下, 实验设计方案审核通过。通过审查实验设计方案, 拒绝没有操作性的实验, 减少仪器特别是贵重仪器不必要的耗损, 节约各方资源。

(二) 实行实验预约

材料力学设计型、研究型实验申请人的实验设计方案审核通过后, 可通过网络预约实验时间。设计型、研究型实验与验证型、综合型实验预约不同之处在于:前者实验人数可能是一人也可能是数人, 预约人包括学生、老师、企业人员以及其他社会人员, 后者预约人只能是本校学生个人。故研究型实验在预约时必须填写“预约登记表”, 包括预约实验人数、所在单位、身份或职位、预约实验项目、所用实验仪器等, 以便实验教师或管理人员做出合理的安排。需要反复试验或一次实验未能成功的的实验项目可多次预约, 直至整个试验完成或实验失败无法再继续或实验结果未达到实验目的实验申请人自动放弃实验为止。

(三) 明确实验教师职责

实验教师不参与整个设计型、研究型实验, 在实验过程中可提适当的参考建议, 主要的职责是指导实验申请人使用实验仪器, 实行实验项目管理, 定期检查实验进展情况。对违规操作或不遵守实验室规章制度或所做实验与申请实验项目不符取消实验资格。实验项目完成后, 收取项目负责人提交的实验结束报告。

(四) 制定实验仪器使用收费制度

对于材料力学设计型、研究型的实验实行收费制度:一方面, 对于校内人员, 通过设立材料力学研究性课题基金, 教师和学生可自由申请, 通过批准后利用实验室进行科研工作, 使用仪器的费用从基金里面扣除;另一方面, 将材料力学实验室大型仪器或精密仪器的型号、技术指标、功能、收费标准等经有关部门批准后通过网络向社会公布, 对社会实行有偿开放服务。对外开放所得的收入用于仪器的折旧、维修和实验人员的劳务费, 这样经济和社会效益兼得, 既发挥实验仪器在科研中的作用, 又为材料力学研究的发展做出了贡献。

四、结语

开放式实验教学是我国高等学校实验教学的一次重大改革, 它打破了传统实验教学依附于理论教学的附属模式, 使之成为一门独立的课程受到师生重视, 充分发挥了高校实验仪器在学习和科研中的作用, 调动学生学习兴趣, 提高学生的实践能力和创新能力, 为学生步入社会走上工作岗位或进一步深造打下良好的基础。

摘要：实行开放式材料力学实验教学必须以网络化管理为基础, 根据验证型、综合型、设计型、研究型实验的特点, 采用不同的开放形式, 形成一套较完善的开放式实验教学运行模式。

工程力学实验教学改革研究 第9篇

关键词：工程力学实验教学,教学改革,能力培养,多媒体

实验教学是工程力学课程教学中的一个重要环节, 传统的教学方法主要是教师先示范, 然后学生按操作规程进行实验, 获取实验数据后撰写实验报告, 学生的主观能动性得不到发挥, 不利于动手能力和探索精神的培养。虽然许多高校改革了工程力学实验教学模式[1,2], 采用启发式、引导式教学, 但是随着时代的发展, 这些方法也显示出一些不足之处:或教学模式有一定局限性, 不是通用的教学模式, 或教学手段较为陈旧, 需要引入现代化教学方式, 提高效率。针对工程力学教学中存在的不足之处, 根据教学基本要求和培养目标, 结合笔者的实践, 从课程的教材编写、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了改革。

1 编写适合本校学生特色的实验指导书和 实验报告手册

实验指导书是针对不同专业, 不同院系的学生特点编写的, 内容全面, 非力学专业的六次实验只占其中的小部分, 而且设计的实验内容有的与实验指导书不完全相符, 部分学生在预习时往往会混淆, 搞不清或搞错书上的实验内容, 或者预习的内容和将要在实验室做的内容存在差异。因此有必要重新编写实验指导书, 解决以上问题。

我们在新编写的实验报告手册中, 根据实验内容, 编写了六次实验的实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项、处理内容以及需要回答的问题。学生在预习时目标明确而且不必抄写书上已有的内容, 节约了时间, 提高了效率, 又明确了实验应该注意的问题, 规范实验操作, 避免损坏仪器, 犯不必要的错误。设计实验后需要回答的基本问题能使大部分学生掌握实验基本原理和现象。这样, 学生在完成实验报告以后, 能够比较全面地处理实验数据, 避免各种疏漏, 同时也便于教师批改评分。

