應(yīng)用技術(shù)型本科院校材料力學(xué)課程教學(xué)改革探索

趙靜

（蚌埠學(xué)院　機械與電子工程系，安徽　蚌埠　233030）

應(yīng)用技術(shù)型本科院校材料力學(xué)課程教學(xué)改革探索

趙靜

（蚌埠學(xué)院機械與電子工程系，安徽蚌埠233030）

摘要：結(jié)合應(yīng)用技術(shù)型本科院校的自身特點和辦學(xué)定位，以扎實理論基礎(chǔ)、突出創(chuàng)新意識和強化實踐應(yīng)用為培養(yǎng)目標，從理論教學(xué)、實驗教學(xué)和考核方式三方面進行了材料力學(xué)課程教學(xué)改革探索，實踐證明，通過改革取得了較好的教學(xué)效果.

關(guān)鍵詞：應(yīng)用技術(shù)型本科；材料力學(xué)；課程改革

從2014年年初教育部2014年工作要點中提出“探索本科層次職業(yè)教育”，到2月26日國務(wù)院常務(wù)會議做出“引導(dǎo)部分普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略部署，再到3月25日教育部在京召開2014年度職業(yè)教育與繼續(xù)教育工作會議提出“推動地方本科學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展”，再到4月25日在河南省駐馬店市舉辦首屆“產(chǎn)教融合發(fā)展戰(zhàn)略國際論壇”形成關(guān)于建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型本科院校的“駐馬店共識”，一系列部署引起了社會各界尤其是教育界對應(yīng)用技術(shù)型本科教育的廣泛熱議.應(yīng)用技術(shù)型高校以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)類人才為辦學(xué)定位，其培養(yǎng)的學(xué)生動手能力強于研究型大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生，理論基礎(chǔ)和專業(yè)能力又強于高職院校培養(yǎng)的學(xué)生.對學(xué)生的教育不能沿襲傳統(tǒng)本科的教育模式，需要進行一系列地改革.

材料力學(xué)是機械類、土木類等工程類專業(yè)的一門主干課程，是某些專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的一門專業(yè)基礎(chǔ)課.在教學(xué)過程中要綜合運用課程中所學(xué)到的有關(guān)知識與技能，結(jié)合各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進行工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和有目的從事工程設(shè)計工作打下基礎(chǔ)，因此材料力學(xué)課程在工程類專業(yè)的教學(xué)計劃中占有重要的地位和作用.

筆者通過近幾年的材料力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗，為適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型本科教育，總結(jié)了該課程在理論教學(xué)環(huán)節(jié)、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方式三方面的改革，通過實踐證明，取得了良好的教學(xué)效果.

1理論教學(xué)環(huán)節(jié)改革措施

1.1適應(yīng)工程實踐的需求，編寫突出工程應(yīng)用理念的教材

材料力學(xué)與很多領(lǐng)域的工程緊密相關(guān)應(yīng)用廣泛，它的概念、原理及公式看似簡單枯燥，其實際是把工程中的實際問題抽象為理想的力學(xué)模型.首先，教材在內(nèi)容安排上要保證學(xué)生有較厚實的基礎(chǔ)滿足本科教學(xué)的基本要求，使學(xué)生日后具有較強的理論基礎(chǔ)和發(fā)展后勁.其次，教材的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)遵循“知識新、結(jié)構(gòu)新、重應(yīng)用”的方針，突出特色，強化應(yīng)用.圍繞培養(yǎng)目標，以工程應(yīng)用為背景，通過理論與工程實際相結(jié)合，構(gòu)建工程應(yīng)用型本科教材.教材在概念的說明和例題的選擇上要有一定比例的實際問題，將知識深入淺出、生動形象、耐人尋味，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c工程實際相對應(yīng)，在以后的工程實際中準確靈活的應(yīng)用.

