基于卓越工程师培养计划的力学专业实验教学改革与实践.docx

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1、基于卓越工程师培养计划的力学专业实验教学改革与实践 摘要：力学专业开设的专业试验教学重点在于，培育学生利用已学习的理论学问、试验学问去解决一些实际工程、项目中的问题。现阶段的专业试验内容还停留在常规试验上，已不能满意卓越工程师的培育安排要求，同时也不利于培育学生的创新实力。本试验教学团队结合培育大纲的要求，利用校企联合培育机制，将工程问题作为试验项目让学生去思索、去探究解决问题的方法。从新一届学生的教学效果上看，较好地提高了学生试验技能和动手实力，进而提升学生工程素养和创新实力。 关键词：力学专业试验；教学改革；实践 中图分类号：G642.0 文献标记码：A 文章编号：1674-932414-

2、0116-02 一、教改背景 我校工程力学本科专业重点培育结构工程方向和车辆工程方向的力学创新应用型人才。工程力学专业以“卓越安排”国家标准为引导，以行业专业标准为基础，结合学校层面“才智引领人生，具有卓越追求和卓越实力，引领建材、交通、汽车三大行业和區域发展的卓越人才”的培育目标与定位1，以全面提升工程力学专业人才培育质量为目标，工程力学专业教化将依托学校的行业特色，培育出具备扎实的有限元分析模拟计算实力和力学试验测试实力，从事结构工程、车辆工程等科学探讨与工程结构设计，车辆及零部件产品设计开发、试验、制造等领域的应用创新型工程技术人才。人才培育的目标：扎实驾驭本专业的基本理论学问和相关工程

3、基础学问，拥有选用相应的理论学问和实践方法去解决工程实际问题的实力，娴熟应用力学测试技术并进行试验测试分析。力学专业试验教学是培育和提高学生解决问题实力的主要教学环节之一2，3。 本专业开设的力学专业试验教学现状：力学专业试验是工程力学卓越班学生专业必修课程之一，不同于基础力学试验，其特点是理论性更强，同时紧密联系工程实际。本课程由基础型验证性试验、综合提高型试验和自主创新性探讨试验构成。基础型验证性试验主要是验证性试验，学生驾驭理论之后，通过详细的试验去验证所学的学问，从而加深对力学现象的相识和力学原理的理解，这部分试验用于强化学生对设备基本操作和试验技能的训练，驾驭如何进行试验结果分析处理

4、实力。综合提高型试验，学生驾驭了基本试验技能后，通过提高型试验培育其应用力学机理去解决力学问题的实力。这部分试验强调力学相关学问点的综合运用和自主设计试验方案，提升分析和处理试验过程中遇到困难的实力。自主创新性探讨试验是综合试验实力的提升，国家大力推动“大众创业、万众创新”的人才模式培育4，在试验教学中也要培育学生的创新实力，从科研项目和工程项目中发觉和凝练相关问题，做到另辟蹊径，架设理论联系实践的桥梁，提出解决方案并付诸实施。 力学试验中心现开设的自主创新性探讨试验项目包括：光弹性试验、预制疲惫裂纹试验、动平衡试验、真实应力应变曲线测定和断裂韧性等5个试验。所开设的试验内容与实际工程的贴合度

5、不高，无法充分发挥学生的创建力，不能满意“卓越安排”对学生工程实力培育的要求。 二、试验教学改革的探究与实践 为了更好地培育学生的实力，须要探究、更新现有的试验项目，改革现有的试验教学形式和考核形式。工程结构与力学系结合培育大纲的要求，利用校企联合培育机制，将企业生产运行中的问题作为试验项目支配给学生，试验内容具备较强的工程应用背景，对学生可以进行多层次的训练，成果的评定不再以最终的报告作为主要标准，而是考察学生在应用所学学问解决工程全过程中的实力，进行综合评分。 试验中心对现有专业试验部分内容进行修改，增加了类似汽车摩擦制动器性能测试、简支梁综合试验、自行车车架动荷系数测定等一些试验项目。学

