基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革研究與實(shí)踐

田淑俠 肖艷秋 李育文

摘要：基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)是工科類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)踐和工程技術(shù)研究的重要基礎(chǔ)，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有非常重要的作用。鄭州輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我弧?shí)驗(yàn)內(nèi)容多而教學(xué)課時少等問題。針對這些問題，學(xué)校對基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行了改革和探索，提出了新的實(shí)驗(yàn)教材編寫方法，并建立了一套行之有效的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及成績考核制度。改革方案在提高實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用效率的同時可以實(shí)現(xiàn)對實(shí)踐教學(xué)效果的實(shí)時有效監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;成績考核制度

當(dāng)前，高校人才培養(yǎng)目標(biāo)已經(jīng)由培養(yǎng)知識型人才轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才，這對高校提出了更高的要求。高校應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，改革與現(xiàn)代教育思想不相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段，以適應(yīng)新的變化和要求。力學(xué)課程是高校工科類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，涉及機(jī)械工程、車輛工程、土木工程、能源工程等眾多專業(yè)。而基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)作為力學(xué)課程的一個重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最早接觸的工程實(shí)踐類課程，對他們理解工程基本理論、基本概念和提高基礎(chǔ)知識的實(shí)際應(yīng)用能力有至關(guān)重要的作用。然而，當(dāng)前一些高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位沒有得到相應(yīng)的提高.在師生中普遍存在重理論、輕實(shí)踐，重授課、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室的作用認(rèn)識有一定偏差，實(shí)驗(yàn)課僅被認(rèn)為是理論教學(xué)的附屬部分，這均不利于對高層次綜合型人才的培養(yǎng)。因此，在高等教育改革的大形勢下，如何順應(yīng)教育模式的轉(zhuǎn)型，對力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法、教學(xué)模式進(jìn)行改革，使之更好地為師生服務(wù)，已成為高校基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。

一、鄭州輕工業(yè)學(xué)院力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

由于近些年的擴(kuò)招，高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面積、器材設(shè)備數(shù)量、運(yùn)營經(jīng)費(fèi)等各方面的保障均相對落后于擴(kuò)招的速度。鄭州輕工業(yè)學(xué)院力學(xué)教學(xué)和大多數(shù)高校一樣存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、模式單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多而教學(xué)課時少的問題。學(xué)校力學(xué)實(shí)驗(yàn)往往附屬于理論課程，這造成了部分學(xué)生和教師對實(shí)驗(yàn)的重視程度不夠，一些學(xué)生產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)可有可無的心理。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的主觀意識不強(qiáng)，往往抱著為了完成實(shí)驗(yàn)報告、完成教師對此項(xiàng)成績考核的態(tài)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課流于形式，無法達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

近年，學(xué)校高度重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。學(xué)校參照教育部《高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，組織力學(xué)系教師到兄弟院校同類實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，并結(jié)合本校辦學(xué)特色及專業(yè)設(shè)置情況，精心制定了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，對力學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行了大批量的更新，滿足了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。然而，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備大批集中更換、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所調(diào)整、詳細(xì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊編寫難度較大，且存在力學(xué)實(shí)驗(yàn)每年參與學(xué)生人數(shù)較多等問題，致使實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師一時難以適應(yīng)。因此，學(xué)校只能在設(shè)備更換期間暫時由第一、二批實(shí)驗(yàn)五位指導(dǎo)教師每人負(fù)責(zé)一種設(shè)備，從實(shí)驗(yàn)原理到實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作，重點(diǎn)把握每一細(xì)節(jié)。而學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中由各位教師各負(fù)其責(zé)，分工合作，共同促使得第一、二批實(shí)驗(yàn)順利完成。

實(shí)驗(yàn)期間也出現(xiàn)了一些問題，如學(xué)生誤操作將實(shí)驗(yàn)機(jī)行程超過限位標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備無防護(hù)罩造成的試件飛出等安全隱患。這些都在一定程度上對學(xué)生的人身安全和設(shè)備的正常運(yùn)行造成威脅，學(xué)校需要對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更進(jìn)一步的改造。

基于上述基本情況，學(xué)校對整個力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的運(yùn)行機(jī)制、管理模式和實(shí)驗(yàn)成績評價方法進(jìn)行研究和改革勢在必行。

二、力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索及實(shí)踐改革方案

針對上述問題.學(xué)校力學(xué)系教師分工合作，以本校力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺現(xiàn)狀為本，針對學(xué)校專業(yè)設(shè)置情況、生源情況、教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀等，積極進(jìn)行力學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)改革研究，對目前正在進(jìn)行的力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，并建立適合自身的力學(xué)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控及評價體系。