1.2以“技術(shù)需求”作為教學(xué)主線，融入“工程化”的教學(xué)內(nèi)容

以“技術(shù)需求”作為教學(xué)主線，就是使教學(xué)主題具有實際工程針對性，明確應(yīng)用型本科院校教師的教學(xué)目標及學(xué)生的學(xué)習(xí)目標.“理論聯(lián)系實際”是材料力學(xué)這一專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的一貫宗旨.現(xiàn)代高等教育提倡的理論聯(lián)系實際的目的已不僅限于要利用形象直觀的事物去幫助理解抽象難懂的理論，更要直接明白理論是如何運用到實際中的.在教學(xué)課堂上不同的內(nèi)容中不同程度地融入“工程化”思想，合理、自然、準確地在理論課教學(xué)中融入“工程化”的教學(xué)內(nèi)容[1]，基本思路如下：（1）理論性強的內(nèi)容，盡可能地用實驗的例子或從實際結(jié)構(gòu)的角度去消化理解.（2）文字描述性的內(nèi)容，最好把它歸納在實際應(yīng)用上.（3）例題的講解要引發(fā)學(xué)生對解決實際問題的思考.（4）把實際工作經(jīng)驗和體會適時地引入到不同的教學(xué)內(nèi)容中.（5）注重對學(xué)生工程意識的培養(yǎng).

1.3轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，推廣案例式啟發(fā)引導(dǎo)的教學(xué)方法

案例教學(xué)是通過對一個來源于生產(chǎn)生活實際的、蘊含問題的具體教育情境的描述，教師與學(xué)生共同參與，引導(dǎo)學(xué)生對特殊情境進行討論的一種教學(xué)方法[2].課堂的45分鐘時間非常寶貴，要在有限的時間內(nèi)高效地傳授知識就需要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.案例教學(xué)法則是以案例為出發(fā)點引出學(xué)習(xí)內(nèi)容，采用以學(xué)生討論發(fā)言為主教師啟發(fā)引導(dǎo)為輔的方法.案例給學(xué)生提供了同樣的情景和信息，學(xué)生從不同角度進行思考、分析，通過課堂討論提出不同見解、產(chǎn)生多種解決問題的方案，可以開拓學(xué)生的思路，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性，誘發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)真理、提高其分析問題和解決實際問題的能力，是傳統(tǒng)教學(xué)方法的升華.例如通過新聞報道河南沁陽一中在建圖書館因高支模失穩(wěn)造成的倒塌事件引入“壓桿穩(wěn)定”的概念、公式及工程實用性，再以著名的加拿大圣勞倫斯河魁北克大橋壓桿失穩(wěn)為案例，讓學(xué)生構(gòu)件力學(xué)模型，運用公式計算定量地說明失穩(wěn)原因，最后讓學(xué)生討論和總結(jié)哪些構(gòu)件還會出現(xiàn)失穩(wěn).通過案例教學(xué)讓學(xué)生深刻感受到所學(xué)知識的重要性和應(yīng)用性，也從工程實際層面加深對理論知識的理解.

1.4借助網(wǎng)絡(luò)平臺，創(chuàng)新教學(xué)手段

網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展為現(xiàn)代教育手段提供了更好地平臺.大學(xué)生有迅速掌握新信息、新知識、新技能的能力，大學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也是最廣泛最普遍的群體，我們要充分利用這一特點在教學(xué)工作中進一步轉(zhuǎn)變教育教學(xué)思想、更新教育教學(xué)觀念，充分運用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺.例如慕課（MOOCs，Massive Open Online Courses)即大規(guī)模在線開放課程，借助先進的網(wǎng)絡(luò)平臺匯聚海量名校名師名課，就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代教育理念的融合產(chǎn)物.筆者所在的院校引入了“慕課”，教師和學(xué)生可以從這一網(wǎng)絡(luò)平臺上汲取廣泛的、珍貴的、多樣的專業(yè)知識，更為重要的是為教師和學(xué)生提供了專門交流學(xué)習(xí)的平臺，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺對所授課程班級的學(xué)生網(wǎng)上布置作業(yè)、批改作業(yè)，發(fā)起測驗，上傳教學(xué)資料，推薦學(xué)術(shù)視頻，及時答疑，發(fā)起討論，發(fā)布通知等，大大增加了與學(xué)生交流的機會，改善了授課學(xué)時的局限性，豐富了教學(xué)內(nèi)容，拓展了教學(xué)手段.通過使用發(fā)現(xiàn)采用這種全新的教學(xué)手段，教師和學(xué)生不僅能夠快速適應(yīng)而且有極大的熱情，對教師的教學(xué)水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都得到了一定程度的提升.

