基于應用能力培養的材料力學考試改革探索與實踐

摘 要： 應用型本科院校以培養具有創新意識和實踐能力的工程應用型人才為主要目標。科學、合理的考試，對教學可以起到積極促進作用，調動學生學習的積極性，培養學生的創新與應用能力。文章分析了綜合材料力學課程的特點及在整個專業培養中的作用，從注重知識和能力運用出發，提出了材料力學考試改革的措施和方法，在實際應用中效果良好。

關鍵詞： 材料力學 考試改革 應用能力培養

隨著科學技術的飛速發展，人才競爭日趨激烈，教學改革正在各高校如火如荼地開展。高校教學改革主要包括教學思想、教學內容、教學方法和教學手段等方面的內容，雖然取得了一定的成果，卻未能盡如人意。究其原因，主要是目前高校考試形式的改革相對滯后，多數學校仍然以傳統的閉卷考試為主。卷面成績作為評價學生的學習效果的主要依據顯然缺乏科學性、合理性。科學合理、鼓勵創新、充滿活力的考試制度，能夠有效提高高校學生掌握知識、用于實踐的能力。

筆者多年從事高校基礎力學課程教學和課程建設工作，結合多年教學實踐，提出了基于應用能力培養的材料力學課程考試模式，即采用多元化的考試形式，在注重基本概念、基本理論的同時通過多種方式加強對學生綜合能力的考評，引導學生向應用型、創新型方向發展。

1.材料力學考試改革的目標

材料力學是機械設計制造及自動化（簡稱機制專業）等工科專業一門非常重要的技術基礎課程，既可直接用于實際工程的計算，又是機械設計、模具設計與制造等后續課程的重要基礎。作為專業基礎課，材料力學力學具有理論嚴密、系統完整、邏輯性強等特點，要求學生具有較強的運用基本概念和基本理論，分析、解決實際問題的能力。因此，材料力學對于學生知識、能力和素質的培養，對增強學生的創新意識、實踐能力具有重要的意義。然而當前的材料力學課程考試制度還不能完全適應素質教育的要求，存在一些問題和弊端。

1.1考試形式比較單一

目前，考試形式比較單一，基本以期末閉卷考試為主，題型多為填空、選擇、判斷、計算等，難以體現課程的特點，只能簡單地考核學生的記憶知識和簡單推理的基本技能，無法考核學生運用知識的能力和創新能力。

1.2考試內容偏重知識

課程考試的內容大多根據指定的教材或所講授的內容出題，考試內容多是以知識考核為主，內容上偏重于基本概念、基本理論的考查，更多的是考查學生對理論知識的記憶。另外，由于受到考試時間的限制，無法出一些綜合性、復雜性的題目，缺乏考核學生綜合運用知識的能力和創新能力，抑制了學生的創造性和個性，不利于培養創新素質。

1.3重理論輕實踐

工科課程中的概念、定理和公式等非常多，機制專業學生畢業后一般都是機械制造企業就業，作為工程技術人員從事機械設計、工藝分析、質量管理、設備管理等工作。這就要求學生具有較強的實踐能力，不能僅僅機械地背誦這些知識，而是要學會在實際中運用這些知識。現在多數課程考試仍為卷面形式的理論考試，并沒有考核學生的實際操作能力，這對于應用型人才的培養沒有起到積極的作用。

要想培養學生的創新與應用能力，考核方式就應有所改變。在考試內容上，盡量減少客觀性試題，增加分析、理解和應用性等方面的考題。考核方式要多樣化，閉卷與開卷相結合，筆試與口試相結合。改革計分方法，把課堂討論、綜合型大作業，口試結果、實驗等按一定比例計入總成績，這樣才能提高學生學習的積極性，有利于應用型人才的培養。

2.考核改革的實施方案

材料力學主要研究工程結構中構件的承載能力問題。根據教學內容，材料力學教學內容分成基本變形、組合變形和強度理論三大模塊，教學目標主要有：（1）掌握材料的變形及破壞規律，了解材料力學性能及主要性能指標；（2）掌握四種基本變形和組合變形的內力、應力及強度計算；（3）熟悉強度理論及使用范圍并能解決工程實際問題。

