教学内容

1.  各模块的实验内容

各层次的实验课程均分为五个模块：基本实验、综合实验、创新实验、演示实验和虚拟实验。每一个模块均有若干经过精心设计的实验项目组成。每一门实验课程均可以从模块中灵活集成。各模块的主要特点如下。

（a）基本实验

作为培养学生基本实验技能和动手能力的基本实验，是各个专业的必选实验。基本实验不仅仅是验证力学基础课程的基本理论，更重要的是通过具体的实验，培养观测力学现象、总结提炼力学规律的能力。同时也训练学生的动手能力和仪器设备的操作技能，为后续课程打下坚实的基础。

该模块共有16个实验项目，其中75%是近五年来更新或新增的。

（b）综合实验

综合实验中相当大比例的实验项目是直接来自于实际工程或从实际工程问题中提炼出来的。这些实验涉及到力学基础课程中多方面的知识，需要学生运用力学和测试技术等综合知识来完成，是培养学生综合能力的必要环节。

该模块共有14个实验项目，其中85%以上是近五年来更新或新增的。如具有中心特色的“对称和不对称工字梁的弯曲实验”与“切变模量测试实验”，前者试件的原型是来自于城市轻轨、跨江大桥等。通过该实验，不仅使学生掌握相关的弯曲理论和电测知识，而且通过两种不同结构应变的测试比较，会发现中性层的平移，加深对惯性矩、形心等概念的理解。后者通过千分表、电阻应变和光电编码器等三种测量结果的对比，让学生了解到解决问题的多样性，拓宽了解决问题的思路。

（c）创新实验

作为因材施教的主要教学内容，创新实验是中心提出的若干精心设计的实验命题，由学生自行设计方案，搭建实验装置，通过实验，完成报告。这种方式充分调动了学生的积极性，注重学生独立解决问题能力和创新能力的培养。

该模块共有10个实验项目是近五年来更新或新增的。如具有中心特色的“槽钢弯心的确定实验”，从实验方案、实验步骤、贴片、接线、加载、记录、数据处理等整个过程完全由学生自己完成，通过不断解决实验中的各种问题，学生动手能力得到锻炼，综合素质得到提高。

（d）演示实验

实验中心自制了8组形式多样的演示实验，其中60%以上是近五年来更新或新增的。学生可以通过操作演示实验，观察实验现象，锻炼了学生的观察能力，加深对抽象的力学概念的理解。如理论力学演示实验有哥氏惯性力、惯性主轴等动力学演示，静力学、运动学演示；材料力学演示实验有各种破坏断口形貌展示和各种复杂结构应力场演示；流体力学演示实验包括烟风洞演示和各种流场演示等。

（e）虚拟实验

自主开发具有独立知识产权的《理论力学求解器》，引入国际先进技术，结合课程新体系的改革要求，克服传统课程只能解决瞬时结果分析的缺点。通过建模、数值计算与动态演示，把运动学和动力学中的过程问题直观形象展示出来。由于对分析对象是全开放的，计算参数可以随意改变，通过不同结果的分析，提高了学生的兴趣，培养了学生根据工程背景正确进行建模的能力，分析问题和解决处理问题的能力。

该模块共有7个实验项目，全部是新开发的。

基本实验、综合实验、创新实验总数为40个，其中综合性、创新性实验总数为24个，占比例为60%。这五个模块构成了力学基础实验教学的主体，确保实验教学课程体系的多样性、完整性。

各模块的实验项目见附件(10248_5_g_6)。

2．主要实验教学课程

（1）《工程力学实验A》，36学时

（2）《工程力学实验B》，36学时

（3）《理论力学实验》，16学时

（4）《材料力学实验》，16学时

（5）《流体力学实验》，10学时

（6）《力学专业实验》，60学时，包括静态测试技术与工程应用、动态测试与分析技术和流场测试理论与分析等课程总计135学时，其中动手实验60学时。

详细的课程内容和教学大纲见附件(10248_5_g_5)。

3. 实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

   力学基础实验内容相当的大比例是直接来自于实际工程。如中心开设的拉伸实验，就是根据工程需要，试件不仅有金属材料，还有复合材料与高分子材料等；薄壁构件的拉伸实验，试件选用等边角钢，是工程上最常见的型钢；而连杆质心与转动惯量测定实验中的试件则是取自某发动机的原配连杆；机翼压力升阻力测试实验中的试件也是根据某型号机翼按比例缩小制作的。

   科研项目与教学实验的结合是力学基础实验课程中创新实验的来源之一。充分利用工程力学系这些年来承担的国家各种研究计划中的典型案例，提炼部分难度适宜的小课题，为那些有能力的同学提供进行科研活动、应用自己已学知识解决实际问题或进行更深层次力学规律探索的实验场所。如复杂结构的应变场测试、波浪水槽防波堤实验、激光多普勒曲面边界层测速实验、结构振动模态测试与分析等都是实验力学长期关注的问题。