2實驗教學(xué)環(huán)節(jié)改革措施

2.1加強實驗室建設(shè)，為實驗教學(xué)提供可靠保障

實驗教學(xué)是加強專業(yè)知識教育，增加學(xué)生的感性認識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗室的規(guī)劃與建設(shè)對實驗教學(xué)十分重要.一是要加強實驗室的硬件設(shè)備建設(shè).目前我校材料力學(xué)實驗室有2臺微機控制萬能試驗機、2臺微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機、10套多功能組合實驗組合裝置、10套程控靜態(tài)應(yīng)變儀，可以滿足同時多組學(xué)生做力學(xué)實驗的能力及材料力學(xué)基本型、綜合型、設(shè)計和研究型實驗的開設(shè).二是要加強實驗室的軟件建設(shè).建立“實驗室管理信息平臺”，提高實驗員業(yè)務(wù)水平，建立實驗室開放式運行機制，打破學(xué)科和專業(yè)壁壘，建立面向多學(xué)科、多專業(yè)的實驗教學(xué)中心，滿足學(xué)生的自主實踐和研究性學(xué)習(xí)，提高實驗室的使用效率和服務(wù)水平.

2.2加強虛擬實驗室建設(shè)，拓展實驗內(nèi)容

目前許多應(yīng)用型本科院校只開展驗證型實驗、演示型實驗，但這必定會影響應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量，已不能滿足新形勢下的教學(xué)要求，而加強虛擬實驗室建設(shè)可以有效地拓展實驗內(nèi)容，提升實驗教學(xué)質(zhì)量.虛擬實驗室是一種基于Web技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，是現(xiàn)有各種教學(xué)實驗室的數(shù)字化和虛擬化.虛擬實驗室由虛擬實驗臺、虛擬器材庫和開放式實驗室管理系統(tǒng)組成.虛擬實驗室為開設(shè)各種虛擬實驗課程提供了全新的教學(xué)環(huán)境.虛擬實驗臺與真實實驗臺類似，可供學(xué)生自己動手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實驗儀器設(shè)備.學(xué)生利用虛擬器材庫中的器材不僅可以進行傳統(tǒng)的基本驗證型實驗還可以自由搭建任意合理的綜合型實驗，案例實驗和設(shè)計研究型實驗.基本型實驗以了解材料的力學(xué)性能為知識重點，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握使用操作實驗設(shè)備、獨立完成實驗的能力；綜合型實驗以綜合性理論分析與實驗分析相結(jié)合為知識重點，著重培養(yǎng)學(xué)生完全獨立的實驗分析能力.案例實驗和設(shè)計研究型實驗以工程實際或模擬工程實際為背景，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合的工程分析能力[3].以虛擬實驗室為平臺拓展材料力學(xué)實驗內(nèi)容，有利于培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、分析診斷能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新意識.在虛擬實驗室中，學(xué)生更易獲得相關(guān)的知識，科學(xué)的指導(dǎo)和敏捷的反饋.作為走在時代最前沿的教育工作者，應(yīng)積極地把虛擬化技術(shù)運用到實驗室開發(fā)中，把握時代脈搏，發(fā)揮虛擬實驗室在新時代教學(xué)和科研中的巨大作用.

2.3改革實驗教學(xué)方式，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性

常規(guī)實驗課教學(xué)模式是教師講解—教師演示—學(xué)生分組實驗，這樣的教學(xué)模式比較單調(diào)，只有小部分主動的學(xué)生認真聽講動手操作，大部分學(xué)生只是圍著看并不動手，這樣就不能集中所有學(xué)生的注意力，達到鍛煉學(xué)生動手實踐的目的.因此筆者在實驗課的教學(xué)方式進行了改革，綜合運用以下幾種方法：（1）首先教師講解實驗原理，然后教師指導(dǎo)學(xué)生進行實驗操作演示，再分組實驗.這種方式使教師能及時發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生首次操作時易出現(xiàn)的問題，提醒學(xué)生實驗注意事項，且由于學(xué)生操作過程中會出現(xiàn)各種可能性，可以大大提高學(xué)生的興趣.（2）首先學(xué)生講解實驗原理，然后指導(dǎo)教師進行實驗演示的過程中隨機抽取學(xué)生說明實驗的下個步驟.這種方式可以督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗原理和步驟，由于隨時可能被提問，教師講解時所有學(xué)生的注意力也會被集中.（3）對于時間較短的實驗（如鑄鐵扭轉(zhuǎn)實驗），在實驗中實行“學(xué)生互相指導(dǎo)”方式，即由前一學(xué)生指導(dǎo)后一學(xué)生進行實驗操作，教師全程監(jiān)控.這種方式可以讓每位學(xué)生都作為“指導(dǎo)老師”，鍛煉所有學(xué)生的語言表達能力，達到扎實地掌握實驗步驟的目的.（4）學(xué)生分組實驗時每個同學(xué)都有任務(wù)，進行分工協(xié)作.這種方式使每個學(xué)生都要參與實驗，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，協(xié)作能力和集體意識.（5）綜合型和設(shè)計研究型的實驗，要求學(xué)生自己消化實驗原理，熟悉儀器設(shè)備，擬定實驗方案[3]，在開放式實驗室開放期間獨立完成實驗內(nèi)容，撰寫實驗報告.這種方式可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、鉆研能力，創(chuàng)新能力以及給學(xué)生提供充分研究實驗的平臺.實踐證明，通過以上方法的綜合運用，學(xué)生對待實驗的責(zé)任心增強了，興趣濃厚了，學(xué)習(xí)效果和動手能力得到了顯著提高.

