应用技术型本科院校材料力学课程教学改革探索

赵 静

（蚌埠学院 机械与电子工程系，安徽 蚌埠 233030）

摘 要：结合应用技术型本科院校的自身特点和办学定位，以扎实理论基础、突出创新意识和强化实践应用为培养目标，从理论教学、实验教学和考核方式三方面进行了材料力学课程教学改革探索，实践证明，通过改革取得了较好的教学效果.

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关键词 ：应用技术型本科；材料力学；课程改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）07-0236-03

从2014年年初教育部2014年工作要点中提出“探索本科层次职业教育”，到2月26日国务院常务会议做出“引导部分普通本科高校向应用技术型高校转型”战略部署，再到3月25日教育部在京召开2014年度职业教育与继续教育工作会议提出“推动地方本科学校转型发展”，再到4月25日在河南省驻马店市举办首届“产教融合发展战略国际论坛”形成关于建设应用技术型本科院校的“驻马店共识”，一系列部署引起了社会各界尤其是教育界对应用技术型本科教育的广泛热议.应用技术型高校以培养应用技术类人才为办学定位，其培养的学生动手能力强于研究型大学培养的学生，理论基础和专业能力又强于高职院校培养的学生.对学生的教育不能沿袭传统本科的教育模式，需要进行一系列地改革.

材料力学是机械类、土木类等工程类专业的一门主干课程，是某些专业硕士研究生入学考试的一门专业基础课.在教学过程中要综合运用课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事工程设计工作打下基础，因此材料力学课程在工程类专业的教学计划中占有重要的地位和作用.

笔者通过近几年的材料力学教学经验，为适应应用技术型本科教育，总结了该课程在理论教学环节、实验教学环节和考核方式三方面的改革，通过实践证明，取得了良好的教学效果.

1 理论教学环节改革措施

1.1 适应工程实践的需求，编写突出工程应用理念的教材

材料力学与很多领域的工程紧密相关应用广泛，它的概念、原理及公式看似简单枯燥，其实际是把工程中的实际问题抽象为理想的力学模型.首先，教材在内容安排上要保证学生有较厚实的基础满足本科教学的基本要求，使学生日后具有较强的理论基础和发展后劲.其次，教材的内容、结构遵循“知识新、结构新、重应用”的方针，突出特色，强化应用.围绕培养目标，以工程应用为背景，通过理论与工程实际相结合，构建工程应用型本科教材.教材在概念的说明和例题的选择上要有一定比例的实际问题，将知识深入浅出、生动形象、耐人寻味，使学生能够将理论与工程实际相对应，在以后的工程实际中准确灵活的应用.

1.2 以“技术需求”作为教学主线，融入“工程化”的教学内容

以“技术需求”作为教学主线，就是使教学主题具有实际工程针对性，明确应用型本科院校教师的教学目标及学生的学习目标.“理论联系实际”是材料力学这一专业基础课程教学改革的一贯宗旨.现代高等教育提倡的理论联系实际的目的已不仅限于要利用形象直观的事物去帮助理解抽象难懂的理论，更要直接明白理论是如何运用到实际中的.在教学课堂上不同的内容中不同程度地融入“工程化”思想，合理、自然、准确地在理论课教学中融入“工程化”的教学内容[1]，基本思路如下：（1）理论性强的内容，尽可能地用实验的例子或从实际结构的角度去消化理解.（2）文字描述性的内容，最好把它归纳在实际应用上.（3）例题的讲解要引发学生对解决实际问题的思考.（4）把实际工作经验和体会适时地引入到不同的教学内容中.（5）注重对学生工程意识的培养.

1.3 转变教学模式，推广案例式启发引导的教学方法

案例教学是通过对一个来源于生产生活实际的、蕴含问题的具体教育情境的描述，教师与学生共同参与，引导学生对特殊情境进行讨论的一种教学方法[2].课堂的45分钟时间非常宝贵，要在有限的时间内高效地传授知识就需要充分调动学生的学习积极性.案例教学法则是以案例为出发点引出学习内容，采用以学生讨论发言为主教师启发引导为辅的方法.案例给学生提供了同样的情景和信息，学生从不同角度进行思考、分析，通过课堂讨论提出不同见解、产生多种解决问题的方案，可以开拓学生的思路，调动学生的主观能动性和学习积极性，诱发学生发现真理、提高其分析问题和解决实际问题的能力，是传统教学方法的升华.例如通过新闻报道河南沁阳一中在建图书馆因高支模失稳造成的倒塌事件引入“压杆稳定”的概念、公式及工程实用性，再以著名的加拿大圣劳伦斯河魁北克大桥压杆失稳为案例，让学生构件力学模型，运用公式计算定量地说明失稳原因，最后让学生讨论和总结哪些构件还会出现失稳.通过案例教学让学生深刻感受到所学知识的重要性和应用性，也从工程实际层面加深对理论知识的理解.

