認識實習在線教學的探索與實踐

邱月 房凱 楊坤 譚濤

[摘 要]實習在高校本科教育環(huán)節(jié)中占據著十分重要的地位。文章以工程力學專業(yè)為例，說明了認識實習的重要性，并依托校友邦平臺、騰訊會議及虛擬仿真實驗室，從教學內容、教學方法、教學考核方式三方面具體介紹了認識實習在線教學的探索與具體實踐做法。

[關鍵詞]工程力學;認識實習;騰訊課堂;虛擬仿真實驗室

[基金項目]2017年山東省研究生導師能力提升項目“以社會出口反推力學研究生數值模擬課程”（SDYY17033）;2017山東科技大學研究生導師能力提升項目“以社會出口反推力學研究生數值模擬課程”（KDYC17001）;2020年山東科技大學教育教學研究“群星計劃”項目“面向行業(yè)、強化特色—工程力學專業(yè)人才培養(yǎng)模式構建”（QX2020M01）

[作者簡介]邱 月（1987—），女，江蘇濱海人，博士，講師，研究方向為巖土力學。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-10-09

錢學森曾指出：“力學是工程科學的基礎，以工程和自然界的真實介質和系統(tǒng)為研究對象，成為技術科學中貢獻特別多的一個部門?！惫こ塘W作為力學的一個分支，有力地支撐了我國經濟社會發(fā)展和國防安全。將人類送入太空的航天技術、單臺功率達百萬千瓦量級的發(fā)電機組、世界上里程最長的港珠澳跨海大橋和大型海上采油平臺，離不開工程力學的加持助力。工程力學專業(yè)作為眾多工科專業(yè)的基礎，主要以培養(yǎng)掌握工程力學專業(yè)理論知識，具備較強工程計算技術和試驗能力，在能源、航空航天、船舶、機械等工程領域中從事與力學有關工作的研究創(chuàng)新型人才和應用創(chuàng)新型人才為目標。

一、工程力學專業(yè)認識實習的重要性

“知者行之始，行者知之成：圣學只一個功夫，知行不可分作兩事”（王陽明《傳習錄》）。在高校本科教學中，實踐教學也占據著十分重要的地位，如：認識實習、生產實習、畢業(yè)實習等。認識實習是工程力學專業(yè)本科教學過程中重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一，開設于大學一年級下學期。但多年來學生對認識實習還沒有深刻的理解，沒有意識到認識實習是自己將所學專業(yè)理論知識與生產實際進行碰撞的第一個關鍵環(huán)節(jié)。認識實習的真實效果將為以后的生產實習甚至走入工作崗位留下深深的印跡。所以認識實習不是走過場、走馬觀花，必須要達到“入心”“入腦”的效果，才能真正達到認識實習所要達到的目的[1]。

工程力學專業(yè)知識理論化較強導致認識實習的實踐作用更加突出，通過實習，可以培養(yǎng)學生對專業(yè)的感性認識，為后續(xù)專業(yè)課程理解專業(yè)理論打下基礎。此外，通過現(xiàn)場參觀、實踐操作等方式可以使學生了解力學在土木工程、交通工程、海洋工程、石油工程及機械工程等領域的應用，初步認識各個領域內的力學問題，并深入體會力學的重要作用。同時，培養(yǎng)學生對專業(yè)的熱愛，增強學習和從事專業(yè)的信心，為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定良好的基礎。

二、工程力學專業(yè)認識實習的探索與實踐

在學生無法返校，不能深入現(xiàn)場實踐、不能與教師面對面溝通的情況下，如何保證為時一周的認識實習教學得以順利、有效地展開，是現(xiàn)實留給老師們的一道難題。本著以國家社會發(fā)展人才需求為導向，堅持“厚基礎、重實踐、寬口徑、強能力”的育人方針，工程力學專業(yè)老師群策群力，提出了依托校友邦平臺、騰訊會議直播、虛擬仿真實驗室等在線形式的教學內容、方法及考核形式探索與實踐。

（一）教學內容的探索與實踐

1.開展實習動員，明確實習目標。認識實習的預期目的是專業(yè)本科生基于前期學習的理論知識應用到實際的生產實踐中，并初步具備一定的分析和解決問題的能力，同時在認識實習的過程中能夠進一步激發(fā)學生的興趣，發(fā)現(xiàn)工程力學專業(yè)在實際生產中起到的重要作用，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定一定的基礎。

本次實習中開始前，教師依托騰訊會議在線直播，明確認識實習在線教學的具體方法，介紹認識實習的重要性、主要任務、時間及內容安排、考核要求等，便于學生對認識實習有個初步的認識。

2.觀看紀錄片，完成思政教育。習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上強調“高校立身之本在于立德樹人”“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”。立德樹人就是要培養(yǎng)大學生的信仰，將當代大學生培養(yǎng)成為能夠堅定“四個自信”、堅定共產主義理想信念的全面發(fā)展的人才。