2 采用课堂授课与基础实验相结合的方式

启发式、引导式教学以学生为主体, 强调教学的互动性, 除了传授知识, 更加重视学生能力培养和素质提高, 有利于创新型人才的培养。在现代教学理念指导下, 传统的单向灌输式教学方法已被摒弃, 更多的教师采用启发式、引导式教学方法培养国家迫切需要的创新型人才。为在实验教学中更好地开展启发式、引导式教学, 必须有师生互动的教学平台。在传统实验课上, 由教师讲解并演示实验, 由于时间短, 难以实现师生互动。课堂教学是教师与学生集中交流互动最有效、最可行的方式, 因此我们尝试开展一定学时的课堂教学, 探讨适合课堂授课与基础实验相结合的启发式、引导式教学方式。鉴于不同院系、不同学科对实验要求不同、对非力学专业学生尝试采用4学时课堂授课与12学时基础实验相结合的方式, 把预习和实验方案设计移到课堂教学中。目前, 4个学时课堂教学内容为:实验原理和目的, 实验设备的结构和功能, 实验方案设计以及主要实验现象的解释。课堂教学能让学生做到心中有数, 为实验操作做好充分准备, 可以达到事半功倍的效果。课堂教学方式要基于引导、启发, 要注重联系实际, 激发学生的兴趣。例如在电测基础实验中, 不但要给学生讲清楚应变片基本工作原理, 而且还要告诉学生应变片的用途。拉伸实验中的引伸计, 扭转实验中的小角度扭角仪都使用应变片做传感器。在弯扭组合实验中, 我们可以通过变换桥路来启发学生设计不同的实验方案, 分离测量弯曲正应变、扭转切应变、弯曲切应变。通过对比常见两种梁:薄壁圆筒和矩形梁, 拓展分析两种状态下弯曲正应力、扭转切应力、弯曲切应力, 使学生融汇学过的材料力学知识, 加深对实验原理的认识, 同时给学生提供独立思考和解决实际问题的机会, 从而全面提升学生综合运用理论解决实际问题的能力。

在启发式、引导式教学中, 教师由主讲者转变为引导者, 学生由听讲者转变为积极主动参与者。教师应有针对性地按实验中的重点、难点设问、置疑, 鼓励和引导学生通过积极思维得出结论。不仅要使学生学会验证课程的基本公式, 掌握材料的基本性能, 更重要的是通过实验研究过程的训练, 掌握如何寻找所需要的知识, 掌握如何综合应用这些知识解决问题。大学实验不是简单地到实验室动动手按照教师的演示模仿并获取实验数据, 而是要重视整个实验过程, 从预习到实验, 再到撰写实验报告, 每个阶段都要认真对待。预习过程, 包括设计实验, 是实验操作成败的关键因素。只有经过认真思考, 发现问题, 运用所学知识主动地去解决问题, 才能培养独立解决问题的能力, 才能在实验中独立操作, 提高动手能力。实验报告的撰写可以让学生掌握处理实验数据的方法, 而且经常需要学生应用相关的理论解释一些实验现象, 只有认真思考并综合应用所学知识才能很好地完成。

3 多媒体在工程力学实验课堂教学中的实践

现代化的多媒体教学有很多优点, 直观、生动、形象的画面给学生深刻印象, 尤其是其信息量大的特点, 可轻易把许多复杂的设备、操作展示出来, 因此非常有利于开展实验演示教学。充分应用多媒体教学可以有效提高课堂效率, 提升教学质量。过去10年, 许多高校由于学生人数显著增多, 实验设备、人员配备跟不上, 实验室容纳学生人数有限, 教师主要是板书授课, 在实验台前给学生演示实验。学生挤在实验台前, 由于人数众多, 地方狭窄, 无法仔细观摩教师讲解与示范, 效果大打折扣。使用多媒体教学可以有效解决类似问题。随着时代发展, 实验室大多配备了多媒体设备, 普及多媒体教学已经没有障碍。

