一、实验中心简介

     我们的实验中心成立的比较早，1952年是我们材料力学实验室，也是基础课的实验室之一，1978年就已经单独的建制，为校系两级共管的体制，在1996年我们和流体力学实验室一起被教育部批准为国家工科力学教学基地，在2000年为黑龙江省基实验室，在2003年通过复评，2006年我们成为黑龙江省力学实验教学示范中心，同一年我们被批准为国家力学实验教学示范中心。

    我们学校的力学示范中心是2006年开始的，所以我们是第一批，这个实验中心2006年总共评了7个示范中心，我们的排名是全国第三位，第一是西安工业大学的力学实验中心，第二个浙大，我们排在第三，我们前几天在西工大又开了一个实验教学的研讨会。

    现在我们的实验室开设了8门课程，总的人数为6万。我们现有的实验室的面积是2700平方米，固定资产2228万元，5万元以上的大型设备有36台套；人员构成是：有专职人员25人，我们的职称结构也比较合理，我们有博士导师5人，正教授4人，副教授6人，高工5人，讲师2人，工程师3人。我们的学历结构也是这样的，博士10人，硕士6人，学士4人，大学3人，大专2人；我们的年结构是40岁以下的占20人，40-50岁的占56%，50岁以上的占24%。

    二、实验教学的成果

    我们的中心获得国家教学成果二等奖1项，省部级教学成果一等奖6项，二等奖5项，国家级精品课程三门：材料力学，理论力学和结构力学。所以在我们的力学基地和整体的力学来说我们获得国家精品课的数应该是最多的了。我们值得一提的是我们有一本教材《理论力学》，可能大家都比较熟悉，这本书在我们国内来说是非常有名的，年销售量也是很大的，肯定是排在最前面的，所以高教处对我们这本教材也是非常的重视。

    我们有获得国家名师奖的1项，省教学名师奖2项。2004年我们在国家教学基地验收时，被评为优秀教学基地，可能是被排在全国第二名。

    近五年来出版的教材与多媒体电子教材29部，其中国家“十一五”规划教材4部，我们发表的教学论文74篇。

    我们对于实验教学首先是在体系上下了一些工夫，因为这个是结合我们的力学基地的建设，并且我们也是最早参与讨论我们的实验教学示范中心建设标准的单位之一，实际上我们在2000年的时候，就在全国开了很多次的关于建设标准的讨论，参与了这方面的工作。我们实验室的建设是延续了力学系的课程改革与实践改革的思路进行建设的，主要是以基础力学主干课程为纵线，将实验教学内容化为基础性、综合性和研究性的三个层次，所以就把我们实验的水平和定位体现出来，形成了纵横交织的实验教学体系。我们注意突出不同课程，不同层次的实验交叉联系，力争在实验教学中实现各门基础力学课程的融会、贯通，我们也是这样来做的。

    这个就是我们实验课程和实验室、实验开发的总体思路，我们把基础力学实验教学作为一个基础，实现各门课程的融会、贯通。我们可以通过实验把我们理论力学和材料力学的内容融汇到一起。我们把一些专业课程，包括我们综合性、研究性的等等实验都进行融会贯通，就使得学生在动手能力的培养和能力思想创新方面有一个提高。

    现在我们的力学实验中心的实验室设置是这样的情况，我们的学科专业实验室是粉色的来设置的，我们的专业实验室这一块也是很强的，我们基础课程的实验室基本上有14个，就是绿色的，这些实验室都是我们新建的。蓝色的这部分是我们以前的实验室，但是我们也在内容上添加了一些新的东西，但是不属于新建的，都是属于以前一直就有的实验室。

    我们实验室的建设在设备自制方面是有特色的，我们自制了很多的教学设备，实际上有31类104台套，我们向其他学校提供的也有一些。我们获得实用新型专利2项，申请发明专利3项，现在正在受理当中。

