断裂力学教学体会



人们常说:“一个人遇到好老师是人生的幸运。”我想说,“作为老师,能遇上好学的学生也是老师的幸运!

刚参加工作时,第一学期助课,没有教学任务。第二学期,系里安排我上断裂力学,这是我一次接触断裂力学,上学时我们没有开设断裂力学课程,第一学期助课是理论力学和弹性力学,内心十分忐忑,在常红老师的帮助下,利用寒假时间一边学习、一边备课。

当时,我给力学和焊接两个专业上断裂力学。令我意外的是,焊接专业的同学对断裂力学的学习热情大大超过了我的预期。他们的热情使我逐渐找到了作为教师的自信,这是我的幸运!

印象中他们的课堂氛围特别好,几乎没有不听讲的同学,大家都在认真听讲,坐在后排看不清黑板的同学,会跑到过道上看黑板上写的内容。

因为第一次讲课的原因,课后的习题不熟练,我很少或者不布置课后作业,但是学生会主动完成课后作业,然后和我一起讨论答案,逼迫我去学习,向前辈、其他学校的老师、网络请教,把课后作业做一遍,我发现我对断裂力学的认识又进了一步。

课间十分钟休息时,我会和学生聊很多事情,特别享受这样的课堂。课程结束时,有两位同学在课程总结中给我的留言对我触动很大,一位同学说:

老师,除了前排的同学,您也应该多认识一些坐在教室后排的同学!

是啊!教室就那么大,不是说坐在后排就不想学习,坐在后排和前排的同学同样有追求知识的心,只是有前排就必然有后排,因为有后排才有了前排。从此,我有了走向教室后排,和后排的同学聊天的勇气。

还有一位同学在课程总结中建议我说:

大学在时间上是一个相对宽松的阶段,很多时候学习靠的是自觉,但并非所有人的自制力都很强,一个自制力差的同学在无人约束的环境里,可能会变得越发慵懒,以致荒废时日!

断裂力学教学体会

教育最基本的目的,是规范行为习惯、培养自制自律、陶冶情操,其次才是知识、技能方面的训练,从社会发展的角度看,教育要培养学生的社会价值观,以便将自己的奋斗汇入到社会文明进程中。教育本就是一种规范,之所以要规范,就是因为在“无约束”的环境中无法达到“规范”的目的,“教不严,师之惰”,严格要求学生是教师的责任。


我相信每一位同学都是带着憧憬进入大学的,都对大学充满了期望,督促学生认真学习、不虚度时光是起码要求,在此之上还要引导学生在学业上有所发展。

围绕断裂力学课程内容,设置相应的课外题目,引导学生完成以解决一些断裂力学问题。一方面可以拓展学生的知识面,同时还可以加深学生对知识的理解。在力学和焊接专业的课堂上,都有布置。

例如在讲解边裂纹应力强度因子计算公式时,附录中给出了多个修正系数公式,应该选用哪一个系数计算是一个问题。为此,建议学生利用Matlab对比经验公式所得修正系数随裂纹大小的变化规律,以此直观地观察公式在什么范围内是接近的,哪些范围会有明显的差别。虽然增加了软件使用的要求,但学生却获得了探索的乐趣,也对各经验公式的适用范围,加深了理解。

断裂力学教学体会


在此基础上,还利用ANSYS软件和Matlab软件,同时求出裂纹尖端的应力分布(应力强度因子),多种途径学习和记忆裂纹尖端的应力集中。


断裂力学教学体会


做这类课外作业,有的时候也会有意想不到的惊喜!对于塑性材料,裂纹尖端在变形过程中会先屈服,弹性区域与塑性区域可以导出一个边界曲线,从而判断裂纹尖端的屈服区大小。基于该问题,引导学生利用Matlab计算裂纹尖端塑性区边界方程,得出的结果发现了教材中将平面应力和平面应变写反了的问题,通过自己的努力发现了教材上的错误,我和同学一起感受了成就的喜悦。

断裂力学教学体会


断裂力学教学体会

在讲解复合裂纹时,当裂纹角度不同时,其开裂角度也会发生变化,利用ANSYS软件和Matlab软件计算了裂纹开裂角随裂纹角度的变化关系,训练了软件应用能力,并加深了对复合裂纹开裂的理解。

断裂力学教学体会

在断裂力学领域有一个很有趣的问题,当一个物体碎裂的时候,会碎裂成多少块,大小尺寸是多少?这是一个我很感兴趣,但不清楚该怎么做的问题。在和学生的讨论中,通过查阅文献,逐渐找到了解决方法,最后以一个圆环为对象,采用Abaqus进行了分析,仿真模拟出了碎裂过程,得到了碎裂结果。

断裂力学教学体会


这些问题,我只是在课堂上提出,告知学生,如果有感兴趣的同学可以私下找我,我再进行指导,幸运的是,每届总会有学生愿意付出,去探索,多的1班7-8位,少的1-2位,但这种选择足以延续我对断裂力学的热情!

在给新同学讲课过程中,我会把前几届学生的工作放在课件中,用学生的案例去激励学生,一旦有新同学选做题目,就会迫使我不断地查阅资料,思考题目,再次加深我对断裂力学的认识,使我也获得成长,形成良性循环,这大概就是教学相长!

每有此时,我就会想遇上他们,真是我的幸运

(素材摘自:王晓锋、杨昆、褚飞腾、符之鹰、李想等同学的课程作业/毕业设计)

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