構(gòu)建材料力學(xué)系列“三性”實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力

馬 權(quán)

（寶雞文理學(xué)院 陜西 寶雞 721000）

構(gòu)建材料力學(xué)系列“三性”實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力

馬 權(quán)

（寶雞文理學(xué)院 陜西 寶雞 721000）

本文主要對材料力學(xué)的“三性”實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討和陳述，介紹了新的教學(xué)體系，提出“三性”試驗(yàn)指導(dǎo)的新模式，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

綜合性實(shí)驗(yàn)；材料力學(xué)；三性

1 引言

對于材料力學(xué)的教學(xué)改革，要重視創(chuàng)新和實(shí)踐。它的主要目的是有效的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，通過實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的方式培訓(xùn)學(xué)生的最基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰图寄堋５?，我國目前的?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)體系都存在著一定的問題，急需改革。

2 “三性”實(shí)驗(yàn)的概述

2.1 “三性”實(shí)驗(yàn)的含義

基于一定的教學(xué)目的對教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置，教師和學(xué)生一同在實(shí)驗(yàn)室完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)主要分為：綜合性實(shí)驗(yàn)、演示性實(shí)驗(yàn)和研究探索性實(shí)驗(yàn)等多種實(shí)驗(yàn)類型?！叭浴睂?shí)驗(yàn)主要包含了綜合性、設(shè)計(jì)性和研究探索性實(shí)驗(yàn)這三種實(shí)驗(yàn)類型。

2.2 “三性”實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵

（1）綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)就是將課本中的綜合知識(shí)或者相關(guān)的課程知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。它的實(shí)質(zhì)是培養(yǎng)人才的綜合性。通過理論基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)的方法和技術(shù)三者的綜合，形成一個(gè)整體的體系，對學(xué)生的知識(shí)、實(shí)踐能力以及素質(zhì)進(jìn)行綜合的訓(xùn)練，在這個(gè)過程中對于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力培養(yǎng)有很大的幫助作用。它的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有“復(fù)合性”性質(zhì)，指的是它的內(nèi)容設(shè)計(jì)很多的知識(shí)點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，內(nèi)容多樣。在實(shí)驗(yàn)的過程中，實(shí)驗(yàn)的方法和技術(shù)都是不可缺少的一部分。綜合運(yùn)用兩種以上的基本實(shí)驗(yàn)方法，能夠幫助學(xué)生鍛煉自己的發(fā)散性思維，自主的去分析問題和解決問題。

（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是首先給定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所要求的內(nèi)容，然后學(xué)生根據(jù)這些進(jìn)行自主的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并且實(shí)施完成的一種實(shí)驗(yàn)方式。它的核心是重視學(xué)生的個(gè)性，因材施教。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^單一，教材中給出了實(shí)驗(yàn)的過程，學(xué)生只需要根據(jù)課本的要求按照課本給出的步驟一步一步的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较拗屏藢W(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考的能力，使得學(xué)生處于一個(gè)被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀況。而在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，就改變了這種情況，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)注重了學(xué)生的主體地位，使他們能夠主動(dòng)的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，突出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主體地位，處于主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，能夠很大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。雖然在實(shí)驗(yàn)之前給定了特定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹５菍?shí)驗(yàn)條件并沒有明確的規(guī)定，可以是多樣的，可以選擇的。所以，根據(jù)學(xué)生自身的認(rèn)知能力和知識(shí)能力，他們對于達(dá)到一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡恼J(rèn)識(shí)思維也是不同的，那么就會(huì)有多種的思維方式和實(shí)驗(yàn)方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更加有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2.3 研究探索性實(shí)驗(yàn)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是對學(xué)生進(jìn)行一個(gè)學(xué)科方向的指導(dǎo)，針對某一個(gè)選定的研究目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面看，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝮w現(xiàn)自主性和個(gè)性，它根據(jù)學(xué)生的興趣愛好進(jìn)行安排，它的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加突出學(xué)生的個(gè)體，根據(jù)學(xué)生的個(gè)體進(jìn)行自主確定；第二，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不是確定的，是未知的，這種未知更加激發(fā)了學(xué)生的求知欲，促進(jìn)學(xué)生對這個(gè)研究道路上進(jìn)行探索、前進(jìn)、創(chuàng)新；最后，研究探索性實(shí)驗(yàn)的原理、方法等都沒有一定的設(shè)定，無章可循。它主要是針對學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，它本身就是一個(gè)探索的過程，所以在實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)方法和手段也是可以隨時(shí)發(fā)生調(diào)整的。

