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工程力学实验(上海市精品课程)
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课程介绍

工程力学实验中心坚持择优引进与自主开发相结合,使实验教学技术、方法,教学手段等呈现多元化的特点。研究创新性教学方法,按照学生认知规律,精心设计各种实验。

1. 引进国内外一流的先进技术

引进能够反映现代实验技术的先进仪器设备,使现代科技进步的成果渗透到工程力学实验课程内容中去,使工程力学实验教学更贴近科技研究前沿和工程实践。这对吸引同学们的注意力、提高他们的主动探索力学现象兴趣有很大的帮助。几年来,我们利用学校的支持,先后购置一些具有国际先进水平的力学实验仪器设备,如MTS材料试验系统、Zwick材料试验机(自动引伸计和光栅引伸计)、Polytec扫描激光测振系统等,并充分开发它的功能,尽可能地展示这些仪器设备在测试方法、精度以及功能等优势,激发学生自主实验和创造性实验的兴趣。

2. 自主研发实验装置与设备的思路融入实验教学

不断自主开发教学仪器设备,把教师开发这些设备的思想融入教学活动中,既满足实验教学发展的所需,又可以培养学生的力学思维能力。比如测试材料切变模量,中心开发的非常简单装置和一块千分表就可以很准确地测量。学生可以把此测量结果与用光电编码器测试的结果及理论值进行比较,发现它们竟如此接近!原来只要运用已学的力学知识,掌握正确测试方法,简易装置同样可以解决问题。

3. 充分利用现代信息技术开发虚拟实验

针对那些比较难以理解和实现的力学现象,借助现代计算机技术的发展,采用虚拟实验的办法,不仅演绎了各种力学现象的原理和规律,也向学生展示了解决问题的方法的多样性,同时扩展了他们解决问题的思路。如开发具有独立知识产权的《理论力学求解器》,结合理论教学的需要,把运动学、动力学中的许多问题用自己编写的仿真软件解决,淋漓尽致地展示出各种力学现象和规律。

4. 生动形象的演示实验

实物总能给人直观、真实的感觉。基础力学中的一些抽象概念和现象往往不是很容易理解的。这些年来,工程力学实验中心针对教学需要,自制了一批既简单又生动形象的演示实验项目,如静力学、运动学和动力学演示,复杂应力场、应变场演示,断裂力学、爆炸力学实验演示,各种破坏断口展示等。这些演示实验不仅有助于学生对工程力学课程内各种概念和力学现象的理解,而且也了解到基础力学课程之外的知识,为后续的学习和工作,拓展了知识面。

5. 创新性教学方法

按照课程教学大纲要求,遵循学生的认知规律,精心设计每一个实验,达到创新人才培养的要求。在基本实验教学中除完成力学基本理论的学习和验证外,加入基本量测能力的培养,如传感器的标定等;在综合性实验教学中注重工程实际问题的解决,培养学生的综合能力,并且设计课后思考题,虽然有的问题未能马上回答,但是让学生留有思考的余地,培养学生问题探究的能力;创新性实验设计中,让学生自行设计实验,以实际问题为出发,培养学生通过实验方法和手段达到解决问题的能力。加强团队合作,培养刻苦钻研的精神,培养资料收集和论文写作等能力。