1.4 借助网络平台，创新教学手段

网络的迅猛发展为现代教育手段提供了更好地平台.大学生有迅速掌握新信息、新知识、新技能的能力，大学生对网络的应用也是最广泛最普遍的群体，我们要充分利用这一特点在教学工作中进一步转变教育教学思想、更新教育教学观念，充分运用网络教学平台.例如慕课（MOOCs，Massive Open Online Courses）即大规模在线开放课程，借助先进的网络平台汇聚海量名校名师名课，就是网络技术与现代教育理念的融合产物.笔者所在的院校引入了“慕课”，教师和学生可以从这一网络平台上汲取广泛的、珍贵的、多样的专业知识，更为重要的是为教师和学生提供了专门交流学习的平台，教师可以通过网络平台对所授课程班级的学生网上布置作业、批改作业，发起测验，上传教学资料，推荐学术视频，及时答疑，发起讨论，发布通知等，大大增加了与学生交流的机会，改善了授课学时的局限性，丰富了教学内容，拓展了教学手段.通过使用发现采用这种全新的教学手段，教师和学生不仅能够快速适应而且有极大的热情，对教师的教学水平和学生的学习效果都得到了一定程度的提升.

2 实验教学环节改革措施

2.1 加强实验室建设，为实验教学提供可靠保障

实验教学是加强专业知识教育，增加学生的感性认识，培养学生的实践能力和创新能力的重要教学环节，实验室的规划与建设对实验教学十分重要.一是要加强实验室的硬件设备建设.目前我校材料力学实验室有2台微机控制万能试验机、2台微机控制扭转试验机、10套多功能组合实验组合装置、10套程控静态应变仪，可以满足同时多组学生做力学实验的能力及材料力学基本型、综合型、设计和研究型实验的开设.二是要加强实验室的软件建设.建立“实验室管理信息平台”，提高实验员业务水平，建立实验室开放式运行机制，打破学科和专业壁垒，建立面向多学科、多专业的实验教学中心，满足学生的自主实践和研究性学习，提高实验室的使用效率和服务水平.

2.2 加强虚拟实验室建设，拓展实验内容

目前许多应用型本科院校只开展验证型实验、演示型实验，但这必定会影响应用型人才培养的质量，已不能满足新形势下的教学要求，而加强虚拟实验室建设可以有效地拓展实验内容，提升实验教学质量.虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化.虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成.虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境.虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备.学生利用虚拟器材库中的器材不仅可以进行传统的基本验证型实验还可以自由搭建任意合理的综合型实验，案例实验和设计研究型实验.基本型实验以了解材料的力学性能为知识重点，着重培养学生掌握使用操作实验设备、独立完成实验的能力；综合型实验以综合性理论分析与实验分析相结合为知识重点，着重培养学生完全独立的实验分析能力.案例实验和设计研究型实验以工程实际或模拟工程实际为背景，着重培养学生综合的工程分析能力[3].以虚拟实验室为平台拓展材料力学实验内容，有利于培养学生的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识.在虚拟实验室中，学生更易获得相关的知识，科学的指导和敏捷的反馈.作为走在时代最前沿的教育工作者，应积极地把虚拟化技术运用到实验室开发中，把握时代脉搏，发挥虚拟实验室在新时代教学和科研中的巨大作用.