在课堂讲授中, 不再罗列实验步骤、注意事项, 而应着重讲授实验原理, 对知识面较宽, 理论知识较难较深的部分, 要深入浅出, 着重讲其实质、性质。由于公式、示意图较多, 有限的课时内无法完成板书, 用多媒体教学将具有很大优势, 可以将板书无法完成的任务完美实现。例如:在理论力学综合实验中, 既有三线摆微幅摆动测量均质圆盘转动惯量, 又有悬臂梁振动固有频率测试内容。一个是单自由度周期振动, 一个是连续体无限自由度周期振动。悬臂梁的主振型书中只给出结论和固有频率的计算公式, 其原理并未给出。笔者用PPT课件简要讲述其假设、推导及其性质, 使学生对梁的振动有深刻的认识。在用橡胶锤头敲击时, 属于冲击激励。而冲击函数属于非周期函数, 通过对冲击激励的傅里叶变换理论讲解, 使学生懂得周期振动、非周期振动的区别与联系, 从理论认识上得到提高。时域冲击实际上是给出了无限宽频率激励, 只有激励频率接近梁的固有频率才会发生共振, 从而深刻解释了实验操作原理。

在实验课讲授时, 可以将多媒体与实验演示有机结合起来。有些高校教师录制实验演示过程, 在学生实验操作前播放, 这样虽然省去了教师重复讲解, 但是类似于放电影的教学也易使学生抓不住重点, 缺乏师生之间的互动。在笔者制作的多媒体课件中, 图片主要涉及实验设备、实验操作软件等, 制作时用高清晰数码相机拍摄, 软件操作图片则采用拷屏方式, 并辅之以文字说明。以低碳钢拉伸实验为例, 操作步骤、注意事项以及软件操作的使用借助多媒体讲授, 尤其是软件操作, 在投影仪上放大讲解远比学生挤在计算机屏幕前观看效果好, 而且我们将不同阶段的操作图制作出来, 并合理地进行标注讲解, 重点突出, 层次分明, 让学生容易记忆和理解。在操作难度较大的地方辅之以动画演示, 动画要做到直观、生动, 静态文字与动画要搭配合理, 力图在有限时间内完成讲解, 不宜过多占用学生的动手操作时间。而试样装夹、引伸计安装等则可以给学生演示, 增加感性认识。传统的实验演示时, 由于讲解的内容较多较快, 尤其是实验操作和注意事项烦琐, 学生往往容易遗忘和疏漏, 用多媒体讲课则可以在讲授以后, 把要强调和注意的内容在屏幕上展示出来。每个实验台前都配有计算机, 在做拉压、扭转综合实验时, 可以把多媒体课件置于计算机桌面, 方便学生查阅。

4 改革实验成绩评定方式

实验成绩是对学生整个实验环节的综合评价, 应反映出学生在实验过程中操作能力和解决问题的能力。目前有的高校对学生实验成绩的评定以实验报告成绩为依据, 这样做的弊端很多, 不能全面真实地反映学生的实验水平, 因为有的学生不做预习, 实验时不知如何操作, 但是通过抄袭其他学生的实验报告同样可以得到很好的成绩。为此, 有的高校在此基础上增加了实验态度和实验操作评定环节, 但是由于学生人数众多, 教师无法实时跟踪评定每个学生的实验操作, 实施起来有较大难度, 难以对每个学生做到客观、公正的评价。为了考查学生的真实掌握情况, 我们对考核方式进行改革, 增加试卷考查方式, 考查学生对实验原理、实验现象的掌握以及实验报告的处理情况。改革后的实验成绩评定内容除了实验态度、实验操作和实验报告3部分以外, 还增加了考试成绩评定方式。考试题目须与实验内容紧密结合, 如在弯扭组合实验中, 实验报告要求学生对所测数据与理论值进行误差分析。在考题中, 我们模拟实验设计受横向力的薄壁环或矩形梁构成的悬臂梁, 要求学生从理论上进行应力应变分析, 并将实验数据与理论计算出的应力应变对比, 做误差分析。这样不仅考查了学生完成实验、处理实验报告的质量, 而且拓宽了学生思路, 培养了独立解决问题的能力。在考题中, 我们设计出各种实验现象, 让学生分析判断。例如:画出铸铁扭转断裂断口, 铸铁压缩破坏断口、两者曲线类似, 容易混淆;或者解释铸铁扭转断口形貌及原因, 这些都能很好地考查学生在实验中是否认真观察、仔细思考, 能很好地评价学生的实际水平。

5 结束语

通过教学内容和教学方法的研究, 利用课堂授课和实验教学相结合的方式, 积极展开启发式、引导式教学, 充分调动了学生的积极性、主动性和创造性, 有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。同时引入多媒体教学手段, 有效地提高了教学质量和学习效率。

参考文献

[1]柴维斯, 谢灵.高等院校材料力学实验教学新模式[J].力学与实践, 2008, 30 (5) :101-102.

