應用技術型本科院校材料力學課程教學改革探索

趙靜

（蚌埠學院　機械與電子工程系，安徽　蚌埠　233030）

應用技術型本科院校材料力學課程教學改革探索

趙靜

（蚌埠學院機械與電子工程系，安徽蚌埠233030）

摘要：結合應用技術型本科院校的自身特點和辦學定位，以扎實理論基礎、突出創新意識和強化實踐應用為培養目標，從理論教學、實驗教學和考核方式三方面進行了材料力學課程教學改革探索，實踐證明，通過改革取得了較好的教學效果.

關鍵詞：應用技術型本科；材料力學；課程改革

從2014年年初教育部2014年工作要點中提出“探索本科層次職業教育”，到2月26日國務院常務會議做出“引導部分普通本科高校向應用技術型高校轉型”戰略部署，再到3月25日教育部在京召開2014年度職業教育與繼續教育工作會議提出“推動地方本科學校轉型發展”，再到4月25日在河南省駐馬店市舉辦首屆“產教融合發展戰略國際論壇”形成關于建設應用技術型本科院校的“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用技術型本科教育的廣泛熱議.應用技術型高校以培養應用技術類人才為辦學定位，其培養的學生動手能力強于研究型大學培養的學生，理論基礎和專業能力又強于高職院校培養的學生.對學生的教育不能沿襲傳統本科的教育模式，需要進行一系列地改革.

材料力學是機械類、土木類等工程類專業的一門主干課程，是某些專業碩士研究生入學考試的一門專業基礎課.在教學過程中要綜合運用課程中所學到的有關知識與技能，結合各種實踐教學環節，進行工程技術人員所需的基本訓練，為學生進一步學習有關專業課程和有目的從事工程設計工作打下基礎，因此材料力學課程在工程類專業的教學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教學經驗，為適應應用技術型本科教育，總結了該課程在理論教學環節、實驗教學環節和考核方式三方面的改革，通過實踐證明，取得了良好的教學效果.

1理論教學環節改革措施

1.1適應工程實踐的需求，編寫突出工程應用理念的教材

材料力學與很多領域的工程緊密相關應用廣泛，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模型.首先，教材在內容安排上要保證學生有較厚實的基礎滿足本科教學的基本要求，使學生日后具有較強的理論基礎和發展后勁.其次，教材的內容、結構遵循“知識新、結構新、重應用”的方針，突出特色，強化應用.圍繞培養目標，以工程應用為背景，通過理論與工程實際相結合，構建工程應用型本科教材.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，使學生能夠將理論與工程實際相對應，在以后的工程實際中準確靈活的應用.

1.2以“技術需求”作為教學主線，融入“工程化”的教學內容

以“技術需求”作為教學主線，就是使教學主題具有實際工程針對性，明確應用型本科院校教師的教學目標及學生的學習目標.“理論聯系實際”是材料力學這一專業基礎課程教學改革的一貫宗旨.現代高等教育提倡的理論聯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.在教學課堂上不同的內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中融入“工程化”的教學內容[1]，基本思路如下：（1）理論性強的內容，盡可能地用實驗的例子或從實際結構的角度去消化理解.（2）文字描述性的內容，最好把它歸納在實際應用上.（3）例題的講解要引發學生對解決實際問題的思考.（4）把實際工作經驗和體會適時地引入到不同的教學內容中.（5）注重對學生工程意識的培養.

1.3轉變教學模式，推廣案例式啟發引導的教學方法

案例教學是通過對一個來源于生產生活實際的、蘊含問題的具體教育情境的描述，教師與學生共同參與，引導學生對特殊情境進行討論的一種教學方法[2].課堂的45分鐘時間非常寶貴，要在有限的時間內高效地傳授知識就需要充分調動學生的學習積極性.案例教學法則是以案例為出發點引出學習內容，采用以學生討論發言為主教師啟發引導為輔的方法.案例給學生提供了同樣的情景和信息，學生從不同角度進行思考、分析，通過課堂討論提出不同見解、產生多種解決問題的方案，可以開拓學生的思路，調動學生的主觀能動性和學習積極性，誘發學生發現真理、提高其分析問題和解決實際問題的能力，是傳統教學方法的升華.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造成的倒塌事件引入“壓桿穩定”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為案例，讓學生構件力學模型，運用公式計算定量地說明失穩原因，最后讓學生討論和總結哪些構件還會出現失穩.通過案例教學讓學生深刻感受到所學知識的重要性和應用性，也從工程實際層面加深對理論知識的理解.

