材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是材料類專業(yè)課程材料力學(xué)性能的重要組成部分。該課程以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為核心，以解決實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，基于材料學(xué)基礎(chǔ)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法，研究材料力學(xué)性能本質(zhì)問(wèn)題，針對(duì)性提出可行性解決方案。該文主要以金屬拉伸實(shí)驗(yàn)和沖擊實(shí)驗(yàn)教學(xué)為研究對(duì)象，針對(duì)理論課程與實(shí)驗(yàn)課程性質(zhì)、特點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程結(jié)構(gòu)、課程思政建設(shè)和綜合型人才培養(yǎng)等問(wèn)題進(jìn)行分析與研究。目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索能力、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力、提升政治素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)素質(zhì)全面的新時(shí)代人才。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)性能；實(shí)驗(yàn)課程；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)；政治素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2024）28-0147-04

Abstract： The experimental course is an important part of the teaching of Mechanical Properties of Materials for materials majors. This course focuses on cultivating high-quality applied talents， takes solving practical problems as the starting point， and puts forward feasible solutions by using the theoretical knowledge of basic materials science， theoretical mechanics， mechanics of materials and other courses combined with engineering experimental testing methods. This paper mainly takes metal tensile experiment and impact experiment as the object of exploration， aiming at the nature， characteristics and training objectives of theoretical and experimental courses， analyzes and researches the curriculum structure of experimental teaching， curriculum ideological and political construction and comprehensive talent training. The purpose is to cultivate students' scientific exploration ability， enhance engineering practice ability， improve political and professional quality， and cultivate all-round talents in the new era.

Keywords： mechanical properties of materials; experimental course; teaching reform; compound talents; political accomplishment

材料力學(xué)性能基于材料科學(xué)基礎(chǔ)、理論力學(xué)、工程力學(xué)和材料力學(xué)等內(nèi)容衍生而來(lái)，是高等院校材料類、加工類、機(jī)械類等專業(yè)課程體系銜接的重要環(huán)節(jié)，是一門十分重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是高校材料類專業(yè)課程必不可缺的重要組成部分，通過(guò)材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，可以促使學(xué)生深層次地了解工程材料在各類載荷作用下的力學(xué)行為和發(fā)生機(jī)理，掌握材料力學(xué)行為參量和性能指標(biāo)，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作能力[1]。該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)目的明確，利用基本概念和定理，結(jié)合測(cè)試方法解決工程實(shí)際問(wèn)題，旨在拓寬學(xué)生的專業(yè)面和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)需求的復(fù)合型人才[2]。

在傳統(tǒng)材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容、理論課程知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際工程應(yīng)用的銜接性不足，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性、新穎性和拓展性較差，難以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，不利于提升學(xué)生的分析能力、實(shí)踐能力和工程實(shí)踐能力，難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的預(yù)期目的[3]。在新時(shí)代背景下，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，新材料、新工藝、測(cè)試技術(shù)不斷涌現(xiàn)，迫使高校實(shí)驗(yàn)教師必須進(jìn)行教學(xué)方式創(chuàng)新，結(jié)合思想政治教育、科技進(jìn)展和學(xué)科特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索，將先進(jìn)的教育理念與多元化考核方式引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)[4]。

張玉蘋等[5]基于科教協(xié)同發(fā)展理念，將科研成果和儀器學(xué)習(xí)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮儀器設(shè)備作用，這要求實(shí)驗(yàn)室必須具備相應(yīng)的高水平硬件設(shè)施。魏鳳春等[6]重構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以思政元素為切入點(diǎn)，采用線上和線下模式進(jìn)行教學(xué)探索與實(shí)踐，通過(guò)討論素材和拓展話題，鞏固學(xué)生知識(shí)，開闊視野，這是新時(shí)代背景下高校教學(xué)改革共性點(diǎn)。孔志剛等[7]基于科教融合的原則，建立科教融合教學(xué)理念，將科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，這要求實(shí)驗(yàn)教師必須具備較高的科研素質(zhì)。趙漢卿等[8]將開放實(shí)驗(yàn)引入材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通、創(chuàng)新能力，提升綜合能力素養(yǎng)，要求實(shí)驗(yàn)教師必須掌握開放實(shí)驗(yàn)與理論知識(shí)的延續(xù)性。

本文以材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程中金屬拉伸實(shí)驗(yàn)和沖擊實(shí)驗(yàn)為研究對(duì)象，通過(guò)工程案例、文人典故和科研文獻(xiàn)明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論意義與實(shí)際價(jià)值，通過(guò)講解實(shí)驗(yàn)基本原理深化融合理論與實(shí)踐，探究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力和工程師道德素養(yǎng)，探索思想政治元素與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)融合的方法和手段，初步探討教學(xué)改革與綜合型人才培養(yǎng)的目的，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)、獨(dú)立思維以及知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