    我们的材料力学性能实验室是与德国的ZWICK公司共建的，我们购买了它的6台材料实验机，它给我们的价格非常的优惠，德国ZWICK公司总部的设备我们可以免费的使用，如果我们想做一个实验，可以把资料给他们寄过去，我们可以在网上看到同步的实验情况，这样对我们的教学科研起到了一个很好的作用，我们实际上也是利用我们的教学平台，和企业有一个互惠、双赢的合作状态，就是说通过我们使用他们的设备扩大了他们公司的影响力，同时他们公司要支持我们的教学建设，给我们提供最好的仪器设备，所以在它的设备上面都配备了他们最新的专利成果，我们有了这么好的设备，如果单单就做我们的简单材料的拉伸和压缩，可能对设备来说是个浪费，对于我们的实验教学来说也达不到我们预期的效果，因为这个设备好，我们只是做材料的拉伸和压缩，内容肯定就不饱满了，所以我们有了设备以后，就对实验的内容加以了创新，让学生通过这样的很简单的实验来认识到最新的科技的发展，和一些最新的知识点，让它从实验当中体现出来。这样也使得我们实验的内容丰富了，实际上我们并没有增加多少钱。

    我们新建的一些实验室基本上都是开放的实验室，但是不是完全的开放，我们叫做条件开放，我们设定比如说从10-15周做这个实验，那么学生就在这个时间段去选，还没有达到完全开放的程度，如果达到完全的开放就可以不设定周次了，他可以随时的来选，不管是假期还是在任何时间，我们给学生做的基础实验基本上都是两个人一组。

   我们的理论力学实验室在全国来说也应该是开的比较早的，我们现在的理论力学实验室做的理论实验可能我们这学期能达到8个学时，我们在基地建设的时候一般都保持在6个学时，其中两个学时是属于必选的，留下两个学时让他们在14个理论力学的实验中自选。

    我们的振动实验室还申请了几个专利。

    我们还有一个电测应力分析实验室，这个实验室在全国也是最早实行开放的，加上二学区的话我们应该有60台套的自己制作的试件，学生两个人一组，我们规定每个学生至少要贴三个应变片，一组两个人要贴六个应变片，我们只是提供必要的设备和实验台，给他的任务就是要把应力，比如说我们可以测载荷、测扭转、测力，我们把个实验台设立的任务是不同的，他可以自选，选完以后他要实现自己的目的，可以自己进行设置，所以这个实验我们给的学时数比较多，是4个学时，对我们学校来说，我们的4个学时就相当于6个学时了，我们是早上7点多就进实验室，到中午12点多才出来，所以说学生通过这个实验首先和工程特别的接近，因为将来我们的学生分到企业和用人单位之后，最先接触的还是我们的工程任务，比如说他设计一个东西，比如这个地方你设计得不合理，或者力有危险，这一点比较危险的，他马上就可以用电侧法来测一下，通过动手以后他的担子就比较大了，如果他没有亲自的做，就没有这个胆量的，所以我们对学生的动手能力培养方面充分考虑到了他将来和企业的实际联系能力。

    我们还有一个工程流体力学实验室，这个实验室也是建得比较有水平的，其中有一些设备是自己做的，但是多数是买浙大的，因为他们在这方面做的比较好。

    我们还有扭转实验室，这些实验室都是开放的，我们自己做的实验设备，主要是考虑到我们经费运行情况，我们把最早的标准ф10的扭转实验缩小了，缩成了ф6或者是ф5的形式，这样我们做一个件就要1块多钱，如果用那种ф10的，我们就得一个试件4、5块钱，考虑到我们的运行情况就做了12台这种扭转的实验机，其实我们做下来也是很便宜的，用不了多少钱，但是却满足了我们的实验要求，我们和学生讲得很清楚，说为什么我们没有采用国家的标准去做。因为我们在培养学生的时候也要有一个标准的概念。

    结构强度实验室主要是让学生有一些创新实验，还有一些我们本专业的学生经常要做这些实验，比如说测量悬索的内力，还有机翼的一些结构力学的性能，我们都是通过这个实验室来做的。但是我们的本科生是可以选的，比如说他们选结构的多点的应变测量或者可能选一个大组10几个人或者是全班来做这个实验，这个我们都是允许的。