1.4借助網絡平臺，創新教學手段

網絡的迅猛發展為現代教育手段提供了更好地平臺.大學生有迅速掌握新信息、新知識、新技能的能力，大學生對網絡的應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工作中進一步轉變教育教學思想、更新教育教學觀念，充分運用網絡教學平臺.例如慕課（MOOCs，Massive Open Online Courses)即大規模在線開放課程，借助先進的網絡平臺匯聚海量名校名師名課，就是網絡技術與現代教育理念的融合產物.筆者所在的院校引入了“慕課”，教師和學生可以從這一網絡平臺上汲取廣泛的、珍貴的、多樣的專業知識，更為重要的是為教師和學生提供了專門交流學習的平臺，教師可以通過網絡平臺對所授課程班級的學生網上布置作業、批改作業，發起測驗，上傳教學資料，推薦學術視頻，及時答疑，發起討論，發布通知等，大大增加了與學生交流的機會，改善了授課學時的局限性，豐富了教學內容，拓展了教學手段.通過使用發現采用這種全新的教學手段，教師和學生不僅能夠快速適應而且有極大的熱情，對教師的教學水平和學生的學習效果都得到了一定程度的提升.

2實驗教學環節改革措施

2.1加強實驗室建設，為實驗教學提供可靠保障

實驗教學是加強專業知識教育，增加學生的感性認識，培養學生的實踐能力和創新能力的重要教學環節，實驗室的規劃與建設對實驗教學十分重要.一是要加強實驗室的硬件設備建設.目前我校材料力學實驗室有2臺微機控制萬能試驗機、2臺微機控制扭轉試驗機、10套多功能組合實驗組合裝置、10套程控靜態應變儀，可以滿足同時多組學生做力學實驗的能力及材料力學基本型、綜合型、設計和研究型實驗的開設.二是要加強實驗室的軟件建設.建立“實驗室管理信息平臺”，提高實驗員業務水平，建立實驗室開放式運行機制，打破學科和專業壁壘，建立面向多學科、多專業的實驗教學中心，滿足學生的自主實踐和研究性學習，提高實驗室的使用效率和服務水平.

2.2加強虛擬實驗室建設，拓展實驗內容

目前許多應用型本科院校只開展驗證型實驗、演示型實驗，但這必定會影響應用型人才培養的質量，已不能滿足新形勢下的教學要求，而加強虛擬實驗室建設可以有效地拓展實驗內容，提升實驗教學質量.虛擬實驗室是一種基于Web技術、VR虛擬現實技術構建的開放式網絡化的虛擬實驗教學系統，是現有各種教學實驗室的數字化和虛擬化.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組成.虛擬實驗室為開設各種虛擬實驗課程提供了全新的教學環境.虛擬實驗臺與真實實驗臺類似，可供學生自己動手配置、連接、調節和使用實驗儀器設備.學生利用虛擬器材庫中的器材不僅可以進行傳統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，案例實驗和設計研究型實驗.基本型實驗以了解材料的力學性能為知識重點，著重培養學生掌握使用操作實驗設備、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合為知識重點，著重培養學生完全獨立的實驗分析能力.案例實驗和設計研究型實驗以工程實際或模擬工程實際為背景，著重培養學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實驗內容，有利于培養學生的操作能力、分析診斷能力、設計能力和創新意識.在虛擬實驗室中，學生更易獲得相關的知識，科學的指導和敏捷的反饋.作為走在時代最前沿的教育工作者，應積極地把虛擬化技術運用到實驗室開發中，把握時代脈搏，發揮虛擬實驗室在新時代教學和科研中的巨大作用.