2.3 改革实验教学方式，调动学生的主观能动性

常规实验课教学模式是教师讲解—教师演示—学生分组实验，这样的教学模式比较单调，只有小部分主动的学生认真听讲动手操作，大部分学生只是围着看并不动手，这样就不能集中所有学生的注意力，达到锻炼学生动手实践的目的.因此笔者在实验课的教学方式进行了改革，综合运用以下几种方法：（1）首先教师讲解实验原理，然后教师指导学生进行实验操作演示，再分组实验.这种方式使教师能及时发现并纠正学生首次操作时易出现的问题，提醒学生实验注意事项，且由于学生操作过程中会出现各种可能性，可以大大提高学生的兴趣.（2）首先学生讲解实验原理，然后指导教师进行实验演示的过程中随机抽取学生说明实验的下个步骤.这种方式可以督促学生课前预习实验原理和步骤，由于随时可能被提问，教师讲解时所有学生的注意力也会被集中.（3）对于时间较短的实验（如铸铁扭转实验），在实验中实行“学生互相指导”方式，即由前一学生指导后一学生进行实验操作，教师全程监控.这种方式可以让每位学生都作为“指导老师”，锻炼所有学生的语言表达能力，达到扎实地掌握实验步骤的目的.（4）学生分组实验时每个同学都有任务，进行分工协作.这种方式使每个学生都要参与实验，可以调动学生的学习热情，协作能力和集体意识.（5）综合型和设计研究型的实验，要求学生自己消化实验原理，熟悉仪器设备，拟定实验方案[3]，在开放式实验室开放期间独立完成实验内容，撰写实验报告.这种方式可以培养学生的自学能力、钻研能力，创新能力以及给学生提供充分研究实验的平台.实践证明，通过以上方法的综合运用，学生对待实验的责任心增强了，兴趣浓厚了，学习效果和动手能力得到了显著提高.

3 考核方式的改革

材料力学在课程设置上为必修课，考核方式为考试，以闭卷笔试为主，成绩采用百分记分制，该门课程的考核方式一般依据课终考核成绩和平时成绩评定，即：总成绩=（课终考核成绩×百分比）+（平时成绩×百分比）.课终考核成绩占70%—80%，平时成绩占20%—30%.依据上述理论教学环节和实验教学环节的改革方案，笔者对材料力学的考核进行了以下改革.

3.1 丰富考题，注重主观题的考核

应用型本科生不仅要有扎实的专业理论基础知识，还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、理论和计算类的客观题，还要有一定比例的设计类、分析类的主观题.设置的主观题可以没有固定的标准答案或者有多种答案，注重考查学生对知识的应用能力、分析问题和解决问题的能力及创新能力[4].

3.2 丰富平时成绩的考核项目，注重平时学习过程

平时成绩主要由学生出勤、课堂表现（包括课堂提问、课堂讨论、回答问题、精神面貌等）、平时作业（包括课后习题、慕课系统的登陆学习情况及教师在系统里布置的作业、测试完成情况）、阶段性测验（闭卷、开卷或口试）、课程实验、研究竞赛等部分组成.任课教师要认真、细致地总结每个学生的平时学习过程，严格抓好实施过程中的各个环节，保证平时成绩的真实、准确，切实发挥平时成绩考核的引导作用，促进教学质量的提高.

3.3 丰富考核形式，实行多元化的考试方式

改变一考定乾坤和以闭卷笔试成绩为主的考试理念，考试目标采取多样化的考试形式，如进行课堂讨论、实际案例分析、写专题论文等，以全面考察学生对知识的理解和实际应用能力，改变过去学生为考而学，教师为考而教的局面[5-6].

3.4 注重考试分析，以考促教

考试的反馈信息具有重要的作用，它是评价教学效果的主要参考依据，也是教师改善教学效果的重要条件[4].笔者所在院校采用本校教师自主研发的试卷评价系统对考试类试卷进行试卷分析.试卷分析指标有分数值、最高分、最低分、全距、中位数、平均分、标准差、难度、区分度.教师对试卷批阅后，在试卷评价系统中输入每个学生每项题型的得分，系统将自动生成每个题型的指标值，教师从中可以明了地看出出题的难易程度，学生对不同题型的掌握程度，学生的成绩分布，进而进行试卷分析、教学分析及其他存在问题，并提出改进措施和教学建议.通过考试分析，以考促改，以考促教，有针对性地指导教师进行教学改革，提高教学水平、教学质量和教学效果.

4 总结

新建本科院校向应用技术型本科院校转型是自身发展的必然选择.积极开展关于应用型人才培养的研究，努力探索适合应用型人才培养的教学方法，为深化材料力学课程改革，推进大学教育，提高应用型人才培养的水平和质量尽一份力.

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参考文献：

（1）张奎山.“面向工程化”的专业基础课程教学思路[J].装甲兵工程学院学报，2003（3）.

（2）祝海林.落实“大工程观”可从案例教学抓起[J].江苏工业学院学报，2007（1）.

（3）周新伟，王海波，曲贵民.材料力学实验教学改革探索[J].潍坊学院学报，2005（4）.

（4）涂叶满，张庆吉.应用型本科院校课程考试改革研究综述[J].东莞理工学院学报，2013（4）.

（5）刘亚兰．地方应用型本科院校多元考试模式的构建与实践[J].教育理论与实践，201l（9）.

（6）李春宇．新建本科院校会计学专业应用型人才培养模式研究[J].黑龙江对外经贸，2009（11）.