土力学实验教学改革初探 第10篇

土力学实验是一门实践性较强的课程,是理论与实践相结合的一个重要教学环节。通过实验,要求学生了解基本土工试验的仪器操作和实验技能,掌握土的物理力学性质的实验方法和科研手段,培养动手能力以及发现问题与解决问题的能力,逐步形成严谨求实、吃苦耐劳、团结合作的工作作风。

但是,目前土力学实验仅依附于土力学课程中,在实验内容的设置、成绩的评定、学生的重视程度以及教学理念、教学方法方面都或多或少存在着问题,所以土力学实验的教学改革迫在眉睫。

1 土力学实验教学改革的目标

土力学实验是土力学系列课程的实践性环节,通过本课程的学习,使学生能够巩固和加深所学课程原理理论知识,了解基本土工试验的仪器操作和实验技能,掌握土力学基本实验,通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新能力和科研能力,养成实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯。

2 土力学实验教学改革的内容

2.1 土力学实验课程设置的改革

在实验环节中应包括验证性实验、综合性实验、设计性实验三部分内容[1]。其中验证性实验要求学生在学习基本理论后,掌握基本实验仪器的操作和实验技能;综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程的实验,学生在掌握一定的基础理论知识和基本操作技能的基础上,运用某一课程或多门课程知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练;设计性实验内容由学生在课程内容范围内自行选择,加强学生创新能力的培养,充分发挥学生的个性。三个实验环节由浅入深,使学生在掌握土力学基本理论、基本试验、基本实验仪器的使用的同时,还培养了学生的综合分析能力和实际动手能力,提高了学生的学习兴趣。

2.2 土力学实验内容的改革

土力学实验内容在原有验证性实验的基础上加设综合性和设计性实验,见表1。

学生应完成5个限选实验并选做任一综合性或设计性实验。

2.3 土力学实验教学理念和教学方法的改进

传统的土力学实验教学方法是:任课教师在课堂上讲解基本理论,涉及实验部分时,只是简单的讲述实验方法和实验原理,而在实验过程中,由于实验仪器等约束,只做验证性实验和个别演示实验,并且实验成绩只占最后土力学课程成绩的10%。这种教学模式容易让学生对实验课产生懈怠,很难调动学生的积极性,所以实验课的教学理念和教学方法应该进行改进。

2.3.1 针对验证性实验

首先要求任课教师在课堂讲授时简单介绍试验内容及试验原理和方法,其次,实验老师应要求学生在上实验课之前必须先预习试验内容,写好预习报告,然后才能安排实验。试验结束后,应组织学生讨论分析试验结果,课后认真完成实验报告[2]。

2.3.2 针对综合性实验

学生应通过验证性实验掌握基本实验仪器的操作及实验方法,辅导老师可提供相关工程实例,引导学生结合实际工程完成相关综合性试验,这样既帮助学生做到理论联系实际,又增加学生的学习兴趣,进一步锻炼学生的动手能力。

2.3.3 针对设计性实验

设计性实验时间应安排在夏季小学期,学生可自愿组成小团体(3名～5名同学)报名申请做设计性实验,申请书中应写明实验内容、实验方法、实验步骤、实验时间,辅导老师对其方案的可行性进行审核,批准后方可进行实验。

2.4 土力学实验教学手段的改进

2.4.1采用多媒体和网络技术

实验中以学生操作为主,教师指导为辅,教师在课堂教学和实验过程中,应选择先进的多媒体和网络教学手段进行指导。比如,教师可以将实验过程制作成多媒体课件或录像,在课堂教学中播放或上传到课程网站上让学生自行学习,这样既直观的介绍了实验仪器和实验方法,又增强了学生的学习兴趣。

2.4.2科研与实验相结合[3]

随着高校科研力度的加大,有课题的老师可选择个别同学参与课题研究,使实验和科研相结合,提高学生的科研能力。

2.5考核方式及成绩的评定

将土力学实验作为单独课程进行考核,实验成绩按以下比例进行分配:考试成绩=0.7×验证性实验成绩+0.3×(综合性或设计性实验成绩)。其中,验证性实验的考核根据每次实验预习占10%、操作占30%、实验纪律占10%、实验报告占50%综合评定;综合性和设计性实验按其实验的背景占5%、实验目的占5%、实验方案占20%、实验过程占20%,实验结果分析占50%综合评定。这种考核方式既可提高学生的学习主动性,又保证实验课程顺利有效的完成,提高教学质量。

3 结语

土力学实验是一门实践性很强的课程,是土力学课程的重要组成部分,提高学生的学习主动性、提高学生的动手能力、提高学生综合分析能力及科研能力,对于教学质量的提高有着重要的意义。在实验课程改革中,应按照考核制度,严格要求学生,培养学生严谨求实的科学态度,最终实现教学改革的目标。

参考文献

[1]袁启旺.刍议“三性”实验教学视域下的实验室建设[J].高校实验室工作研究,2009(102):61-62.

