搭建《材料力學》實驗課程網絡教學管理平臺的探討

黃芹

摘 要：材料力學實驗是《材料力學》課程的重要組成部分，是培養學生工程實踐能力、創新性思維能力的重要環節。本文基于本校的材料力學實驗教學現狀以及工程需要，提出在教學中引入網絡平臺，實現網絡教學，開展開放式實驗，鼓勵學生運用所學知識進行設計性、創新性實驗，從而提高學生的動手能力和獨立思考能力。

關鍵詞：網絡教學平臺;開放式實驗;實驗管理

一、引言

《材料力學》課程是大多數工程類專業必修的一門專業基礎課程。而作為課程重要組成部分的材料力學實驗，對學生加深理解所學基本理論和經典概念有著重要的作用。同時還可以讓學生掌握必要的工程技術、測試方法、先進的設備和學科的基本研究方法，對培養學生的動手能力、創新能力以及獨立思維能力有重要的意義。

但如今，因多種因素的影響使得實驗課程的教學效果不理想，無法達到預期的目標，且學生對工程力學實驗課程也愈發的不重視。

二、材料力學實驗課程現狀

近年來高校招生規模的擴大，高校中的實驗室規模要與擴大的辦學規模相匹配，對實驗建設經費、場地有著極大的要求，但一般工科院校難以滿足這樣需求。力學實驗中所需的設備普遍是價格較為昂貴的大型設備，學校下撥的資金以及實驗室場地規劃的限制，使得大多數高校不可能大批量購買實驗所需的各類設備。以我校工程力學金屬材料拉壓實驗室為例，目前適用于金屬材料拉伸實10噸位微控電子萬能試驗機臺套數為5臺，以一個標準班學生數45人為例，分組進行實驗，則每組將近10人，實驗過程中只有少數學生主動去進行操作，而更多的學生是以旁觀者的姿態去進行實驗，不去了解實驗的原理，不懂設備的操作，只為填個數據完成實驗報告，這樣的實驗過程無法提高學生的主觀能動性，也不利于學生對所學知識的理解和運用，實驗教學效果達不到預期的目標，也影響了《材料力學》課程的教學開展。

另一個對《材料力學》實驗課程產生影響的因素是，隨著我國高等教育體制改革的不斷深化，為了增強學生對社會的適應能力，拓寬學生的知識面及綜合素質，增加一些新的課程，材料力學課程的學時被壓縮，課程中所包含的實驗課時也相對被壓縮。我校開設的《材料力學》課程中，實驗課均為非獨立設課，一般為4～8個學時。在有限的課時內，教師需向學生講解設備的使用，實驗過程及注意事項等，因此能留給學生動手進行實驗的時間有限。在進行實驗的過程中，學生只需根據實驗指導書以及教師所告知的實驗步驟，按部就班地進行實驗，就能較為準確地測得所需的數據，順利地完成實驗。這樣一個無須思考、沒有疑問、被動式的實驗過程，并不符合通過實驗培養學生動手能力的初衷。

如何提高學生的動手能力，調動其對實驗的興趣，培養其創新性思維，體現學生的個性思維，這是目前全國高校實驗教學都在積極探討的問題。不少高校已經開始了實驗教學的改革，他們主要從以下幾方面入手：一是深化實驗教學內容，優化教學體系，突出學生在實驗教學中的主體性;二是對教學方式手段進行改革，將當前流行的一些多媒體技術引入實驗教學中，提高學生學習的自主性;三是對考核方式進行改革，從而提高學生對實驗的重視程度。

三、材料力學實驗課程網絡教學管理平臺的主要建設內容

（一）材料力學實驗課程管理模塊

我校材料力學實驗教學主要以基礎力學實驗為主，涉及專業和班級眾多。但要培養學生的自主性、創新性以及動手能力，單一的基礎力學實驗是不夠的，要鼓勵學生開展一些設計性、綜合性、創新性的實驗，這就需要我們開放實驗室給學生使用。隨著每年學生人數的增加，開放式教學帶來的實驗項目的復雜性和多樣性，對于實驗的管理、實驗項目的開設以及實驗室使用情況的統計查詢等也變得十分煩瑣，加大了實驗室管理人員的工作量。如何能有效利用實驗室資源，保證實驗教學課程正常有序地開展需要一個實驗課程管理平臺。

在該管理平臺中，由系統管理員對每學期開設的課程、專業及班級進行設定，提交給相關的實驗課程任課老師，任課老師根據個班級情況進行實驗課程安排，同時根據每一個學期《材料力學》實驗課程的學時，對開課內容進行調整，并對實驗教學大綱、實驗考核大綱、實驗課件、實驗成績評定標準等教學內容進行維護更新，并統計本學期學生的實驗成績。學生可以通過該平臺查詢本班的《材料力學》基礎實驗課程的課表，按時完成基礎實驗的實操并提交實驗報告。

（二）材料力學實驗教學模塊

構建實驗課程網絡平臺的目的是與材料力學實驗教學改革相結合，把需要在課堂上講解的實驗教學通過網絡平臺來實現。利用多媒體技術動態地展示實驗過程及原理，方便學生在開展實驗操作前，對實驗的方法、步驟、實驗所涉及的設備、儀器的使用方法、注意事項、保養維護等都進行詳細的了解。在這個過程中，學生可以利用系統中的互動平臺，通過網絡與教師進行實時交流，及時向教師提出自己的疑問或見解，從而加深學生對理論課程的知識點的理解，同時使得學生在學習、思考的過程中逐漸對力學實驗產生“自己動手試一試”的想法。

學生想要達到進入實驗室自主實操實驗的前提是，完成每一項基礎材料力學實驗項目教學文件的學習，充分了解實驗設備的使用方法，并通過實驗前預習考試和安全考試。這有助于任課老師了解學生的學習情況，在實驗過程中有針對性地進行指導。而考試成績同時也作為考核成績的一部分計入實驗綜合成績。

教師可通過互聯網這個巨大的資源庫，搜尋到有價值的實驗教學資料，通過平臺鏈接，讓學生及時了解與工程力學相關的實驗技術的最新動向以及新的技術，這對于拓展學生的知識面，增強學生的學習興趣有很大的幫助。

（三）開放性實驗管理模塊

《材料力學》實驗網絡平臺不僅僅是為學生提供了學習力學實驗知識的平臺，更重要的是培養了學生的創新、自主性以及動手能力。我們鼓勵學生在了解多種實驗方法手段，掌握實驗原理，熟悉實驗設備運用后，運用相關的知識自主對所需完成的實驗進行實驗方案及實驗步驟的設計，甚至可以開展一些與專業相關的創新性實驗。

學生通過網絡平臺的開放性實驗管理模塊提交創新性實驗的實驗大綱、實驗開展計劃、實驗步驟等相關實驗文件，由任課教師審核通過后，根據實驗室安排表，選擇合適的實驗場地、時間及設備，提交預約信息，由管理員確認后，進入實驗室完成實驗。如此一來，學生可以有效地利用課余時間來滿足自身的科研興趣。

四、結語

依托網絡技術，建立《材料力學》實驗課程網絡平臺，多維度拓展傳統實驗教學的內容，增大單位時間內實驗教學信息量的傳播。學習者可以不受時間、地點的限制，自主進行材料力學實驗內容的學習，同時可以利用互動平臺與教師開展雙向交流，進行協作式學習，體現個性化教育。而實驗室預約系統使學生能夠按需自主安排實驗的內容和時間，提高學生的動手能力和創新能力;與課程管理模塊相結合，便于實驗室管理人員有序直觀地對實驗室、設備、耗材的使用情況進行整理記錄。

參考文獻

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