黃海燕+賈巧燕+鄒曉琴

摘要：針對(duì)獨(dú)立學(xué)院工程力學(xué)實(shí)踐教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題，筆者結(jié)合多年的一線力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革，建立了由基本型、綜合型與研究型實(shí)驗(yàn)構(gòu)成的三層次教學(xué)新體系，修訂了實(shí)驗(yàn)考核方法，目的是加強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用能力，強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高學(xué)生利用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；三層次體系

工程力學(xué)是我院機(jī)械工程與制造等工科專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，目的是培養(yǎng)學(xué)生力學(xué)思維方法和分析問(wèn)題、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。力學(xué)實(shí)踐教學(xué)具有直觀性、探索性等特點(diǎn)，重視實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，能夠激發(fā)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。

一、我院工程力學(xué)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

近幾年，我院工程力學(xué)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀是：開(kāi)始時(shí)學(xué)生主動(dòng)性較強(qiáng)，之后逐漸減弱，甚至應(yīng)付。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，少數(shù)學(xué)生操作，大部分學(xué)生圍觀，抄錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中抄襲現(xiàn)象較多。具體原因有以下幾方面。

1.重理論，輕實(shí)踐。課程設(shè)置中以理論課為主，實(shí)踐課程沒(méi)有單獨(dú)開(kāi)課，教師極易形成重理論、輕實(shí)踐的心理。考試形式為筆試，幾乎沒(méi)有覆蓋實(shí)驗(yàn)部分的知識(shí)點(diǎn)，可能會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生重視理論學(xué)習(xí)。

2.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不科學(xué)。我院的力學(xué)實(shí)踐教學(xué)流程為：學(xué)生預(yù)習(xí)—教師講授—演示實(shí)驗(yàn)步驟—學(xué)生按步驟實(shí)驗(yàn)—記錄、處理數(shù)據(jù)—教師批閱。這種教學(xué)模式可以最大限度地保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。缺點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏興趣與主動(dòng)性，制約其主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)相違背。

3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次設(shè)置單一，不能體現(xiàn)動(dòng)手能力的遞進(jìn)發(fā)展。我院的力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次設(shè)置中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為16個(gè)課時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)為兩個(gè)課時(shí)。這樣的課時(shí)安排無(wú)法鍛煉學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

4.實(shí)驗(yàn)教材太過(guò)詳細(xì)。目前使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)報(bào)告仍是老版本，指導(dǎo)書內(nèi)容過(guò)于詳細(xì)，學(xué)生只要按部就班就可完成實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)記錄表格也很完善，學(xué)生只需將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入相應(yīng)表格，即可按照表格中規(guī)定的步驟處理。這樣的弊端是學(xué)生不知其所以然，始終被牽著鼻子走，不利于學(xué)生積極思考，也不利于挖掘?qū)W生的創(chuàng)造能動(dòng)性。

5.實(shí)驗(yàn)考核體系不科學(xué)。當(dāng)前，實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)由考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩項(xiàng)成績(jī)構(gòu)成，忽略了重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)手能力的過(guò)程考核。這樣的考核方式使學(xué)生只注重完成精美的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不愿動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)策

