董 羽 李立峰 史俊偉 劉 剛

山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院 山東煙臺(tái) 264005

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確指出：“不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)，優(yōu)化學(xué)科專(zhuān)業(yè)、類(lèi)型、層次結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合。重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模?！鄙綎|工商學(xué)院作為一所應(yīng)用型本科院校，意在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。所謂的應(yīng)用型人才，主要是在一定的理論規(guī)范指導(dǎo)下，從事非學(xué)術(shù)研究性工作的人，其任務(wù)是將抽象的理論符號(hào)轉(zhuǎn)換成具體操作行為或產(chǎn)品構(gòu)型，將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐[1]。

工程力學(xué)作為山東工商學(xué)院及其他地方應(yīng)用型高校工科專(zhuān)業(yè)普遍開(kāi)設(shè)的一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用性，而工程力學(xué)的一個(gè)重要組成部分是工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校本科教學(xué)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以讓學(xué)生更好地理解課堂講授的理論知識(shí)，同時(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論的正確性，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，更好地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題[2,3]。因此，對(duì)于工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探索與改革，更好地培養(yǎng)學(xué)生在扎實(shí)掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐的能力，才符合國(guó)家及高校對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

1 以往工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足

山東工商學(xué)院新版人才培養(yǎng)方案規(guī)定，各專(zhuān)業(yè)總學(xué)分包括理論教學(xué)學(xué)分和實(shí)踐(驗(yàn))教學(xué)學(xué)分，其中理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)不超過(guò)170學(xué)分。每學(xué)分對(duì)應(yīng)16學(xué)時(shí)(體育類(lèi)、實(shí)驗(yàn)課每32學(xué)時(shí)1學(xué)分)。根據(jù)規(guī)定，工程力學(xué)課程針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)調(diào)整至48～60理論學(xué)時(shí)和16～32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。由于理論學(xué)時(shí)相對(duì)壓縮，而課本講授內(nèi)容不變，為保證在理論學(xué)時(shí)內(nèi)完成課本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課程理論部分內(nèi)容只能安排在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)中，這就造成了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步被壓縮，而實(shí)驗(yàn)室設(shè)備數(shù)量有限，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，分配到每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又進(jìn)一步減少。如何在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)充分培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手及應(yīng)用創(chuàng)新能力，給教師和學(xué)生提出了更高的要求。

1.2 對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思想認(rèn)識(shí)不足

在工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程講授和學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師和學(xué)生都存在一定的思想認(rèn)識(shí)不足。

對(duì)于教師而言，部分教師認(rèn)為工程力學(xué)課程的主體內(nèi)容是課程理論知識(shí)，學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握的重點(diǎn)主要有兩部分：一是靜力學(xué)篇受力平衡問(wèn)題的分析與計(jì)算，二是材料力學(xué)篇桿件的4種基本變形(拉亞、剪切、扭轉(zhuǎn)以及彎曲)及組合變形、應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及壓桿的穩(wěn)定性問(wèn)題的分析與計(jì)算。而工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于力學(xué)理論教學(xué)的附屬或拓展，因此對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受重視程度不夠，投入精力不足。

對(duì)學(xué)生而言，認(rèn)為工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)都是由教師事先準(zhǔn)備好的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o(wú)非是對(duì)課堂理論知識(shí)的相關(guān)驗(yàn)證，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程往往是應(yīng)付了事。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)都是分組進(jìn)行，分組的學(xué)生無(wú)明確分工，導(dǎo)致相互存在依賴(lài)性，實(shí)驗(yàn)課程的目的也只是完成提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，造成了工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程效果較差，學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力都得不到培養(yǎng)，這與培養(yǎng)應(yīng)用型人才模式大相徑庭。

1.3 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有待改善

工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有更新，還是按照傳統(tǒng)的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)也大多是驗(yàn)證性、演示性的實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生喪失對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程探索的興趣與熱情，實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得程序化、形式化。結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)幾乎沒(méi)有，因此不能有效地引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐中，學(xué)生缺乏思考，創(chuàng)新動(dòng)力不足，無(wú)法滿(mǎn)足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。

1.4 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法傳統(tǒng)單一

目前，工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)分注重實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟的講解，教師在教學(xué)過(guò)程中起主導(dǎo)作用，在教學(xué)過(guò)程中基本采用灌輸式教學(xué)方法，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，完全按照教師的講授按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而導(dǎo)致了學(xué)生只會(huì)動(dòng)手模仿，不會(huì)動(dòng)腦，對(duì)于如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)后有何結(jié)論、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論產(chǎn)生的誤差如何分析一概不知，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性差。

1.5 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核有待改革

以往的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核主要是以提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為考核方式給予評(píng)定，這造成了學(xué)生當(dāng)中普遍存在著“重報(bào)告，輕過(guò)程”的不良作風(fēng)。學(xué)生在工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)操作往往敷衍了事，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)跟實(shí)驗(yàn)報(bào)告嚴(yán)重不符，加之實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，學(xué)生之間產(chǎn)生相互依賴(lài)性，往往一個(gè)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其他學(xué)生進(jìn)行“復(fù)制拷貝”，使得實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象日益加重。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核，不僅需要關(guān)注實(shí)驗(yàn)成績(jī)，更要重視發(fā)掘?qū)W生的潛能。