一 實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)探索

實(shí)驗(yàn)課程可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使掌握探索真理和實(shí)踐真理，夯實(shí)理論知識(shí)，全面提升高校學(xué)生的綜合素質(zhì)。材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)屬于科學(xué)實(shí)驗(yàn)范疇，在材料類專業(yè)教學(xué)體系中具有特殊重要的地位。在信息化、高效化社會(huì)影響下，高校學(xué)生的身心素質(zhì)和文化素養(yǎng)發(fā)生了很大變化。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，如何引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入授課環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為廣大實(shí)驗(yàn)教師面臨的最大難題。

（一） 實(shí)驗(yàn)教學(xué)切入點(diǎn)

材料力學(xué)性能課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有典型的實(shí)踐性和真實(shí)性，在生活和生產(chǎn)中容易尋覓。此外，科技是社會(huì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力，在人類社會(huì)發(fā)展史中不難發(fā)現(xiàn)材料力學(xué)性能的痕跡。在工程事故、歷史名跡、先進(jìn)技術(shù)、最新研究進(jìn)展和名人軼事等方面探尋，極易找到符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的切入點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始前的切入點(diǎn)實(shí)施過(guò)程，也是實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)熱環(huán)節(jié)，在很大程度上影響著學(xué)生接受知識(shí)積極性和授課質(zhì)量，因此實(shí)驗(yàn)教師務(wù)必加以重視。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，需要實(shí)驗(yàn)教師靈活運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)熱，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、深化記憶，讓學(xué)生真正意識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際意義和重要性。如圖1所示，實(shí)驗(yàn)教師可以通過(guò)講解實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的工程實(shí)例、工程事故以及國(guó)內(nèi)外人文典故，激發(fā)興趣，引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全教育、工程師素質(zhì)培養(yǎng)、政治素養(yǎng)提升等多個(gè)教學(xué)目的。

在實(shí)際生活和生產(chǎn)中，繩索、拉桿等構(gòu)件受拉應(yīng)力作用，部分實(shí)驗(yàn)教師可以基于材料力學(xué)、材料力學(xué)性能等課程理論知識(shí)過(guò)渡到實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是，關(guān)于如何評(píng)價(jià)材料的抗拉強(qiáng)度，如何分析構(gòu)件服役過(guò)程的安全性等問(wèn)題的介紹，缺少相應(yīng)的理想切入點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完整性。鑒于此，在金屬拉伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中引入拉應(yīng)力誘發(fā)的工程建筑或構(gòu)件斷裂失效事故，學(xué)生容易理解且記憶深刻。實(shí)施方式可以采用多媒體視頻、圖片或新聞簡(jiǎn)報(bào)等，輔以實(shí)驗(yàn)教師講解，強(qiáng)調(diào)案例發(fā)生的原因及其后果，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義，強(qiáng)化學(xué)生工程師意識(shí)，有針對(duì)性地、潛移默化地切入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

圖2為金屬拉伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)切入點(diǎn)的三種實(shí)施方案，針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以從工程案例、古代與現(xiàn)代建筑、材料應(yīng)用領(lǐng)域和科技發(fā)展等多方面切入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，靈活運(yùn)用，突顯實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論及現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生工程師意識(shí)，增強(qiáng)民族自豪感。

對(duì)于材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程中的金屬?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)切入點(diǎn)構(gòu)建，同樣可以采用金屬拉伸實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)思路。圖3為金屬?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)教學(xué)切入點(diǎn)實(shí)施方案，根據(jù)構(gòu)件服役過(guò)程中的受力特點(diǎn)，利用影視短片、工程案例、科技發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)等多角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)前的預(yù)熱。

（二） 實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)調(diào)整

以金屬拉伸實(shí)驗(yàn)課程為例。首先，建立與理論課程具有一定獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，完善專業(yè)課程、理論課程以及工程實(shí)際應(yīng)用關(guān)于拉伸試樣相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系，強(qiáng)化多門課程相互滲透的實(shí)驗(yàn)課程新體系。然后，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性和主動(dòng)性，尋找理想的課程切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)課程的知識(shí)總結(jié)與知識(shí)建構(gòu)過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的整體把握，讓學(xué)生認(rèn)知實(shí)驗(yàn)課程的重要性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重組、串聯(lián)，制定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以承前啟后、相互滲透。最后，實(shí)驗(yàn)教師在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的過(guò)程中，發(fā)揮教師的作用，支持與幫助學(xué)生，把“教”與“學(xué)”進(jìn)行有效結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程，使他們對(duì)材料性能、結(jié)構(gòu)及工藝性能之間有更加直觀的理解。