（一）力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

以往學(xué)校基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目僅局限于基本型實(shí)驗(yàn)，主要為測試材料主要力學(xué)性能指標(biāo)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如低碳鋼和鑄鐵的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊等實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)以加深學(xué)生對力學(xué)基本理論、基本概念及常見材料的基本力學(xué)性能等理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法為目的。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，學(xué)校適當(dāng)增加了綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新提高型實(shí)驗(yàn)。

綜合型實(shí)驗(yàn)，如梁純彎曲和彎扭組合實(shí)驗(yàn)、疊合梁實(shí)驗(yàn)等。這一類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在已知實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)條件的前提下，通過查閱資料、小組討論的方式提出實(shí)驗(yàn)方案，并最終按要求達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹４祟悓?shí)驗(yàn)一般源于實(shí)際工程應(yīng)用，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)用性及實(shí)驗(yàn)方式的靈活性可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維，對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)及分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝撕芎玫姆绞健?/p>

創(chuàng)新提高型實(shí)驗(yàn)，如以汽車主軸為原型的組合變形梁實(shí)驗(yàn)、以車削細(xì)長桿為原型的超靜定結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)等。此部分作為學(xué)生的選修實(shí)驗(yàn)，是以工程實(shí)際或模擬工程實(shí)際為背景的。學(xué)生需在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下自擬實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)方案，自行檢測和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而得出與工程實(shí)際相符的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。整個實(shí)驗(yàn)過程對學(xué)生理論知識的綜合應(yīng)用能力要求較高，著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際工程問題的能力，最大限度地提高學(xué)生的觀察力。

（二）實(shí)驗(yàn)教材編寫方式方法的改進(jìn)

以往學(xué)校基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主要以自編教材為主，教材中所包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容局限于已有的老舊實(shí)驗(yàn)設(shè)備和基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)方法落后，實(shí)驗(yàn)缺乏擴(kuò)展性、延續(xù)性，與后續(xù)課程實(shí)驗(yàn)沒有連續(xù)性。為更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用，學(xué)校教師廣泛查閱相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)資料，吸取精華，整合資源，并針對學(xué)校辦學(xué)特色、專業(yè)設(shè)置特點(diǎn)、設(shè)備資源及師資情況等，重新編寫適合學(xué)校各專業(yè)學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材。教師編寫指導(dǎo)教材時主要考慮了以下三個方面：第一，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型盡量廣泛，既包含一部分基本型實(shí)驗(yàn)，又有綜合能力培養(yǎng)的綜合型和創(chuàng)新提高型實(shí)驗(yàn)。教材中既包含專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)，也增加了部分選修實(shí)驗(yàn)和延伸性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生留有充分選擇和學(xué)習(xí)的余地。第二，每個項(xiàng)目內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑺褂迷O(shè)備、試驗(yàn)原理和方法、后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法及課后思考等，但不列出詳細(xì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，僅包含主要部分，具體實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)可在實(shí)驗(yàn)過程中講述并進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，以避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程中不肯動腦，僅根據(jù)教材中詳細(xì)步驟一步一步進(jìn)行的情況。第三，部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己課下設(shè)計(jì)該部分內(nèi)容，以進(jìn)一步加深學(xué)生對工程技術(shù)理論的理解，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

（三）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及成績考核制度的改革

由于力學(xué)實(shí)驗(yàn)依附于力學(xué)課程，以往常常指定課程任課教師為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績由該任課教師評定，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過程并非全部由該教師完成，大部分是由力學(xué)教研室的其他教師完成的，課程任課教師往往只能根據(jù)學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報告完成情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成績的評定，這就造成了一定程度上的偏差。為更真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，更全面地了解?shí)驗(yàn)教學(xué)效果，我們經(jīng)大量調(diào)查、研究及討論，確定了新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及成績考核制度。課程授課教師不再擔(dān)任實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，學(xué)校采取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)制，由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)教師負(fù)責(zé)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)學(xué)生的指導(dǎo)、過程控制、實(shí)驗(yàn)成績的評定以及后期實(shí)驗(yàn)效果的跟蹤等任務(wù)，這樣有利于從多方面、多角度對參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果的考查。

三、結(jié)論

筆者介紹了鄭州輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及面臨的問題，并根據(jù)本校專業(yè)設(shè)置情況、生源情況、教學(xué)內(nèi)容、教師及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀等積極進(jìn)行力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革研究。實(shí)踐證明，學(xué)校關(guān)于基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革研究與實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果，提升了學(xué)生的實(shí)際動手能力，學(xué)校的探索對其他有相似情況的高校也有一定的借鑒作用。

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