2022年问题式教学法在工程力学实验教学中的应用.docx

《2022年问题式教学法在工程力学实验教学中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年问题式教学法在工程力学实验教学中的应用.docx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2022年问题式教学法在工程力学实验教学中的应用 吴蒙蒙 杨少红 吴菁 摘 要：试验教学是工程力学课程的重要组成部分，提高试验教学质量始终是试验教学改革的焦点，分析现有试验教学方法的不足，将问题式教学法引入工程力学试验教学过程中，通过提问的方式达到预习回顾及复习的目的。问题式教学法是一种对逻辑要求较高的教学法，能充分发挥学生的主体作用，引导学生精确高效地完成试验操作，学生对其认可度很高。以金属材料拉伸试验为例，具体叙述了问题式教学法在试验教学中的实施过程。问题式教学法在试验教学中的应用显著提高了试验教学效果和学生学习的主动性。 关键字：工程力学 试验教学 教学改革 问题式教学法 中图分类号：G

2、642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2022）01（a）-0000-04 Abstract： Experimental teaching is an important part of the course of engineering mechanics. Improve the quality of experimental teaching has always been the focus of experimental teaching reform. For the deficiencies of the existing experimental teachin

3、g methods， the problem-based teaching method will be introduced into the engineering mechanics experiment teaching process. Problem-based teaching method requires higher logical thinking， which can promote the initiative of the students. It is recognized by students highly. Taking metal tensile test

4、 as an example， the implementation process of problem-based teaching method in experimental teaching is described in detail. The application of problem-based teaching method in experimental teaching has significantly improved the effect of experimental teaching and the initiative of students. Key Wo

5、rds： Engineering mechanics; Experiment teaching; Teaching reform; Problem-based teaching method 實验教学是培育高校生工程技术实力和实践动手实力的重要途径，试验教学过程更加重视对学生自主学习实力和创新实力的培育，是工程力学教学过程中的重要环节，其中试验教学内容、教学方法、教学手段和教学实施过程，对试验教学的效果都将产生重要影响。工程力学作为理工类专业的一门重要基础课程，是学生今后学习专业学问的必备基石，且课程具有较强的工程应用性，是解决工程实际问题的重要基础1。工程力学是以工程实践为主的学科，工程力学

6、试验课程的学习与实践对培育学生的动手实力、创新精神及探究欲望有很好的促进作用，使学生初步驾驭科学的探讨方法及科研思维实力。拥有良好的试验技能对学生将来的工作学习起着很好的铺垫作用，因试验教学更贴近实际工程，问题也最干脆，因此有着比理论教学更好的人才培育效果2-4。因此，如何进一步改进工程力学试验教学质量，不断提升人才培育素养，始终是工程力学试验教学与改革的焦点问题。 1 工程力学试验教学改革的背景 试验教学的作用主要是验证理论学问，培育学生的探究、思索及动手实力，要求学生在驾驭相应理论学问的同时，还需具有与本专业相关的工程实践操作实力1。而军校试验教学是在军队院校这个特别的环境下进行的实践性教

7、学环节，目的是提高军校学员的综合素养5。目前各专业试验课程较普遍应用的教学方式为“老师讲授+演示+学生试验”的模式，整个试验教学过程中都是老师主导学生进行试验，忽视学生的主观能动性，学生只能在老师的组织指导下，小组合作，根据试验指导书的操作步骤按图索骥地进行操作，进而验证相应的理论学问，填写试验数据整个试验操纵下来，对试验的基本原理及设计思路缺乏相识，导致学生做试验只为了完成试验教学任务，拿到相应的试验成果，至于试验目的、试验原理学生一概不知也不关切，只记得试样在受力过程中被拉伸至断裂这一现象，而对试验整个过程的留意事项视而不见，比照实验对试样、温度、应变速率的要求，各种试验条件选择不当对试验

8、结果的影响等，同时，试验报告抄袭现象严峻，这也导致学生的动手实力、应用所学学问的实力严峻不足6。这样的教学方式干脆导致学生上完试验课后，仅能够在基础学问和试验基本操作方面有所了解，难以在实力培育和分析创建实力上有所进步。这样的试验教学模式极大地抹杀了学生学习过程中的创新性和批判性思维，打击了学生对试验课程的学习爱好。而且目前开设的工程力学试验项目仍旧是集中于对常规材料力学特性的探讨和验证，没有结合各专业特点有针对性地进行试验设计，试验缺少探究性与应用性，致使学生普遍对试验课的重视程度不足，没有充分发挥试验课程开设的教学与实践意义7-8。针对上述问题，本文以我校工程力学试验课程为例，将问题式教学

9、法引入试验教学过程，从而达到提高试验教学质量的目的。 2 问题式教学法 问题式教学中问题的提出可以用“3W1H”缩写来描述，3W1H问题式教学法是北大青鸟集团软件培训团队在多年教学实践中总结出来的一个特别有效且好用的教学方法9-12。在试验教学中，第一个“W”指What，即学生要清晰要做什么试验，试验内容是什么，试验原理是什么，试验目的是什么，这样才能在操作试验过程中有的放矢。其次个“W”指Why，即学生要清晰为什么做这个试验，为什么这样做，由此培育学生的辩证思维，从而培育学生举一反三的实力。第三个“W”指Where，即学生要清晰这个试验在什么样的设备上进行，试验的结果将会应用在什么地方，达到