2.3改革實驗教學方式，調動學生的主觀能動性

常規實驗課教學模式是教師講解—教師演示—學生分組實驗，這樣的教學模式比較單調，只有小部分主動的學生認真聽講動手操作，大部分學生只是圍著看并不動手，這樣就不能集中所有學生的注意力，達到鍛煉學生動手實踐的目的.因此筆者在實驗課的教學方式進行了改革，綜合運用以下幾種方法：（1）首先教師講解實驗原理，然后教師指導學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現并糾正學生首次操作時易出現的問題，提醒學生實驗注意事項，且由于學生操作過程中會出現各種可能性，可以大大提高學生的興趣.（2）首先學生講解實驗原理，然后指導教師進行實驗演示的過程中隨機抽取學生說明實驗的下個步驟.這種方式可以督促學生課前預習實驗原理和步驟，由于隨時可能被提問，教師講解時所有學生的注意力也會被集中.（3）對于時間較短的實驗（如鑄鐵扭轉實驗），在實驗中實行“學生互相指導”方式，即由前一學生指導后一學生進行實驗操作，教師全程監控.這種方式可以讓每位學生都作為“指導老師”，鍛煉所有學生的語言表達能力，達到扎實地掌握實驗步驟的目的.（4）學生分組實驗時每個同學都有任務，進行分工協作.這種方式使每個學生都要參與實驗，可以調動學生的學習熱情，協作能力和集體意識.（5）綜合型和設計研究型的實驗，要求學生自己消化實驗原理，熟悉儀器設備，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容，撰寫實驗報告.這種方式可以培養學生的自學能力、鉆研能力，創新能力以及給學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，學生對待實驗的責任心增強了，興趣濃厚了，學習效果和動手能力得到了顯著提高.

3　考核方式的改革

材料力學在課程設置上為必修課，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%.依據上述理論教學環節和實驗教學環節的改革方案，筆者對材料力學的考核進行了以下改革.

3.1豐富考題，注重主觀題的考核

應用型本科生不僅要有扎實的專業理論基礎知識，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計類、分析類的主觀題.設置的主觀題可以沒有固定的標準答案或者有多種答案，注重考查學生對知識的應用能力、分析問題和解決問題的能力及創新能力[4].

3.2豐富平時成績的考核項目，注重平時學習過程

平時成績主要由學生出勤、課堂表現（包括課堂提問、課堂討論、回答問題、精神面貌等）、平時作業（包括課后習題、慕課系統的登陸學習情況及教師在系統里布置的作業、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、細致地總結每個學生的平時學習過程，嚴格抓好實施過程中的各個環節，保證平時成績的真實、準確，切實發揮平時成績考核的引導作用，促進教學質量的提高.

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為主的考試理念，考試目標采取多樣化的考試形式，如進行課堂討論、實際案例分析、寫專題論文等，以全面考察學生對知識的理解和實際應用能力，改變過去學生為考而學，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，它是評價教學效果的主要參考依據，也是教師改善教學效果的重要條件[4].筆者所在院校采用本校教師自主研發的試卷評價系統對考試類試卷進行試卷分析.試卷分析指標有分數值、最高分、最低分、全距、中位數、平均分、標準差、難度、區分度.教師對試卷批閱后，在試卷評價系統中輸入每個學生每項題型的得分，系統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，學生對不同題型的掌握程度，學生的成績分布，進而進行試卷分析、教學分析及其他存在問題，并提出改進措施和教學建議.通過考試分析，以考促改，以考促教，有針對性地指導教師進行教學改革，提高教學水平、教學質量和教學效果.

4　總結

新建本科院校向應用技術型本科院校轉型是自身發展的必然選擇.積極開展關于應用型人才培養的研究，努力探索適合應用型人才培養的教學方法，為深化材料力學課程改革，推進大學教育，提高應用型人才培養的水平和質量盡一份力.

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參考文獻：

〔1〕張奎山.“面向工程化”的專業基礎課程教學思路[J].裝甲兵工程學院學報，2003(3).

〔2〕祝海林.落實“大工程觀”可從案例教學抓起[J].江蘇工業學院學報，2007(1).

〔3〕周新偉，王海波，曲貴民.材料力學實驗教學改革探索[J].濰坊學院學報，2005(4).

〔4〕涂葉滿，張慶吉.應用型本科院校課程考試改革研究綜述[J].東莞理工學院學報，2013(4).

〔5〕劉亞蘭．地方應用型本科院校多元考試模式的構建與實踐[J].教育理論與實踐，201l(9).

〔6〕李春宇．新建本科院校會計學專業應用型人才培養模式研究[J].黑龍江對外經貿，2009(11).

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0236-03