[2]贺炜,王泓华.构建土力学实验教学新体系的研究与实践[J].科技信息,2009(25):532.

[3]罗才松,陈华艳.《土力学》实验教学的思考与改革实践[J].实验室科学,2009(4):27-28.

流体力学实验的教学改革研究 第11篇

关键词：流体力学；实验教学；教学改革

一、引言

在日趋激烈的全球科技竞争中，工程技术人才是推动国家技术发展的重要推动力量，这些人才不仅应具有扎实的专业基础理论和专业知识，更应具有较强的实践动手能力和工程创新能力。但当前的大中专毕业生中有相当一部分实践能力和创新能力较弱，无法满足用人单位的要求。造成这种状况的主要原因之一是我们的实验教学未能使学生的实践和创新能力得到很好的提高。

流体力学作为许多工科类专业必修的一门专业基础课，其理论应用行业广泛，实践性强，而实验教学是该课程教学的重要环节，对帮助理论知识的理解和对理论知识的验证具有重要作用，对于分析和解决工程实际问题也有重要的作用。因此，为适应人才培养的要求，应重视流体力学实验教学，积极探索和改革流体力学实验教学。

二、以往实验教学中存在的问题

（一）实验课时较少，实验内容单一

实验课的基本目标在于培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。但由于存在重理论课轻实践课的现象，实验课时安排较少，并且以验证性实验居多，综合性和设计性实验很少。学生做实验的动手机会不多，独立思考、设计和创新的机会更少，这种状况已经严重影响到学生思维的开拓和创新能力的培养。

（二）实验教学方法和考核方式单一

实验教学方法缺乏灵活性，实验教学时，将实验目的、实验原理、实验设备以及实验步骤等都详细讲解给学生听，再进行实验演示，学生只需按照实验步骤操作就可以完成实验，不需要自己去思考、去探讨、去创新。学生养成了惰性心理，只知道要这样做，不知道为什么要这样做，对做实验缺乏主动性、积极性，往往敷衍了事，将做实验当作是任务和负担，而不是当作提高自己实践能力的手段。

实验考核是课程考核的主要环节，应考核学生的理论知识应用能力、动手能力、分析和解决问题的能力、设计创新的能力等。而以往的实验通常采用出勤纪律（10%）、实验操作（50%）、实验报告（40%）这三部分来考核，过于强调实验操作与实验报告的重要性，学生为了得到较高的操作分和实验报告分，实验时就只按老师讲解的实验步骤按部就班地去做，因怕做错实验被扣分，不去探索其他较好的实验方法和步骤。做实验报告时，有的同学抄袭甚至修改实验数据以符合理论结果，实验报告的问题讨论也常有抄袭现象。因此，这种单一的实验考核方式无法体现出学生的创新能力和综合素质，急需改革。

（三）实验室开放工作开展较少

随着国家和学校加大对实验设备投入，流体实验室的设备台套数不断增加，已经基本满足老师和学生的教学和科研需求。但现有的实验室仅对参加学科竞赛同学、SRT同学以及部分教师的科研开放，对其他同学很少进行开放。这样，一方面实验设备未得到充分利用，另一方面有的学生有好的实验设计方案，想做开放性实验却不能使用设备。

三、当前实践教学中的一些探索

（一）改革实验内容

1.综合验证性实验。流体力学实验教学中，验证性实验有雷诺实验、沿程阻力实验、文丘里流量计实验、毕托管流量计实验、孔板流量计实验等，这些实验如果一个两学时地去做，需要较多的时间。由于实验方法类似，有些同学做过一二个实验后，就对做实验缺乏积极性了。因此，可以设计实验方案，将部分验证性实验合并进行，增加一点难度，这样既可以节约实验时间，又可以调动学生积极性，让他们了解各个实验的异同之处，便于分析总结，使所学知识能联系贯通起来。