10、知其然并知其所以然的目的。最终一个“H”指How，即学生要清晰如何做这个试验，遇到问题如何解决以及试验过程中有哪些留意事项，充分发挥学生的主观能动性，进而培育学生独立解决问题的实力。3W1H教学法清楚地将试验过程进行模块划分，学生通过提前预习试验指导书，并在试验前通过回答上述“3W1H”的问题，达到对整个试验的逻辑结构有个明确的相识，实际做起试验也就更加得心應手，对试验过程出现的现象及试验结果能够进行合理说明。因此，相比较传统的“讲+演+做”教学模式，3W1H教学法更能充分发挥学生的主体作用，使学生对试验思路更加清楚，做试验过程更加自信从容，更能加深学生对工程力学理论学问的相识，在教学上达到理

11、论指导实践，实践加深理论相识的目的。 3 3W1H问题式教学法在试验教学中的应用 试验过程是一种特别的区分于理论课程的教学实践环节，它对学生的动手实力要求比较高，整个试验过程希望学生能够独立完成，因此更加有助于培育学生的主观能动性。本文以工程力学中经典试验“金属材料拉伸试验”为例，具体地阐述3W1H问题式教学法在试验教学中的应用过程。 3.1 “What”阶段的实施 这是发觉问题阶段。试验起先前，学生通过提前预习试验指导书，了解金属材料拉伸试验所用的材料是什么，试样的标准是什么、试验的内容是什么，试验的原理是什么，试验目的是什么等，进而对整个拉伸试验有个初步了解。拉伸试验是材料力学性能测试试验

12、中最基本、最易操作的试验，通过拉伸试验可以得到材料的屈服极限和强度极限，进而得到材料的许用极限，建立材料的强度条件，解决材料强度问题。试验对典型塑性材料低碳钢和典型的脆性材料铸铁的标准试样在常温、缓慢加载的状况通过电子万能试验机进行拉伸试验，试样在拉力的作用下会发生变形，每一个力都对应一个变形值，这些数值通过电子万能试验机的力传感器和位移传感器，再经由放大装置，从而绘制出试样在拉伸过程中的力-变形曲线（或应变曲线）。不同的材料在拉伸时呈现出的力学性能不同，通过分析材料拉伸时的曲线，得到材料的弹性模量E、屈服极限、强度极限等材料力学性能参数，并视察塑性材料和脆性材料拉伸时不同的试验现象，了解材料

13、不同的破坏机理。同时老师对学生进行试验讲解并描述时，也要对试验内容进行有延展性的拓展，例如这个试验的起源是什么，物理意义是什么，这个试验的结果会应用在什么问题中，解决什么问题等等，从而增加了试验的科学性和趣味性，使学生对试验产生敬畏之心，从而更加重视整个试验过程。 3.2 “Why”阶段的实施 学生回答完“What”后，已经对试验过程了然于心，但在进行试验时，希望学生能够全方位多角度地了解试验，从而学生也将对试验过程提出一些疑问，因此接下来就要进入“Why”阶段了，即提出问题阶段。不同的材料力学性能一般不同，我们为什么只选用两种金属材料，试验过程为什么要缓慢加载，为什么试样在拉伸过程中低碳钢会

14、出现滑移线而铸铁不会出现，为什么低碳钢拉伸时的曲线在颈缩阶段会出现下降，能否干脆通过干脆得到材料断裂时的延长率等。这些问题是学生从了解试验到驾驭试验的重要过渡，此时老师应当按部就班地引导学生自己去找到答案。即虽然金属材料的种类数不胜数，但是总可以将其归为塑性材料或脆性材料，每一类材料在拉伸过程中所呈现的力学性能相像，因此只须要取其中典型的材料来类比得到其他材料的力学性能，而低碳钢和铸铁分别作为作为典型的塑性材料和脆性材料，不仅因其力学现象直观，而且材料便宜易得，因此被广泛应用。而缓慢加载目的是要保证明验是在静载荷作用下进行的。拉伸时曲线中对应的应力是指的名义应力，即通过试样实际受力除以试样的原

15、始面积得到的应力，因为颈缩阶段试样实际面积减小，所以拉断试样所需的力就减小，所以名义应力减小，但是试样在颈缩阶段的实际应力是不断增加的，这些都是老师要向学生讲明白的。 3.3 “Where”阶段的实施 回答完“What”和“Why” 问题以后，学生对金属材料拉伸试验的理论学问已经驾驭，接下来就要起先动手试验了，此时学生首先要指导本次试验在什么设备上进行，即在哪里进行试验。试验所用试样是根据国家统一标准制定的标准圆试样，试验所用的设备是新三思电子万能试验机，如图1所示，该试验机由上下两部分组成，上半部分为进行拉伸试验部分，下半部分为压缩试验部分，学生肯定要清晰。将试样根据试验步骤夹持在试验机的拉

