張焱

南京工程學院材料工程學院 南京 211167

作者： 張焱，本科，實驗師，主要從事力學實驗的教學與管理工作。

材料力學是工科專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，理論課和實驗課相輔相成，缺一不可。力學實驗作為力學課程中不可分割的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，可以使學生學到力學實驗的基礎知識、基本技能和基本方法，對學生鞏固基礎理論、強化基本操作技能、培養(yǎng)思維能力十分重要[1],同時對培養(yǎng)工科學生用科學的方法來研究處理實際問題的能力，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，提高學生的綜合素質也有著極其重要的作用[2]。

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以及校園網(wǎng)建設的完善，為實驗室的網(wǎng)絡化平臺建設提供了條件。以校園網(wǎng)為依托，建設材料力學網(wǎng)絡化實驗教學平臺，通過該平臺有力地提高了材料力學實驗的教學組織能力，同時加強了實驗室的綜合服務能力。

1 建設思路

信息技術的發(fā)展為教學改革提供了有力保障，實驗教學的信息化建設能夠提高工作效率和管理水平，是目前教學改革的一個發(fā)展趨勢。針對南京工程學院實際情況，材料力學實驗教學的改革主要在增進教學管理水平、增強教學效果等方面下工夫。

材料力學作為學校的一門重要的專業(yè)基礎課，學生分布在各個院系，教師根據(jù)各個上課班級的課表情況組織實驗，同時實驗室的接待能力有限，時間安排上容易沖突。因此，要求網(wǎng)絡化實驗教學平臺能夠有效地進行實驗課表的安排，提高教學管理水平。

如果學生能夠在做實驗前對實驗內容和步驟進行深入了解，學生帶著問題和想法進行實驗，則能夠大幅增強實驗效果。這樣就要求教學平臺能夠提供詳盡的關于實驗的電子資料，并促進學生實驗前進行充分的預習，同時提高學生的學習興趣。

培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，只有按教材章節(jié)安排的單科目實驗是不夠的，必須有接近工程實驗的綜合性、設計型實驗[3]。針對一些對力學要求高的專業(yè)，以及對力學特別有興趣，想進一步深入學習的這部分學生，應建立開放式的實驗教學環(huán)境[4]，多組織綜合性、設計性實驗。網(wǎng)絡化實驗教學平臺應能夠提供學生自主選擇、申請實驗的機制，教師組織一些綜合性、設計型實驗，學生可以根據(jù)自身情況和興趣自由選擇，同時學生也可以申請開展某個實驗。通過這樣一種教與學的深度結合與互動，能夠有效提高學生的自主學習能力、工程實踐能力以及創(chuàng)新能力。

2 平臺建設

針對建設思路，結合學校實際網(wǎng)絡建設情況，基于校園網(wǎng)搭建B/S架構的材料力學實驗教學平臺，同時外網(wǎng)可以訪問，擴大平臺的使用范圍。教學平臺的功能設計在面向教師和學生充分調研的基礎上形成，主要的功能模塊如圖1所示。

2.1 學生子系統(tǒng)

學生子系統(tǒng)涉及的模塊提供學生使用，本文僅對主要模塊進行簡要說明。

1）資源庫瀏覽。將材料力學及其相關知識以資源庫的形式組織起來，通過對資源庫中各種資源的學習，學生可以強化課堂學習內容，拓展知識面。平臺還允許學生新增資源，或者對已有資源進行修改和補充，類似于維基百科，鼓勵學生參與到資源庫的維護中，提高學生的學習興趣，同時豐富了資源庫。

圖1 力學實驗教學平臺模塊圖

2）實驗預習。實驗前的預習是一個很重要的環(huán)節(jié)，為提高學生的積極性，預習資料按照實驗內容、實驗步驟、實驗動畫演示、實驗心得進行分類。已做過實驗的學生可以將實驗心得發(fā)表在平臺上，進行實驗預習的學生可以通過實驗心得獲取做此實驗的經(jīng)驗或者教訓。為鼓勵已做實驗的學生發(fā)表實驗心得，可以在實驗成績上予以體現(xiàn)。

3）報告提交。以往的實驗報告都是紙質的，既浪費資源，又增加了實驗教師的工作量。現(xiàn)在學生的實驗報告可以通過平臺提交給實驗教師，教師可以在線批改報告，并提交成績，大大提高了工作效率。

4）實驗申請。對材料力學要求較高的專業(yè)以及學習興趣較濃的學生，做完課程規(guī)定內的實驗之外，還想進一步多做些綜合性、設計型的實驗。為此平臺開放了一批該類型的實驗，全校學生都可以申請，根據(jù)申請的人數(shù)以及申請的實驗時間，平臺進行統(tǒng)一安排，盡可能地滿足學生、教師、實驗室等各方面的要求，提高管理水平。

學生在深入學習的過程中，往往會產(chǎn)生各種想法，通過實驗進行嘗試或驗證，學校應該鼓勵這種自主學習，這樣才能鍛煉和提高學生的創(chuàng)新意識。通過實驗申請功能，學生可以申請平臺實驗庫中沒有的實驗，實驗教師對學生提出的實驗進行評估，對實驗申請進行反饋，并盡可能提供實驗環(huán)境。

2.2 教師子系統(tǒng)

教師子系統(tǒng)涉及的模塊提供教師使用，本文僅對主要模塊進行簡要說明。

1）課表生成。需要進行材料力學實驗的學生分布在各個院系，進行實驗安排時，需要充分考慮學生課表、實驗室的接待能力等各種因素，因此手動安排實驗課表比較繁瑣，通過課表生成功能可以輕松生成實驗課表，并可以進行微調。

2）報告批改。學生在平臺上提交實驗報告后，實驗指導教師可以在線批改，批改后的實驗報告反饋給學生，學生接收到批改后的報告可以向實驗教師提問。通過針對實驗報告的相互反饋，促進教學相長。

3）成績錄入。實驗教師可以針對學生的預習情況、實驗情況、實驗報告以及平臺互動情況進行成績評定，平臺會自動收集平臺中學生的相關信息，輔助實驗教師打分。教師錄入成績后，學生可以通過平臺查詢成績。

4）實驗管理。平臺維護一個實驗庫，包括單科目實驗、綜合性實驗、設計型實驗、學生自主設計實驗。通過實驗庫的建設和管理，能夠有效積累實驗資源。

5）資源庫管理。平臺中的資源庫是開放的，鼓勵學生參與，學生可以補充、新增資源，力爭將資源庫建設成本校的材料力學“維基百科”。

3 結束語

建設材料力學網(wǎng)絡化實驗教學平臺，是利用網(wǎng)絡信息技術進行材料力學實驗教學改革的一次有益的實踐。實踐證明，通過基于校園網(wǎng)的材料力學實驗教學平臺的使用，提高了學生的學習興趣，增強了學習中的參與和創(chuàng)新意識，從而改善了學生的學習效果。同時學校的材料力學實驗教學管理水平也得到大幅提高。

[1]宋克志,周慶坡,吳江龍.材料力學開放實驗教學平臺建設探討[J].高等建筑教育,2012(2):115-117.

[2]賈賢安,劉一華,詹春曉,等.力學實驗教學改革的探索與實踐[J].合肥工業(yè)大學學報:社會科學版,2003(5):88-90.

[3]官邑,劉偉綱,袁蘇潔.材料力學實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理.2007,24(10).

[4]李順才,蔡瑜瑋.材料力學實驗教學若干思考[J].實驗技術與管理,2010,27(12):158-160.