3 “三層次四模塊五自主”教學(xué)模式

3.1 基于“三層次四模塊五自主”教學(xué)模式的系列“三性”實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建

前面所提到的三種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ接兄髯缘奶卣骱蛢?yōu)勢，都能夠突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降木窒?。必須要深刻的體會(huì)其中的是實(shí)質(zhì)，才能夠更加有效的推進(jìn)“三性”實(shí)驗(yàn)的改革，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中真正的提高自己的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在教學(xué)中應(yīng)用“三層次四模塊五自主”的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，能夠?qū)υ囼?yàn)過程中的自主性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性以及創(chuàng)新性有著更強(qiáng)的突出。從材料的力學(xué)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等多方面進(jìn)行分析，自主的設(shè)計(jì)、實(shí)施符合“三性”要求的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。三層次指的是基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、綜合性、設(shè)計(jì)性和研究探索性實(shí)驗(yàn)這三種實(shí)驗(yàn)；四模塊指的是材料性能、精力行為、動(dòng)力特性和包括探傷與虛擬技術(shù)的現(xiàn)代測試技術(shù)；五自主主要指的是自主填寫實(shí)驗(yàn)表格、自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、自主設(shè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題。這種教學(xué)更加的開放，奠定材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位。能夠全方面的提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力。

3.2 “三性”實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建原則

（1）“三性”實(shí)驗(yàn)也就是教學(xué)實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)測試的工作量不能過多也不能過少，要適中，將材料力學(xué)的基本理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，簡單涉及到工程專業(yè)知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)的過程中對已經(jīng)掌握的理論基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行深入的理解和記憶，還能夠提高實(shí)驗(yàn)的技能和綜合能力。

（2）“三性”實(shí)驗(yàn)并不拘泥于理論體系中，它也不是從基本的理論課程內(nèi)容中衍生出來，所以不應(yīng)該高度的抽象。因此，在教研教改和科研實(shí)踐中選擇相應(yīng)的素材，但是要記住不能夠?qū)⒐こ淘囼?yàn)或者專業(yè)的實(shí)驗(yàn)簡單的搬到基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)室中。

（3）“三性”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目里面所涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、理念、教學(xué)手段都不能一味的傳承傳統(tǒng)的內(nèi)容，要在繼承的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，并應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和技術(shù)手段。

3.3 “三性”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模式

（1）我們上文提到的“三層次四模塊五自主”的教學(xué)體系，要突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模式，突出學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的相互溝通交流，并要求教師在課堂中要起主導(dǎo)作用。傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式或者填鴨式教學(xué)模式降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以及教學(xué)質(zhì)量的提高，因此在“三層次四模塊五自主”的教學(xué)體系中，要積極的引導(dǎo)學(xué)生從傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈角蟮闹鲃?dòng)式實(shí)驗(yàn)。

（2）不可忽視現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，可以利用因特網(wǎng)，建造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約系統(tǒng)，為學(xué)生提供了一個(gè)開放式的平臺(tái)，可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（3）改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)方式。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)方式是單一的，這種單一的指導(dǎo)方式并不利于學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在退出設(shè)計(jì)性、研究探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)之上，要重視每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異，因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和知識(shí)的掌握能力都是不同的，采取單一的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方式，并沒有充分重視學(xué)生的個(gè)體差異，對那些跟不上的學(xué)生有著不良的影響，因此，應(yīng)該因材施教的對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、方案的擬定，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主的設(shè)計(jì)、自我的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的綜合研究思維能力。

（4）利用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)在現(xiàn)代教學(xué)課堂上應(yīng)用十分的廣泛。在材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用多媒體技術(shù)，能夠很大程度上提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性?？梢岳矛F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，這樣能夠進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生隨時(shí)隨地的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高自己的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)能力。

4 結(jié)語

綜上所述，要堅(jiān)持以現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念為指導(dǎo)，充分的了解認(rèn)識(shí)“三性”實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法，全面的提高實(shí)驗(yàn)課程的質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效的提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

[1]徐飛鴻，陳浩軍，喻小明，李君.構(gòu)建材料力學(xué)系列“三性”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007，(10)：197-200.

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TB301 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0206-02