16、伸部分的上下夹头处起先试验，此时学生不须要做任何操作，只需视察整个拉伸过程中试样的改变现象，电子万能试验机通过自身力传感器和位移传感器自动记录材料在拉伸过程中的力和位移的数值，并绘制出相应的曲线，简洁易操作13-14。 3.4 “How”阶段的实施 “3W”阶段实施完成后，下面就要进入详细试验操作阶段，即“How”阶段：如何正确进行金属材料拉伸试验，最终完成试验目的。 首先，测量试样数据 分上、中、下三处测量低碳钢和铸铁试样的原始直径d0;测量试件中间匀称部分的标距长度L0。 再次，安装试件 先装上夹头，再装下夹头。 然后，点击运行按钮，起先试验 视察试验过程中试样的改变及拉伸过程中的曲线的改

17、变。 最终，试验结束，记录试验数据，绘制曲线，计算材料的屈服极限、强度极限、弹性模量E、延长率、断面收缩率等力学参数，并说明试验现象，关闭试验机。 为了保证明验数据的精确有效，试验操作过程肯定要根据上述依次进行。 4 3W1H问题式教学法的应用体会 应用3W1H问题式教学法进行工程力学试验教学时，老师要引导学生发觉问题（What）、提出问题（Why）和解决问题（How），适当延长试验教学内容，将试验目的与工程实际相结合，从而激发学生主动学习的欲望，培育学生进行独立完成试验的信念，并激励学生大胆说明试验现象，这是学生获得成就感的绝佳机会。试验教学的目的就是提高学生动手实践实力，3W1H教学法解决

18、了传统教学法的“重理论、轻技能”问题，激发学生去主动思索与实践，增加了试验教学的好用性。 5 结语 3W1H问题式教学法为学生供应了试验操作过程中一套严谨的思维逻辑，学生沿着3W1H步骤进行试验打算和操作，不仅能更精确高效地完成试验，更能加深对理论学问的理解，达到事半功倍的目的，3W1H问题式教学法在试验教学过程中是一种有效的教学方法。 为了进一步提高工程力学试验教学对人才培育的作用，将来的试验教学改革还可以从以下两个方面进行。 （1） 加试验项目的广度，将试验内容与实际工程问题联系起来，进而充分调动学生学习该课程的爱好。 （2） 增加试验项目的深度，培育学生分析问题解决问题的实力和创新实力。

19、 参考文献 1 段诗雨.工程力学试验教学现状及对策J.高等教化， 2022（8）：167-168. 2 王书法.试验对高校生学习土力学课程的作用及实现的教学方法探讨J.教化教学论坛，2022（49）： 265-266. 3 石培蕾，朱坚民.工程力学试验教学改革初探J.试验室科学，2022，4（18）：92-95. 4 应用型人才培育模式下工程力学试验教学改革探讨J.中国现代教化装备，2022，8（295）：88-89. 5 陈明霜.军校本科试验教学质量管理探讨D.国防科学技术高校，2022. 6 彭红兵.应用型人才培育下材料力学性能课程教改实践J.科技创新导报， 2022（32）： 222-2

20、24. 7 王海涛.材料力学试验教学实践与探究J.教化教学论坛，2022（12）：271-273. 8 马丹萍.土力学试验教学改革视域下的试验室建设J.科技创新导报，2022（36）：222-223. 9 黎海燕.浅谈计算机程序设计语言课程中的3W1H教法的应用J.电脑学问与技术，2022，32（7）：8083-8085. 10 叶红玲，刘赵淼，李晓阳. 理论力学课程中3W1H教学法的应用J.力学与实践， 2022，1（36）：98-100. 11 姚博，張娟娟.基于“3W1H”教学模式的机械制图课程教学改革探析J.教化现代化，2022，7（18）：44-45 12 姜俊红，余长洪，黄金林，等

21、.基于“3W1H”导学法在土力学教学中的应用J.职业教化，2022， 12（552）：210-211. 13 杨少红，刘燕主编.工程力学试验教程M.北京：科学出版社，2022. 14 章向明，刘燕，冯贵层主编.工程力学教程M.北京：科学出版社，2022. 猜你喜爱 工程力学试样教学法 基于细观定量分析方法的地基土蠕变特性与模型探讨中国建筑金属结构2022-11-28议题中心教学法在思政课教学的实践探究福建基础教化探讨2022-05-28“有向开放”教学法在道德与法治课堂的应用以部编版七上学习伴成长课堂教学为例福建基础教化探讨2022-05-28中学英语单词象形教学法福建基础教化探讨2022-0

22、5-28结合有限元软件对7A04铝合金疲惫性能的探讨山东工业技术2022-12-27工程力学课程中PBL教学模式的应用探讨新教化时代老师版2022-10-19提取方法对枸杞多糖含量及体外抗氧化实力的影响食品界2022-08-24虚实结合的专业基础课教学改革探讨科技视界2022-05-18例析双组分混合体系检验方案设计中学化学2022-02-05如何正确画出物体的受力图科技创新导报2022-07-03 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页