圖4為重構(gòu)后金屬拉伸實(shí)驗(yàn)課程流程和主要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)劃分為4部分，分別為樣品制備I、測(cè)試操作II、數(shù)據(jù)有效III以及數(shù)據(jù)無(wú)效IV。在拉伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中增加了測(cè)試“數(shù)據(jù)無(wú)效IV”環(huán)節(jié)，與數(shù)據(jù)有效III和數(shù)據(jù)無(wú)效IV環(huán)節(jié)構(gòu)成了正向與反向的雙向教學(xué)模式。

1 樣品制備I

依據(jù)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定拉伸試樣樣坯的取樣位置、取樣方向以及試樣尺寸規(guī)格，確定試樣圖紙。對(duì)加工后的樣品進(jìn)行質(zhì)量檢查，去除樣品自身缺陷不合格以及尺寸精度不達(dá)標(biāo)的殘次品。

2 測(cè)試操作II

利用游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具量取實(shí)驗(yàn)樣品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、標(biāo)注平行長(zhǎng)度等。依照室溫金屬拉伸方法的國(guó)標(biāo)要求，參照設(shè)備操作規(guī)范，實(shí)驗(yàn)教師監(jiān)督，必要時(shí)輔助學(xué)生完成測(cè)試樣品的拉伸性能測(cè)試。

3 數(shù)據(jù)有效III

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有效，可以考慮樣品發(fā)生是否正常斷裂、斷點(diǎn)位置、數(shù)據(jù)與理論值差值等方面。測(cè)試所得數(shù)據(jù)有效，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、整理、分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4 數(shù)據(jù)無(wú)效IV

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)效是教學(xué)與實(shí)際測(cè)試經(jīng)常遇到的問(wèn)題，也是科研工作面臨的一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)于有效測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理、分析。對(duì)于無(wú)效數(shù)據(jù)需要進(jìn)行分析、判斷，提出解決方案。

設(shè)置此實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的目的，針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生，分析實(shí)驗(yàn)失敗原因，提出解決思路。列舉幾個(gè)典型的容易誘發(fā)數(shù)據(jù)無(wú)效的案例。案例1，在拉伸試樣的測(cè)試過(guò)程中，由于樣品夾持力較小、鉗口磨損等因素，造成實(shí)驗(yàn)樣品在鉗口發(fā)生滑動(dòng)，表現(xiàn)為拉伸曲線出現(xiàn)比較尖銳的鋸齒狀折線。若測(cè)試樣品在實(shí)驗(yàn)早期發(fā)生滑動(dòng)，鋸齒狀折線出現(xiàn)在拉伸曲線的低于屈服強(qiáng)度階段，在一定程度上會(huì)影響設(shè)備軟件和實(shí)驗(yàn)人員對(duì)于屈服強(qiáng)度的判定。案例2，由于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、測(cè)試樣品規(guī)格與儀器不符等因素造成拉伸試樣未能一次拉斷，雖然部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未能采集完全，例如斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等，但是設(shè)備軟件判斷此次試驗(yàn)已結(jié)束并顯示出測(cè)試結(jié)果，很明顯此類測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效，需要重新設(shè)置參數(shù)并補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。值得注意的是，第一次未斷樣品經(jīng)過(guò)拉伸變形后的強(qiáng)化機(jī)制發(fā)生變化，不能選此試樣進(jìn)行再次拉伸實(shí)驗(yàn)。案例3，根據(jù)拉伸實(shí)驗(yàn)的斷點(diǎn)位置或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)情況，判別測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。

教師布置如何判定測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效的環(huán)節(jié)后，需要結(jié)合實(shí)際案例耐心引導(dǎo)，進(jìn)一步幫助學(xué)生明確相關(guān)的問(wèn)題，將問(wèn)題逐級(jí)分解，給予學(xué)生提示，注意保留學(xué)生思考的余地。例如“拉伸試樣正常斷裂位置應(yīng)該分布在哪里？”“斷口宏觀形態(tài)是否符合材料特性？”“應(yīng)力-位移曲線是否呈常態(tài)變化？”“同組樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)波動(dòng)規(guī)律”等諸如此類的問(wèn)題。提示之后，給學(xué)生思考、分析、討論的機(jī)會(huì)，由這些問(wèn)題入手來(lái)進(jìn)行知識(shí)的分析和建構(gòu)。如果學(xué)生的分析不夠完善，教師不要把答案直接給學(xué)生，而是應(yīng)該采用啟發(fā)式的教學(xué)方法來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行再次引導(dǎo)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行下一階段的學(xué)習(xí)任務(wù)。

