教学方法

1.实验技术

引进先进实验技术。几年来,中心利用各种教改项目建设,先后购置一些具有国际先进水平的力学实验仪器设备,如Zwick材料试验机、MTS材料试验系统、Polytec扫描激光测振系统等。中心充分开发它们的功能,尽可能地展示这些仪器设备在测试技术、精度及功能等方面的优势。如Zwick材料试验机,不仅拥有优于0.5%的测力精度,而且还配备了分辨率优于0.02μm的光栅式引伸计和自动引伸计,充分体现了先进的测试方法与手段。为学生掌握先进的实验方法和技术手段创造条件,同时也可以通过实验观测到新的力学现象。

自主开发新的教学实验技术。 中心教师将科研中的先进测试技术转化到力学实验教学,如云纹干涉技术实验是利用自行开发研制的三方向光栅和云纹干涉仪,此技术能够同时测试出三个位移场;从教学的需要出发,吸收了其它风洞的优点,自行研制4台直流式教学风洞。此外中心利用现代测试技术与计算机技术开发的动态数据采集系统,能够满足多种实验的需求。

标准化规范化。为充分体现现代科学技术的发展趋势,符合工程实际的要求,有利于学生建立标准化、规范化实验(测试)的概念,在实验项目的设计中尽可能符合国家标准、规范的要求。如拉伸与压缩实验、扭转实验和断裂韧性等实验中的试件完全按照国家标准推荐的尺寸、形状等要求制作,实验操作步骤是按照国家标准执行;主要实验设备也是按照国家计量标准进行年检。

2.教学方法与手段

坚持以学生为本,学生自主与教师辅导相结合的开放教学模式。动手实验、虚拟实验与演示实验相结合。

自主实验与教师辅导相结合。中心开设的基本实验和综合实验是由学生通过自主选课,自主预习,在教师的辅导下完成;创新实验是根据实验的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。两种方式充分调动学生的积极性与创造性。为了适应上述开放式实验教学的需要,中心建设了内容丰富、实用性强的实验中心教学网站。该网站具备网上选课与实验预习等助学功能。

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,分析问题和解决问题的能力。

演示实验  学生可以通过操作演示实验,通过观察实验现象,锻炼了学生的观察能力,加深对力学概念的理解。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。

3. 实验考核

以培养学生实验能力、提高学生素质为目标,积极探索新的实验教学考核体系。

目前实验中心采用平时实验和实验考试相结合的方法。平时实验成绩包括学生的实验预习、实验过程、实验效果和实验报告。平时实验成绩是学生所做的所有实验成绩的平均成绩。

实验考试是在课程实验中选取若干个反映课程要求的核心实验项目,要求学生随机抽取1-2个实验进行单独操作考试。考试中还要完成相应的笔试,回答老师的提问,综合考核学生对实验的掌握情况。

实验中心鼓励学生以创新实验的研究报告替代考试作为课程成绩。