1.更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。清華大學(xué)前校長(zhǎng)顧秉林在第三屆國(guó)際工程教育大會(huì)上，指出在工程教育中普遍存在重“學(xué)”輕“術(shù)”的傾向，高校學(xué)生缺乏解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。這就要求高校管理者及教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的關(guān)系，充分體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及解決工程實(shí)際問(wèn)題能力中的重要作用。要從根本上轉(zhuǎn)變以往的傳統(tǒng)教學(xué)理念，樹(shù)立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的新型的先進(jìn)的教學(xué)理念。只有依托先進(jìn)的教育理念和教學(xué)方法，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深度挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，我們結(jié)合實(shí)際需要，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了整改。將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為三個(gè)逐漸遞進(jìn)的層次——基本型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)。（1）基本型實(shí)驗(yàn)?；拘褪且圆牧狭W(xué)基本概念為依托，以材料力學(xué)部分基本知識(shí)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，為之后的實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置四個(gè)項(xiàng)目：金屬的拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)，金屬的彈性模量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，金屬扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)變片的粘貼實(shí)驗(yàn)。該類型實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)原理性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，提取數(shù)據(jù)，處理分析數(shù)據(jù)，使學(xué)生加深理論知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)，鍛煉其獨(dú)立思考以及對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的處理能力。（2）綜合型實(shí)驗(yàn)。綜合型實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練學(xué)生熟練操作電測(cè)儀器，合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，從而強(qiáng)化其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。具體包括塑料的彈性模量與泊松比測(cè)定實(shí)驗(yàn)，壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)，純彎曲梁正截面應(yīng)力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。在該類實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生處于主導(dǎo)地位，教師只是起到輔助作用。學(xué)生查找相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，制訂實(shí)驗(yàn)方案（根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康莫?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選取測(cè)點(diǎn)，粘貼應(yīng)變片，設(shè)計(jì)橋路連接方式，測(cè)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄及處理表格），教師審核后完成實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)可以較好地鍛煉學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)查閱資料的能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神、溝通協(xié)調(diào)能力、儀器設(shè)備的操作能力，提高其分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（3）研究型實(shí)驗(yàn)。研究型實(shí)驗(yàn)與其他類型實(shí)驗(yàn)不同的是，實(shí)驗(yàn)環(huán)境相對(duì)寬松，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。首先，學(xué)生自由結(jié)合，4～5人一組，選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)條件，查閱資料（大約兩個(gè)星期左右），制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案（如測(cè)試裝置、測(cè)點(diǎn)布置、加載方式、橋路連接方式等），與教師討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性，最終確定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，記錄、處理數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)論文。

在此類實(shí)驗(yàn)中，我們可以設(shè)置以下項(xiàng)目：疊梁純彎曲時(shí)正應(yīng)力的分布規(guī)律研究，復(fù)合梁純彎曲時(shí)正應(yīng)力的分布規(guī)律研究，鉸合梁純彎曲時(shí)正應(yīng)力的分布規(guī)律研究，以及懸臂梁組合變形時(shí)應(yīng)力的分布研究。這類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟鰪?qiáng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識(shí)的能力，熟練查閱資料的能力以及團(tuán)隊(duì)合作、溝通協(xié)調(diào)的能力，為其今后的工作或深造奠定較好的基礎(chǔ)。

三、改革考核方式

1.事前考核。以往實(shí)驗(yàn)大致是5～6人一組，現(xiàn)在改為兩人一組，對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)較少的實(shí)驗(yàn)，比如拉、壓、扭實(shí)驗(yàn)，我們施行分批實(shí)驗(yàn)，基本上能保證2～3人一組。實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)方法，計(jì)算理論結(jié)果，完成預(yù)習(xí)報(bào)告。教師給出預(yù)習(xí)成績(jī)，該項(xiàng)在總分中占有20%的比例。

2.事中控制。對(duì)于預(yù)習(xí)考核合格的學(xué)生，教師在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型適當(dāng)講解實(shí)驗(yàn)涉及的理論知識(shí)，介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)，發(fā)放空白的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師以巡視的形式考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范程度、態(tài)度、對(duì)數(shù)據(jù)的合理性的判斷，以及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題的處理能力，給出實(shí)驗(yàn)過(guò)程分，該項(xiàng)占總分的60%。

3.事后檢驗(yàn)。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師根據(jù)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程、誤差分析、心得體會(huì)以及改進(jìn)方向進(jìn)行評(píng)分，該項(xiàng)占總分的20%。

四、結(jié)語(yǔ)

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，我們要充分挖掘?qū)W生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的理論知識(shí)綜合應(yīng)用能力，強(qiáng)化理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，增強(qiáng)學(xué)生分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾海燕.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐[J].設(shè)計(jì)藝術(shù)研究，2004，23（2）.

[2]許啟鏗，徐希萍，弋學(xué)亮.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)設(shè)想[J].中國(guó)技術(shù)裝備，2010（21）.

[3]趙冰，張巖.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的探討[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（3）.

[4]扶慧娟，辛勇.推行“卓越工程師計(jì)劃”培養(yǎng)實(shí)踐型工程人才[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（11）.

[5]蔡中兵.基于“卓越計(jì)劃”的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].佳木斯教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（11）.

[6]王耐艷，陳建軍，金達(dá)萊，等.工程材料綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)生主體作用的發(fā)揮[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（6）.