2.将部分验证性实验设计成综合型或设计性实验。学生在这个设计过程中需要将所学的知识综合运用起来。如在雷诺实验中，通常用接水盘测量圆管内流过的水体积，用秒表测量水流的时间，进而计算圆管内的水流流速。也可以让学生设计几个方案，使用其他方法来测试管内水流速，比如用毕托管、孔板来测流量等。学生在设计方案时，通常会先了解毕托管或孔板等流量计构造及流量测量原理，巩固和掌握相关理论，再运用理论知识。设计的几个方案经过比较分析，确定最优方案，再根据最优方案将设备进行简单的改造，用实验的方法衡量设计方案质量。从设计的过程来看，设计是一个“动手动脑”的过程。它提高了学生的动手、分析和创新能力，激发了学生的创造性思维，拓展了学生的视野。

3.修改实验指导教材。以往的教材实验内容单一、档次不高，多为演示性和验证性实验，实验编排也比较零乱。对于每个实验，教材对实验仪器和实验操作步骤等介绍得过于详细，学生按部就班地进行就可以完成实验，对实验教材和老师产生依赖心理，教材上有的或老师讲过的会做，教材上没有的或老师没讲过的就不会做，思维不活跃。修改后的教材减少了演示性、验证性实验的数量，增加了一些综合性、设计性的实验，使实验教材编排先易后难、难易结合，涵盖大纲要求的所有内容，成为一个有机整体。教材中的部分实验只提供给学生实验目的、实验原理、实验设备等内容，至于实验的方法与步骤等需要学生自己查阅有关资料，进行实验方案设计，方案需经指导老师同意后方可进行实验。实验过程中，要求学生对出现的问题进行分析讨论，并解决问题。实践表明，采用这样的教材后，学生学习积极性明显提高，学生的思考、动手和创新能力均得到锻炼。

（二）改革实验教学方法

1.摒弃“说教式”，采用“启发式”实验教学方法。尽量不采用老师讲解、演示实验，然后学生实验的方法。而多采用让学生自己探索合理的实验方法，学生可以开讨论会，根据实验的原理，提出几种实验的方案，确定最优方案，讨论并确定实验的步骤。实验过程中，以学生讨论和自主设计为主，教师指导为辅，教师只对实验过程进行监控，对学生遇到的关键问题进行启发性指导。

2.让部分学生参与实验准备与设备调试。实验准备是一个繁琐的过程，要准备一些仪器仪表，调试实验装置。如果让学生参与实验准备，既可以减轻教师的工作负担，又可以锻炼学生能力。准备实验，就要对实验的目的、原理以及设备等有较详细的了解。学生根据实验原理确定需要测量的参数，从而准备好需要用到的仪器仪表。因此，这也是一个很好的实验预习过程。在实验设备调试过程中，经常会遇到各种各样的问题，既有本专业的问题，也可能包括电学、机械等方面的问题。这时就需要运用在大学里学到的相关知识去解决，要想解决这些问题就要对相关知识温习、巩固和掌握，就要会综合运用交叉学科知识。事实上，这些问题中有的可能是以后实践工作中经常遇到的问题，独立解决这些问题对以后快速适应实践工作有很大帮助。

（三）加强实验室开放力度，提高学生实践能力

开放实验室，可以给学生提供分析问题、解决问题的场所。在课外时间开放实验室，学生能较自由地选择实验时间，可以根据自己的兴趣选择实验项目和进行实验设计，这样做既有利于学生个性的发展，也能够让他们充分发挥自己的聪明才智，深入地进行科学研究，从而使学生的综合能力得到全面的培养和发展。

流体实验室在满足基本教学要求的同时，尽最大程度为师生服务，特别是为一些学生SRT项目、学生竞赛项目、科研项目等服务。比如上年度有几位学生做了一个建环专业实验结果验证软件开发——流体部分的SRT项目，主要是验证实验结果的正确性，参加项目的

图1 软件主界面

图2 动量定理的界面

学生做了动量定理、雷诺实验、沿程阻力、毕托管流量计、孔板流量计、文丘里流量计等六个实验项目，学生们在每台实验设备上做大量的实验，记录及分析数据，获得各个实验结果的变化范围。根据各个实验的原理及实验设备参数，用C#语言编写一个验证软件，该软件使用时只需将实验得到的数据输入软件，就会显示实验结果的正确与否。软件主界面如图1，其中动量定理的界面如图2。通过完成该项目，学生的实验设计与操作能力、数据分析能力等明显提高，初步养成了科学、严谨、求实的作风，同时也提高了学生的软件编程能力。该项目的成果可以大大减少指导老师检查学生实验结果的工作量，也利于学生及时发现错误，重做实验。该软件已经应用在实验教学课堂上，得到了学生较好的反响。因此，应继续加强实验室开放，使更多的学生有机会培养自己的兴趣以及进行科学探索。