    还有一个研究型的实验，我们叫做材料动态力学性能实验室，这个实验室主要是做粘弹性材料冲击拉伸实验，主要是做飞机的轮胎，还有比如说我们的航天器在着落的时候、缓冲的时候要有这个实验，这个实验我们也让学生可以自己去选，因为我们现在的材料已经不完全是金属材料了，所以一些有机材料还有一些粘弹性的材料我们给一些好的学生，如果他想选我们就让他来做这种研究型的实验。

    大家看到选的学生还是比较多的，但是这个实验我们不是开放的，是学生选了以后我们还要根据学生预习的情况来看让不让他来做这个，因为我们要选的实验很多。

    我们还有一个实验室叫做网壳、网架结构实验室，这个主要是针对二学区的土木的学生，对他们来说是他们必选的，因为最新的，比如说机场的建设，都需要这种实验的，我们就对这个网架位移的时候受理的情况，都让学生来做一些，对这种网壳的结构我们也是做出来让学生进行实验，我们二学区的学生做完以后对于他们今后进行建筑设计等等的帮助是非常大的，首先在他们的思想里就有这么一个强度、钢度和稳定的概念，所以这方面对他们的帮助比较大。

    我们的本科生科技创新实验室实际上我们有好几个，在这里我给大家介绍这么一个，我们叫做动静载荷测量实验教学系统，实际上也有我们的两个专利在里面，一个专利我们叫做轨道衡，比如说我们的电厂每天都要有很多的煤进来，他要进行测量，不是让火车停下来一个一个车箱的承重的，他是一开进去以后就知道了进来了多少煤，所以我们叫做轨道衡，这个我们也有应用，就是在黑龙江省的几个大的电厂都采用了我们的轨道衡。还有一个专利就是我们刚刚在的偏载，如果车箱装货的时候偏了，车辆行驶的时候就会脱轨，所以我们就利用电测的方法给他们做了一套系统，当货车从我这一过的时候我就知道哪一节车箱装偏了，可以重装，避免了工程的事故。我们这个的背景主要是针对它来做的，对这个完全是我们的学生创新的实验内容，我们给他提供了一个硬件的条件，学生可以在这上面充分的体现他的聪明的才智，从他的支撑条件的设置，我们的学生就有这么多的东西在做，实验的原理就是这些。

今天我们有一个新的创新的内容是学生提出来的，现在我们的火车一提速，对铁轨的搭接就出现了问题了，如果是相对的搭接以后由于有缝隙，所以列车和铁轨都要产生很大的针对，这样速度高了以后就有一个共振区，可能越不过去，所以要产生很大的振动，现在我们的铁路上解决的方法是在有的段上把铁轨焊在一起了，搞力学的都知道这样是很危险的，由于温度的变化产生的温度的应变和温度的变形，铁轨就容易变形，这样火车的运行是不安全的，所以我们的学生基于这个思想就考虑不同的搭接的类型，这里面当然涉及到材料力学的强度了，因为有薄弱的部分，还有就是产生的振动量，我们的有缝隙的和不同搭接形式的针对量和位移等等，这方面他们现在正在研究这些方面，他们做得非常好。   