筆者根據材料力學課程的能力要求，建立的材料力學考試模式由基礎理論考核和綜合能力考核及實驗技能考核三部分組成，三部分的考核成績組成該課程的總評成績。

2.1基礎理論考核

基礎理論考核占總成績的60%，基礎理論考核主要側重于基本概念、基本理論的理解，內力圖的繪制，以及構件的強度、剛度計算。基礎理論考核包括筆試和口試兩種形式：基本變形和組合變形以筆試為主，每部分進行一次考試，實時跟蹤學生對基本理論知識的掌握程度，適時調整上課內容和進度，形成自覺主動勤奮進取的良好學風。

口試平臺主要是由教師將材料力學的基本概念、基本理論和適合的題目編制成口試題庫，包括不同分值的題目。重要的是學生在給出答案后還進一步解釋原因，即不僅要知其然還要知其所以然。需要說明的是，為了保證口試效果，學生分批進行口試，而且口試時間安排在答疑時間進行。通過口試測試內容的設置，將知識掌握與能力培養有機結合。口試平臺對培養學生的獨立思考能力、語言表達能力等具有重要的作用，同時也能加強教師與學生之間的溝通。表一是基礎理論考核形式及所占成績比例。

2.2課程綜合能力考核

課程綜合考核占總成績的20%。課程綜合能力考核是此次考試改革的重點，考核采取全開放的形式，重在考核學生利用所學知識解決實際工程問題的能力。

課程綜合能力考核以小組為單位進行，培養學生的團隊合作精神，每組3～4人。每組自選或老師指定工程或生活中的實際問題進行分析研究，包括進行力學建模、受力分析、強度計算，最后提交書面報告。時間安排在教學最后兩周進行。

課程綜合考核最后組織學生答辯，根據學生答辯情況，書面報告評定成績。

2.3實驗技能考核

實踐教學是高校工科專業應用型人才培養目標的重要環節，它對提高學生的綜合素質，培養學生的創新意識和創新能力，具有特殊的作用。實踐環節的考核結果也是課程總成績的重要組成部分，占總成績的20%。

將實驗內容實行模塊化整合，分為基礎性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。根據不同專業適當選擇實驗教學內容。

實驗技能考核實行口試與筆試相結合、理論概念與實際操作相結合的綜合性考試方法。

3.考試改革實施效果

在注重應用能力考試方法的引導下，學生認識到了材料力學這門課的重要性，解決了很多生活中、工程中的實際問題，大大提高了學習興趣。

課程綜合能力考核是此次考試改革的重點，學生對開放性的考核表現十分積極，調動了學習的自覺性和主動性。綜合題目內容包括彎曲剛度設計、彎扭組合變形、拉壓組合變形等部分，這些題目計算量均較大。學生能夠利用所學知識，經過小組同學的研究配合，均圓滿完成任務。例如“鋼板軋輥直徑計算”，學生的知識面已深入到專業知識領域，學生需要參閱參考書，了解設計方法，實現了從被動學習到積極自學的轉變，學會了將工程中的實際問題抽象為一個力學模型，利用彎曲剛度條件設計直徑。令人欣慰的是兩組同學分別采用了疊加法和積分法，解決實際問題的能力明顯提高。

4.結語

考試能反映教學效果，能為教學管理者提供教學質量檢測和評估的依據。因此，考核模式的改革應放在優先考慮的地位，只有評價體系改變，其他方面的改革才能深入開展。

考試方法的改革有很多細節需要注意，也有很多困難要面對。這就要求教師在思想上時刻明確應用型人才的培養目標，投入更多的精力和時間探索、總結更加適合課程特點的考試方法。改革不能只是形式，更是一項長期的、科學的工作。考試方法的改革應該融入每一位教師的教學觀念中，考試制度的改革不能淺嘗輒止，一定要不斷地深入進行下去。

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