（四）改革实验考核方式

建立更科学的考核体系，考核方式有专业理论知识考试、课堂提问、实验设计考试、实验操作考试等。考核时既重视实验涉及的理论知识考核，更重视对学生动手能力与创新能力的评价。在实验总评分中，体现动手能力和创新能力的内容应占有一定的权重，促使学生有意识培养自己的能力，提高综合素质。

四、继续探索研究，深化流体力学实验教学改革

（一）利用专业软件，进行模拟实验

流体力学的很多实验由于实验设备和条件的限制，无法深入地进行下去。如果采用模拟实验，学生可以改变不同的初始参数，得到不同的实验结果，较好地解决了这些限制。比如在雷诺实验中，如果想研究不同类型流体的下临界雷诺数，就要准备不同的流体，当采用具有危险性或毒性的流体时，进行真实实验的难度就增大了。这时可以考虑采用CFD软件进行模拟实验的方法，将模拟实验的结果与参考资料上的数值进行比较，以确认模拟实验的正确性。模拟实验可以用动画形象地演示实验的过程，帮助学生理解实验，还可以得到真实实验难以得到的数据，比如速度场、流线等。模拟实验使学生初步掌握了专业理论知识的运用，加深了对专业知识的理解；模拟实验也使学生学会了CFD软件的使用，初步了解这种科学研究的新方法。

（二）利用多媒体技术，提高实验教学质量

实验前，可以利用多媒体技术播放科技短片，介绍有关流体实验的历史背景、当时的实验细节以及对流体力学发展产生的作用等，使学生在听故事过程中开始实验，激发继续探索研究的兴趣。利用多媒体动画技术也可以演示实验的详细过程，并利用交互功能控制过程的速度，为学生记忆、理解知识创造良好的条件。在实验中，如觉得有疑问或在实验中没看清楚现象，可以重复播放实验的过程，使实验效果明显增强。

五、结语

流体力学实验教学在流体力学学习中起着非常重要的作用，它能使学生将理论知识与实践结合起来，调动学生的学习积极性和主动性，增强学生的动手能力，培养学生的创新精神，并促使教师加强学习，完善自己的知识结构，提高自己的专业知识水平。因此，改革和完善实验教学，使学生的知识和能力水平适应当代社会对学生的要求，是我们的一项重要任务。

参考文献：

[1]袁银男，许桢英，刘会霞，等.完善实践教学体系，强化创新能力培养[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：92-94.

[2]张玲，洪文鹏，李岩.流体力学实验教学改革的探讨[J].大学物理实验，2002，15（4）：84-86.

土力学实验教学改革探索 第12篇

一、存在的问题及原因

1.学生的学习兴趣不高,主动性不强,“看实验”的情况较普遍,这是阻碍实验教学质量提高的主要原因。产生这些现象的主要原因有:一是实验体系不合理;二是实验仪器数量不足、试验时间安排不合理;三是考核方式不全面。

2.学生对实验现象缺少认真观察,对存在的问题缺少深入分析,造成对实验结果的处理不够科学合理的现象。这主要与实验过程中指导教师引导不够有关。

二、改革措施

(一)实验项目体系优化

根据土的不同应用,把土密度实验、含水量实验、塑限、液限实验、击实实验、直剪实验、压缩实验等项目,根据土的不同工程应用整合成综合性实验,如下表所示。

单独开设验证性实验会带来很多问题。首先,验证性实验往往会使实验项目重复,如土的含水量和比重等实验属于单独开设的实验项目,但它们还会在土的固结试验中重复操作,更重要的是,单独开设实验项目隔断了各实验项目之间的联系,学生难以对多个实验结果进行整体分析,以形成对土的性质的综合判断。如塑性指数、液性指数用来判断土的定名分析和土体状态,土体的压缩系数和压缩模量用来判断土体的固结性能,这些参数间存在着密切的联系,只有分析它们之间的关系,才能对土的性质的合理性作出综合判断,使其能准确地反映土体的真实情况,符合工程实际。倘若各次实验课准备的试样土质不一致的话,学生更难做到对多次实验课测得的指标进行综合分析。因而就无法提高学生综合分析实验数据的能力。通过把单个的验证性实验整合成综合性实验,学生不仅能牢固地掌握土力学的基本原理和基本知识,而且还能以联系的眼光看待单个实验结果,提高综合运用知识分析问题的能力。