在本次實習過程中，教師通過與學生一起觀看和討論《北斗三號GEO-3衛(wèi)星發(fā)射》紀錄片，認識到了力學在航空航天中的重要性，了解到了北斗三號收官發(fā)射的一波三折，體會到1964年周恩來同志在中央專委第八次會議上提出的國防科研的“十六字方針”—“嚴肅認真、周到細致、穩(wěn)妥可靠、萬無一失”的重要性，提升了大家的愛國熱情與科技興國的責任感;通過觀看《中國路》和《港珠澳大橋》，進一步認識力學在土木工程、橋梁工程中的應用，同時提升了我們對集中力量辦大事的制度優(yōu)勢的自信與認可，工程中的多個“首次”也進一步向我們說明了創(chuàng)新的重要性;通過觀看《良渚》，一起認識水利工程中的力學問題，增強了學生對中華民族文化與文明的自信。

3.“大家來找碴兒”，增進專業(yè)認識。同心山成玉，協(xié)力土變金。為增強實習過程的趣味性及學生之間的團結協(xié)作能力和凝聚力，設置“大家來找碴兒”環(huán)節(jié)—尋找影視劇中的力學穿幫問題，以宿舍為單位進行分組，搜集5個力學問題，并完成包括力學問題提出、問題分析在內的PPT制作，通過騰訊會議的形式進行在線答辯，其他小組成員對答辯小組進行提問和評分。

4.在線參觀實驗室，強化專業(yè)認知。本次實習通過騰訊會議直播的形式，先后邀請了實驗室教師對礦山災害預防控制重點實驗室中MTS815巖石伺服試驗系統(tǒng)、跨尺度巖心掃描成像系統(tǒng)、深部巷道動載試驗系統(tǒng)、三維相似材料模擬均壓柔性加載實驗系統(tǒng)、高水壓巖石應力—滲流耦合真三軸試驗系統(tǒng)、采動煤層底板突水模擬實驗裝置、霍普金森壓桿測試系統(tǒng)、RLJW-2000型微機控制巖石伺服三軸、剪切（蠕變）試驗機等一批世界先進水平的科研儀器裝備和礦業(yè)工程國家級實驗教學示范中心的數字化實驗室、工程模擬實驗室、微型巖石力學試驗臺等教學儀器設備進行了詳細的講解演示，對學生提出的疑問進行了耐心解答，通過本環(huán)節(jié)強化了學生對專業(yè)相關領域的認知。

5.參與在線講座，了解學科前沿。隨著科技的進步，我國經濟、教育等各行各業(yè)均得到了快速發(fā)展和提升，專業(yè)知識的更新速度在不斷加快。讓學生在本科階段就盡可能多地接觸學科前沿，促進學生了解所在學科或相關學科領域的前沿知識、科技成果和先進技術，掌握最新的研究動態(tài)，有利于拓展學生的學術視野、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和學科興趣。所以教學過程中，滲透學科前沿知識成為不斷完善高校教育和深化教學改革重點[2]。

本次實習依托專業(yè)辦學二十周年校友系列講座、成長論壇以及實習期間各行業(yè)領域的專家講座，拓寬學生對力學領域的認知，如：校友講座中“表面功能化的仿生力學研究”就引起了學生強烈反響和熱烈歡迎，仿生力學中“原創(chuàng)性研究可以從生物演化中汲取經驗”也更好的說明了實踐對于創(chuàng)新的重要性。

6.“你來做，我來評”，提升實習體驗。實踐出真知，為增強實習體驗，本次實習設置了“你來做，我來評”環(huán)節(jié)，鼓勵學生開展模型制作。以制作橋梁模型為例，以硬卡紙和白乳膠為原材料，在明確橋梁跨度要求的情況下，鼓勵學生獨自完成模型制作，通過騰訊會議在線直播的形式進行承載能力測試、回答同學提問以及力學分析等環(huán)節(jié)，同學相互之間進行評分。

7.虛擬仿真實驗室體驗，拓寬專業(yè)廣度。高等學校虛擬仿真實驗教學中心在經費投入、實驗時間、實驗空間、實驗環(huán)境等方面具有突出的優(yōu)勢，實現(xiàn)了虛擬實驗室和實物實驗室的深度融合[2]。虛擬實驗室在建設方面具有維護成本低和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，在教學科研方面有效率高、學生易于學習和操作等優(yōu)點。虛擬仿真實驗教學中心的建設不僅能提升實驗教學質量，而且還很好地推動了學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，使得實驗教學與信息化相輔相成[3]。