6、生可以在自主创新性探讨试验项目中结合自己的探讨方向，自由选择2个试验项目完成。 以下为力学系13级教改实践状况。 以简支梁综合试验项目组其中一个项目为例进行介绍。项目工程背景：随着我国汽车工业的发展和城市道路建设里程的大幅增长，为了保证通行的效率，同时又能对相关车辆进行监控，通常在道路上，安装不停车快速称重自动化测试设备，得到车辆轴重、轴距等信息，用于推断是否为超载车辆。试验条件和要求：试验中心研发了一套简支梁综合试验系统，整体结构根据简支梁形式设计，梁采纳钢板和工字钢焊接而成，在梁的两端安装铰链支座，一端为固定铰链，另一端为可动铰链的构件。向下挖地槽，用混凝土固定梁的支撑约束构件，梁表面与地

7、面处于同一水平面。试验目的：要实现简支梁上面静、动态物体的质量测量。 我们给出这样的一个项目需求，要求学生以小组的形式完成试验内容。在材料力学理论课的学习中，简支梁结构是一种常见的结构形式，在工程问题分析中常常将结构件简化为此模型。选择大家熟识的简支梁作为实力拓展训练的内容之一，首先学生拿到题目不会感觉无从下手，可以从材料力学理论和试验的学问着手，仔细思索，激发灵感，解决问题。 学生制定的试验方案为人和电动自行车以肯定的速度从简支梁长度方向的纵向对称面的面板上通过，依据动态应变仪来记录出人和滑板车在运动过程中的曲线，再结合影响线等理论学问来计算出人和电动自行车的总重量。 静态重量测量 行车梁截

8、面为组合截面，行车板和工字梁为点焊，实际截面刚度不能按理论换算得到，首先试验标定截面抗弯刚度EI。应变片均粘贴在梁下翼缘，三个应变片将梁四等分。已知质量的人站在简支梁中部，通过测取下翼缘长度方向的线应变来求取应力，换算出截面刚度。 动态重量测量 运动物体重量测量，假设为自行车从工字梁板上面通过，将其简化为两个间距固定的集中力，假设其距离m为固定值，在自行车运动过程中，动态应变仪把各个应变片的应变曲线都记录下来，通过视察应变曲线，找出每个应变的最大值，再利用结构力学学问找出与其最大应变时对应的行车状态，再通过联立方程求解。 静态荷载相对误差3.75%；动态荷载相对误差4.47%。从试验数据分析，

9、无论是静态测试还是动态测试，理论值和测量值的相差并不大，误差都限制在10%以内，进而也验证了试验方案的合理和牢靠性。 通过本次试验，让学生将所学的材料力学、试验力学和结构力学学问应用到实际工程中，得到了很好熬炼。通过试验，对前期的力学学习有更加深刻的相识。 三、结束语 在日常的教学中，经常会遇到学生问到我们学力学毕业后能干什么事情；在实际的企业生产、日常现象、科研问题中都存在很多力学问题，如何让学生通过试验课程的改革和实践去理解和解决相关的力学问题？教改的重点在于让学生在驾驭相关理论学问的基础上，去应用它解决实际工程问题。通过一些详细的工程实例教学、引导学生建立独立思索问题的实力，发掘学生的创

10、新实力，在丰富试验教学内容的同时提高教学质量，对于培育高素养的卓越工程师人才具有重要意义。 参考文献： 1张清杰.让学生享受卓越教化，成就卓越人生J.中国高等教化，2022，：12-13，22. 2张应红，孙永厚，景晖，等.卓越工程师培育安排背景下材料力学试验改革与实践J.试验技术与管理，2022，：222-224. 3王浩程.面对卓越工程师培育构建现代工程实训平台J.中国高校教学，2022，：83-85. 4国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教化改革的实施看法R.国办发202236号. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页