實(shí)驗(yàn)教師制定的教案中，不但需要有觀察記錄、實(shí)驗(yàn)流程、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性判別和數(shù)據(jù)處理，而且還要具有測(cè)試失敗后的原因分析與解決方案。結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)，分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提出致使實(shí)驗(yàn)失敗的具體問(wèn)題，讓學(xué)生去解決這個(gè)問(wèn)題，也可以給學(xué)生一些類似的解決案例，使得學(xué)生思維更加活躍，更能帶動(dòng)學(xué)生解決問(wèn)題的積極性。

對(duì)于常規(guī)金屬材料，拉伸實(shí)驗(yàn)失敗，致使測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效的原因主要分為內(nèi)因和外因。

1）內(nèi)因：材料自身問(wèn)題，包括成分偏析、組織偏析、夾雜物分布不均。

解決方案：通過(guò)斷口特征分析、化學(xué)成分、顯微組織和截面硬度測(cè)試等技術(shù)手段，分析是否由于材料自身問(wèn)題造成的實(shí)驗(yàn)失敗。

2）外因：試樣質(zhì)量問(wèn)題、測(cè)試參數(shù)等外部因素。例如樣品夾持部位或夾具選用不當(dāng)，引起拉伸試樣打滑或斷在鉗口內(nèi)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)偏低。拉伸試樣表面存在裂紋源，在受到較低應(yīng)力作用下可能誘發(fā)裂紋源擴(kuò)展，進(jìn)而在低于材料抗拉強(qiáng)度條件下發(fā)生斷裂。

解決方案：嚴(yán)格控制拉伸樣品的尺寸規(guī)格和表面質(zhì)量，選擇合適的夾具和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。

在授課過(guò)程中將學(xué)生置于一個(gè)突出地位，讓學(xué)生真正變成一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的積極參與者。以拉伸試樣在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用為背景，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生對(duì)理論課程內(nèi)容以及提出問(wèn)題進(jìn)行積極思考、分析和討論，有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的理解和掌握。在教師的引導(dǎo)和幫助下，學(xué)生們通過(guò)團(tuán)結(jié)協(xié)作，進(jìn)行共同的探討，解決知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)系的意義建構(gòu)。同時(shí)，教師應(yīng)該起一個(gè)主導(dǎo)的作用，幫助學(xué)生形成自己的建構(gòu)體系。

二 實(shí)驗(yàn)教學(xué)思政元素挖掘

強(qiáng)化材料力學(xué)性能課程案例教學(xué)，挖掘?qū)嶒?yàn)課程中的思政元素。通過(guò)增加部分工程構(gòu)件失效與材料力學(xué)性能相關(guān)的重大事故案例，促使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與意義，理解工程師處理工程活動(dòng)中各種倫理關(guān)系最基本的倫理原則，進(jìn)而使其加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，建立以人為本的工程倫理核心，同時(shí)感悟到工程師對(duì)人類利益的關(guān)心，對(duì)絕大多數(shù)社會(huì)成員的關(guān)愛和尊重之心[5]。

例如通過(guò)舉例講解載人或載物鋼絲繩許用應(yīng)力與屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，以及屈服強(qiáng)度的工程意義等案例，結(jié)合討論方式加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生們之間思想的碰撞，激起學(xué)生的積極思考。這種開放式教學(xué)模式是一種集體之間的智慧摩擦，討論的結(jié)果未必不如答案，各種不同的意見交織在一起，使得與概念有關(guān)的知識(shí)屬性或增或減，最后明確當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)和概念，完成知識(shí)的建構(gòu)。如此的情境創(chuàng)設(shè)之中講授實(shí)驗(yàn)課程，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，進(jìn)而使學(xué)生的綜合能力得到進(jìn)一步的提高。

反思與總結(jié)的環(huán)節(jié)也是必不可少的，基于開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)使同學(xué)們對(duì)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)獲得的感性認(rèn)識(shí)，開展實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫。要求需要具有設(shè)計(jì)性、綜合性，還要具有工程性、實(shí)踐性，最終以小論文的形式表達(dá)出來(lái)。此種情況下實(shí)驗(yàn)報(bào)告涉及內(nèi)容較多、知識(shí)面廣，幾乎涵蓋了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。由于每個(gè)同學(xué)所撰寫的側(cè)重點(diǎn)有所不同，極大增強(qiáng)了同學(xué)們的自主性和力學(xué)方面的知識(shí)。在傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)性等內(nèi)容，極大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與性和積極性。

三 結(jié)束語(yǔ)

失敗的實(shí)驗(yàn)，成功的道理。把樣品制備和實(shí)驗(yàn)失敗分析引入低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、引入案例、課堂討論和思路引導(dǎo)等環(huán)節(jié)開展開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生提高了自主性和積極性，拓寬了視野，增強(qiáng)和貫通實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，還增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力，并提升政治素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)，努力成為素質(zhì)全面的新時(shí)代人才。

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