2 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

基于學(xué)校對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，為培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才，針對(duì)以往山東工商學(xué)院工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的上述問(wèn)題，對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革勢(shì)在必行，教研室分別從教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)變思想認(rèn)識(shí)、更新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、豐富教學(xué)方法和改革考核方式等方面入手，進(jìn)行了一系列探索性改革。

2.1 對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

鑒于工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足，對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。要在有限的課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，推行電化教學(xué)就可以很好地解決這一問(wèn)題。電化教學(xué)的手段包括多媒體課件、與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的視頻圖片、模擬實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備等，通過(guò)圖文、聲音來(lái)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面[4]。利用互聯(lián)網(wǎng)可以獲取與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；通過(guò)課后的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，突破固定時(shí)空的限制，使學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間及時(shí)地交流，互相解答疑問(wèn)。

2.2 提高工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思想認(rèn)識(shí) 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念

轉(zhuǎn)變教師在工程力學(xué)教學(xué)過(guò)程中“重理論、輕實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)觀念，投入更多精力在工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，盡管工程力學(xué)理論課時(shí)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)扭轉(zhuǎn)理論教學(xué)高于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思想，緊密結(jié)合學(xué)校對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求[5]。與此同時(shí)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)授課之初，就應(yīng)給學(xué)生闡明工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)在工程力學(xué)教學(xué)過(guò)程中的地位與作用，使學(xué)生在一開(kāi)始學(xué)習(xí)工程力學(xué)的過(guò)程中就對(duì)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)引起重視，讓學(xué)生懂得工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是檢驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的重要途徑，通過(guò)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的應(yīng)用動(dòng)手能力與設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力得以施展和提升。

2.3 更新工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍采用以往的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容顯然已不能滿(mǎn)足應(yīng)用型綜合素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，只有通過(guò)課程改革，增設(shè)具有工程應(yīng)用背景和實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，才能使學(xué)生充分掌握主要的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，為了既能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，又能使學(xué)生將主要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容掌握好，滿(mǎn)足工程實(shí)踐的要求，我們根據(jù)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)母潞头诸?lèi)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)層次，對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用不同的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行教學(xué)。第一層次為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，第二層次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要包括鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)及矩形梁純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)等；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要包括材料彈性模量及波松比測(cè)定、壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)歐拉臨界里測(cè)定等。例如在鋼筋拉伸驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)觀察鋼筋在拉伸過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變曲線，掌握鋼筋“彈性階段→屈服階段→強(qiáng)化階段→徑縮破壞階段”過(guò)程中各階段變化特征，結(jié)合實(shí)驗(yàn)具體過(guò)程，從而進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)。在材料彈性模量及波松比測(cè)定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康莫?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自選裝置，自選測(cè)點(diǎn)，自選應(yīng)變片，設(shè)計(jì)電橋，測(cè)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)。通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以更有效地將理論知識(shí)進(jìn)行消化吸收，并提升學(xué)生動(dòng)手能力、應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，也更符合學(xué)校關(guān)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

2.4 豐富工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式不利于學(xué)生主體性地位的體現(xiàn)，也不利于學(xué)習(xí)主動(dòng)性的充分發(fā)揮。教師可采用啟發(fā)式教學(xué)方式，例如在測(cè)定歐拉臨界力實(shí)驗(yàn)中，教師可以積極引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定歐拉臨界力，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓桿穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析，這既讓學(xué)生初步體驗(yàn)到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和探索的樂(lè)趣，又增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣。另外，必須建立以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的興趣和激情，從而改變學(xué)生被動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的狀況。例如，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的安排，有選擇性地將材料彈性模量及波松比測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的形式完全交由學(xué)生自己完成。學(xué)生嘗試著按照自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，還調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

2.5 改革工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式

改革以往傳統(tǒng)的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式。以往的考核方式以提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，而根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，不僅需要考核學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握，更需要考核學(xué)生動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)情況。因此對(duì)于工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)更加注重過(guò)程考核。改革學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)由出勤→實(shí)驗(yàn)過(guò)程→動(dòng)手操作→實(shí)驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容構(gòu)成，將其分為平時(shí)成績(jī)和考核成績(jī)[6]。我們對(duì)兩個(gè)層次實(shí)驗(yàn)的難度和綜合性設(shè)置加權(quán)系數(shù)，考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的40%；考核成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作等內(nèi)容進(jìn)行加權(quán)求和占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的60%。最終，工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)按一定比例計(jì)入工程力學(xué)期末總成績(jī)。

3 結(jié)語(yǔ)

在學(xué)院提出了以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)、突出強(qiáng)化應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的前提下，工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)課，課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。以山東工商學(xué)院工程力學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題為例，進(jìn)行了分析研究，在緊密結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)觀念轉(zhuǎn)變、課程內(nèi)容更新、教學(xué)方式方法豐富以及考核方式改革五方面的措施。其中部分改革措施已應(yīng)用到本學(xué)期工程力學(xué)的課程教學(xué)中，初見(jiàn)成效。在學(xué)校倡導(dǎo)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大環(huán)境下，工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革還需長(zhǎng)期探索，不斷改進(jìn)，為培養(yǎng)所需的應(yīng)用型人才發(fā)揮重要作用。