我们下面还有一些综合性实验，我们叫“跨课程的综合实验”，这个实验是我们的压杆稳定综合实验，实际上大家知道在我们的材料力学里面做压杆稳定实验就是用一台压力机，把一个梁或者是一根杆放到实验机上一压，当它产生很大的位移的时候，我们认为它不能够再继续承担了，它就失稳了，比如说它的挠度扩大了，这个时候我们说这是它的受压的载荷，这是我们的材料力学，我们现在是这么来做的。但是对于这个实验我们有的老师在推导，说这个受压的时候的临界载荷是不定的，那样的话就没规律了。所以我们想理论力学和材料力学的内容结合起来，实际上这个内容也不是我们自己想出来的，而是我们航天科研的一个项目，我们的航天结构实际上一做就做那两、三个，它受压的时候就容易产生破坏，强度可能是够了，给大家举一个例子，我们的长三甲在发射的时候有一次就失败了，原因就是放陀螺的支架在发射的失稳了。对于这样的结构，由于它做的数量比较少，又特别的昂贵，不可能做一个让你压一个，或者是做10个让你压5个，他就希望做一个就要拿出一个标准来，它的临界受压的载荷是多少，并且还不允许破坏它来进行实验，所以为了解决这个问题我们就用振动的方法来做，我们给他加很少的载荷，加几次之后把这个固有的频率测算出来，通过理论力学的研究我们知道，我们的力和固有频率是成正比的，所以我们根据这个就用零力学的方法来测量材料力学的压杆稳定。对于这个我们也发表了一些文章，在《力学与实践》2001年第6期上我们做了一些介绍。现在浙大的力学实验中心又把它进一步的开发和完善了，他们投入了一些人力，对于这个一端固定一端自由的临界载荷实验做了出来。我说你们真的是把我们这个实验给发展了，所以我们也想把我们的这个实验介绍、发展到全国去，我们叫做把各门课程融会贯通，并联系到一起。

    我们利用我们的振动的零力学实验，还给学生们做流体密度测量的综合实验，对于流体密度来说大家都知道做这个实验我们用浮子往液体里面一放，根据沉降的高度把流体的密度测量出来，这是我们经常做，但是我们利用振动的方法来测量它固有的频率，可以使得我们测量流体密度的精度至少提高一个量级，我们能够测出来矿泉水和水的密度的差别是多少，所以说我们让学生来做这个实验，学生做实验的兴趣也很大，他们比如说取一些水加一点盐看看它的密度相差多少，这个学生的兴趣比较大。

    我们在课堂上也做一些启发性的实验教学，这是理论力学的高速转子，当这个轮子转的时候，他就会看到特别是我们的滑冰的运动员运动的一些情况。

    我们利用我们基地的建设经费还建设了一些水平比较高一些的实验室，比如说微观、表面强度实验室，这台设备我们叫万能实验机，这也是ZWICK提供给我们的，随着我们科技的发展，现在很多的薄膜已经用到了我们的科学实验中，这个薄膜的常规的力学性能的测试是不好测的，你不能把薄膜放到拉力机上去拉或者是压，它的一些材料的常数都是我们想要知道所以我们的ZWICK公司就设计了这台万能测试机，是通过一些纳米机的强度把一些材料的性能测出来，我们把能测的材料先用普通的方法测量出来，然后再放到他们的机器上去测，最后我们测量得到的结论是它的机器和我们测量的数值相差5%，所以这个精确率是很高的。

    我们有一台原子显微镜，学生做实验的时候，想要知道我们的裂纹等等的一些情况，我们可以给学生来做这方面的测试，首先让学生信服我们所做的整个的实验，就是给学生们一个更高的了解。

    我们的这个实验室还聘请了一些国际上知名的学者来做我们的兼职教授，这是我们请的佐治亚理工的教授，这个学校有很好的实验室，可以做超声波等实验，我们下一步准备和它合作，来把我们的实验教学水平提高一步步。

    我们这个示范中心的建设实际上是由我们的精品课程来促进了我们示范中心的建设，因为通过精品课程的建设就要求我们的实验作为它的基础，所以我们很多的老师兼职到我们的实验室来工作，所以我们才开发出了这么多有一些水平的实验。

    我们教学的理念，是我们的基地和学校帮助我们总结出来了，我们是依托国防和航天的高技术特点，充分利用学科的优势与成果，把我们的实验水平提高了，充分发挥了国家精品课程、教学名师的影响，使得我们的实验教学的改革达到融会、贯通这样的目的，不断推出高水平的教学科研成果，起到了一个示范作用。

    我们对学生的培养主要是注重学生的独立思维能力和综合解决问题的能力，这是我们基地的特色，我们建立了实验教学的新体系，并且在我们的示范中心网站上有内容介绍。（赵树山系哈尔滨工业大学力学实验教学中心副主任，本讲话经规划处相关人员缩编）