3　考核方式的改革

材料力學(xué)在課程設(shè)置上為必修課，考核方式為考試，以閉卷筆試為主，成績采用百分記分制，該門課程的考核方式一般依據(jù)課終考核成績和平時成績評定，即：總成績=（課終考核成績×百分比）+（平時成績×百分比).課終考核成績占70%—80%，平時成績占20%—30%.依據(jù)上述理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的改革方案，筆者對材料力學(xué)的考核進行了以下改革.

3.1豐富考題，注重主觀題的考核

應(yīng)用型本科生不僅要有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識，還要有一定工程分析能力，因此在期末考卷上不能只有基本的概念、理論和計算類的客觀題，還要有一定比例的設(shè)計類、分析類的主觀題.設(shè)置的主觀題可以沒有固定的標準答案或者有多種答案，注重考查學(xué)生對知識的應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新能力[4].

3.2豐富平時成績的考核項目，注重平時學(xué)習(xí)過程

平時成績主要由學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)（包括課堂提問、課堂討論、回答問題、精神面貌等）、平時作業(yè)（包括課后習(xí)題、慕課系統(tǒng)的登陸學(xué)習(xí)情況及教師在系統(tǒng)里布置的作業(yè)、測試完成情況）、階段性測驗（閉卷、開卷或口試）、課程實驗、研究競賽等部分組成.任課教師要認真、細致地總結(jié)每個學(xué)生的平時學(xué)習(xí)過程，嚴格抓好實施過程中的各個環(huán)節(jié)，保證平時成績的真實、準確，切實發(fā)揮平時成績考核的引導(dǎo)作用，促進教學(xué)質(zhì)量的提高.

3.3豐富考核形式，實行多元化的考試方式

改變一考定乾坤和以閉卷筆試成績?yōu)橹鞯目荚嚴砟睿荚嚹繕瞬扇《鄻踊目荚囆问?，如進行課堂討論、實際案例分析、寫專題論文等，以全面考察學(xué)生對知識的理解和實際應(yīng)用能力，改變過去學(xué)生為考而學(xué)，教師為考而教的局面[5-6].

3.4注重考試分析，以考促教

考試的反饋信息具有重要的作用，它是評價教學(xué)效果的主要參考依據(jù)，也是教師改善教學(xué)效果的重要條件[4].筆者所在院校采用本校教師自主研發(fā)的試卷評價系統(tǒng)對考試類試卷進行試卷分析.試卷分析指標有分數(shù)值、最高分、最低分、全距、中位數(shù)、平均分、標準差、難度、區(qū)分度.教師對試卷批閱后，在試卷評價系統(tǒng)中輸入每個學(xué)生每項題型的得分，系統(tǒng)將自動生成每個題型的指標值，教師從中可以明了地看出出題的難易程度，學(xué)生對不同題型的掌握程度，學(xué)生的成績分布，進而進行試卷分析、教學(xué)分析及其他存在問題，并提出改進措施和教學(xué)建議.通過考試分析，以考促改，以考促教，有針對性地指導(dǎo)教師進行教學(xué)改革，提高教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果.

4　總結(jié)

新建本科院校向應(yīng)用技術(shù)型本科院校轉(zhuǎn)型是自身發(fā)展的必然選擇.積極開展關(guān)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的研究，努力探索適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法，為深化材料力學(xué)課程改革，推進大學(xué)教育，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的水平和質(zhì)量盡一份力.

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中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0236-03