為增強學生對力學交叉領域的認知，利用眾多在線課程資源和平臺都免費的機會，積極引導學生參與土木、能源、海洋、航空航天等領域內虛擬仿真實驗室操作體驗[4]，如：浙江大學的超重力離心模擬虛擬仿真實驗、鋼筋混凝土結構受力破壞虛擬仿真實驗項目，山東大學的隧道綜合超前地質預報虛擬仿真實驗，河海大學的極端天氣下的海岸防護工程設計、北京理工大學的微重力環(huán)境下大型航天結構展開虛擬仿真教學項目、中國人民解放軍空軍工程大學航空發(fā)動機特性虛擬仿真實驗等。通過虛擬實驗室介紹進一步明確了實驗目的、較為完整的完成實驗操作和在線討論等方式，在克服了地域限制的同時進一步增強了學生的實踐體驗。

（二）教學方法的探索與實踐

由于地域限制，不能進行現(xiàn)場實踐教學環(huán)節(jié)，根據實習內容的不同，針對性地選擇以下幾種方式完成教學：

1.教師輔助實習環(huán)節(jié)。在實習動員階段，建立認識實習QQ群，將課堂命名標準化為“學號+姓名”，充分利用騰訊課堂界面可以同時顯示PPT、教師聲音、視頻畫面及課程可以回放觀看的優(yōu)點，開展實習說明會[5];在紀錄片觀看階段，利用騰訊會議屏幕共享的方式與學生一起觀看、討論紀錄片，融入思政教育元素;在“大家來找碴兒”和“你來做，我來評”環(huán)節(jié)，依托騰訊會議，開展線上答辯、作品展示以及力學分析討論，充分克服了地域的局限性，提高了學生的熱情與參與度。

2.學生主導實時交流。依托專家講座、校友論壇等形式，利用騰訊會議邀請不同研究方向的專業(yè)教師、校友同時參與討論交流，對學生現(xiàn)階段的困惑進行回答和幫助，在提升學生對專業(yè)認知的同時，通過榜樣的力量激發(fā)專業(yè)學子對專業(yè)的學習熱情。

3.虛擬仿真輔助提高。在實踐操作環(huán)節(jié)，充分利用力學相關行業(yè)各高校虛擬仿真實驗室，通過介紹不同領域內力學的融合與應用，在明確試驗目的、了解試驗方案的基礎上，鼓勵學生一起動手完成試驗操作，掌握基本試驗技能。

（三）考核方式的探索與實踐

以過程教學管理模式為參照，以出勤、實習日志、實習表現(xiàn)、實驗操作為過程成績，結合實習報告成績綜合評定學生的實習成績[6]。為克服騰訊會議教學過程沒有記錄、無法留作業(yè)，騰訊課堂簽名只能顯示打卡人數、無法導出數據等缺點，本次認識實習過程依托校友邦實習平臺進行出勤、實習日志及實習報告考核。

1.出勤、實習日志過程考核。依托校友邦平臺，每日簽到兩次，含一次簽到，一次簽離;每日提交一次日志，對每日實習內容及實習感受進行反饋，教師每日需要進行實習點評留言，并實時進行實習計劃調整。

2.實習表現(xiàn)、實驗操作過程考核。在“大家來找碴兒”和“你來做，我來評”等環(huán)節(jié)，對主動擔任小組負責人、積極提問等同學進行實習表現(xiàn)加分;虛擬仿真實驗室體驗環(huán)節(jié)，通過提交注冊信息及電子版實驗報告實現(xiàn)對操作環(huán)節(jié)的考核。

3.實習報告考核。實習結束前，根據實習目標、實習要求（具體要求）等在校友邦平臺內上傳實習報告模板，學生通過校友邦平臺提交電子版實習報告。為了解實習改革情況，在實習報告中專門設置實習體會環(huán)節(jié)。在實習報告審閱過程中，需綜合考慮實習報告撰寫的真實性、實習內容撰寫完整性等方面進行綜合評判。

三、總結

工程力學專業(yè)作為工科基礎專業(yè)，與眾多工科專業(yè)具有很強的交叉性和融合性。認識實習是工程力學專業(yè)學生理論聯(lián)系實際過程中的重要實踐教學課程，起到聯(lián)系理論學習到生產實踐的橋梁作用，同時也可以提升學生對本專業(yè)學習的信心和興趣[7]。隨著科學技術的不斷發(fā)展，充分利用在線資源為培養(yǎng)研究創(chuàng)新型人才和應用創(chuàng)新型人才提供了更為便利的條件，選擇合理的實習資源、合適的實習方式以及有效的考核方式對人才培養(yǎng)至關重要[8]。

參考文獻

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Abstract： Practice plays an important role in undergraduate education in Colleges and universities. Taking the major of engineering mechanics as an example， this paper illustrates the importance of cognition practice， and based on alumni state training platform， Tencent conference and virtual simulation laboratory， it specifically introduces the exploration and practice of online teaching of cognitive practice from three aspects of teaching content， teaching methods and teaching assessment methods.

Key words： Engineering Mechanics; Cognition Practice; Tencent classroom; Virtual simulation laboratory