(二)改变实验教学的组织方式,改变教师、学生在实验中的角色

传统实验教学以教师为中心,试样制备由实验员完成,学生只要在实验指导书和教师的指导下完成操作,得到结果就可以了。改革后的实验教学方式是以学生为中心,让学生独立完成从方案设计、试件制作、实验操作到实验结果处理的全过程。具体实验的组织过程如下:教师布置实验任务,提供实验参考资料,如试样制备规范、土工试验规范和实验仪器说明书等。学生组成试验小组,小组成员间相互配合,根据实验任务查阅资料,制定实验方案。教师对学生的实验方案进行点评。实验方案获得批准后,学生自己用取土仪器取土,并制备试样,这样使学生在实验开始前就对土有了初步的感性认识。进入实验室后,教师主要讲解实验仪器操作的注意事项,以及实验过程中容易出错的地方。在实验操作过程中,教师控制实验室纪律,形成对每个小组及其成员的评价,并在实验结束时组织学生对实验结果进行分析。整个实验过程,教师的作用主要是组织、指导和考核,学生则要独立完成实验全过程,从而充分调动了学生的积极性。

(三)改革实验考核办法,注重对实验过程的考评

实验教学组织方式发生变化,考核办法也做了相应调整。实验成绩由两部分组成:第一部分为小组成绩,主要依据实验方案、实验完成的质量、实验结果等;第二部分为个人成绩,主要根据小组各成员的操作熟练程度、操作质量,以及实验过程中体现出来的态度等方面。这样既能促进小组成员间的团队合作,又能加强实验过程的管理,督促学生认真做实验。为避免团队合作中因分工而带来的学生只负责某个实验的操作,而不能完成所有实验操作的情况,我们采用“试样负责制”。在划分小组的时候,小组成员的数量根据试验的具体要求进行,如剪切试验中需要进行四级荷载作用下的剪切实验,小组成员数量定为4名,即让每个学生负责一个试样从试样制备到实验数据处理的全过程,这样每个学生都能参与到实验中来。

(四)注意实验操作过程中对学生的引导,科学对待实验结果

教师在学生实验过程中应注意启发学生,让学生仔细观察实验现象,并把实验现象记录在实验报告中,以便出现问题时查找问题的根源。

在对实验结果进行分析时,教师应引导学生以正确的态度对待误差或者错误的结果。受到实验仪器、操作方法等因素的影响,实验结果存在误差是在所难免的。在实验数据处理中,首先让学生自行判断实验结果的合理性,并给出理由。对存在的问题以小组为单位进行讨论,从实验仪器、操作步骤、实验数据处理等方面找出产生误差或者错误的原因,并找出减小或消除这些误差的方法,或采取合理的补救措施。在最后的实验报告中必须有实验现象的描述和实验结果的分析,尤其是对出现的误差的分析更应做出明确详细的分析。从实验改革反馈的情况看,只要对存在的实验误差进行正确引导,学生就可以从错误中学习到更多的知识。这样既培养了学生实事求是、严肃认真的科学态度,又提高了学生分析问题、解决问题的能力。

另外,鼓励学生采用多种处理实验数据的方法,如手工计算、使用数据处理软件Excel、Mathlab等,以锻炼学生各方面综合能力。

三、结论

经过优化实验项目,改变教学组织管理方式,加强过程控制和开放实验室等一系列改革,土力学实验教学为学生动手操作、动脑思考提供了时间和空间,从根本上调动了学生主动学习的积极性。从实验教学改革的反馈信息看,学生对改革措施及效果的反应比较强烈,表示通过土工实验确实能学到很多知识,锻炼了自己的动手能力,提高了自己的观察能力和科学分析能力。另外,这种实验教学方法对教师提出了更高的要求,达到了教学相长的目的。

参考文献

[1]胡其志,庄心善,闫晗.土力学实验教学改革初探[J].华北科技学院学报,2008(3).

[2]李兰英.对土力学实验课开设方式的探讨[J].河北工程技术高等专科学校学报,2004(2).

[3]黄丽娟,谢兆平,林力.《土力学与基础工程》实践性教学探讨[J].牡丹江大学学报,2007(5).

[4]刘建新,张新华.综合性土力学实验教学模式的研究[J].实验室研究与探索,2005(6).

[5]唐孟希.实验报告的水平急需提高[J].中山大学学报论丛,1998(2).