王云洋，蔣 楚，肖 磊，黎 滔，楊 光，李 夢(mèng)，李 明

(1.湖南文理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，湖南 常德 415000；2.洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)與發(fā)展湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 常德 415000；3.湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院，湖南 常德 415000)

為了更好地推動(dòng)我國(guó)在高等工程教育方面的改革與發(fā)展，新時(shí)代對(duì)工科人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高要求。結(jié)合立德樹(shù)人的新要求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì)，以及國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的新需求等因素，國(guó)家針對(duì)性地提出了新工科建設(shè)計(jì)劃。2017年發(fā)布的新工科建設(shè)“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，標(biāo)志著新工科理念正式形成[1-5]。提出新工科建設(shè)是為了使中國(guó)的工程教育走在世界前列，并將中國(guó)經(jīng)驗(yàn)傳播到世界，從而把我國(guó)建設(shè)成為高等教育強(qiáng)國(guó)[6-10]。

新工科建設(shè)是我國(guó)新時(shí)期高等工程教育的行動(dòng)綱領(lǐng)。材料力學(xué)是大多數(shù)工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的課程之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是材料力學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分，既是對(duì)理論知識(shí)的鞏固和補(bǔ)充，也是對(duì)學(xué)生知識(shí)面的拓展和創(chuàng)新能力的激發(fā)[11-15]。

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出，要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[16]，強(qiáng)調(diào)了在高校教育教學(xué)全過(guò)程中融入社會(huì)主義核心價(jià)值觀，重視對(duì)大學(xué)生的思想政治教育[17]。

在國(guó)家新工科建設(shè)的指導(dǎo)下，為了更好地實(shí)現(xiàn)本科院校在新工科建設(shè)背景下創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)需要密切跟隨時(shí)代的步伐，積極探索與實(shí)踐基于課程思政的教育教學(xué)改革與創(chuàng)新。本文結(jié)合湖南文理學(xué)院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，對(duì)湖南文理學(xué)院土木工程專業(yè)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，并基于鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)進(jìn)行改革探索，實(shí)現(xiàn)了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

1 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的不足

1.1 教學(xué)方法陳舊

傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容大部分為概念、公式推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)演示，沒(méi)有將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐很好地聯(lián)系起來(lái)，基本只注重理論知識(shí)的講授，沒(méi)有重視學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)分析[18,19]。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，新理論、新工藝及新材料不斷涌現(xiàn)，而傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法沒(méi)有隨之一起充實(shí)、完善和更新，相對(duì)落后，難以適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)際工程。例如，對(duì)于材料的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，課堂教學(xué)只開(kāi)展了低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，其他材料如塑料、復(fù)合材料等的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有進(jìn)行。與此同時(shí)，學(xué)生在課堂上學(xué)到的實(shí)驗(yàn)知識(shí)與實(shí)際工程問(wèn)題聯(lián)系不緊密，這也是學(xué)生對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程興趣不濃厚的原因之一，這樣就不能實(shí)現(xiàn)較為理想的教學(xué)效果。

1.2 教學(xué)效果不佳

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，學(xué)生沒(méi)有接觸到施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工程和科技前沿，不了解行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)。另一方面，普通本科院校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較為薄弱，缺乏學(xué)習(xí)自覺(jué)性，部分學(xué)生反映課程枯燥，還有部分學(xué)生存在膽怯心理，學(xué)習(xí)效果不好[20-22]。

同時(shí)，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)缺乏對(duì)工程背景的介紹，學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有較為清晰的工程目標(biāo)，這樣不利于對(duì)學(xué)生分析解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

1.3 考核方式單一

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)傳統(tǒng)的考核方式比較單一，主要包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量與平時(shí)上課表現(xiàn)考核。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)的過(guò)程中，還存在一些學(xué)生相互抄襲的現(xiàn)象，這也導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)不重視。這樣的考核方式較難對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力、分析解決問(wèn)題的能力等進(jìn)行綜合評(píng)定。因此，需要采取更加全面的綜合考核方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，需要將以結(jié)果評(píng)價(jià)為主的考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐越Y(jié)果過(guò)程共同評(píng)價(jià)的考核方式[23,24]。

2 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

我國(guó)目前倡導(dǎo)的新工科建設(shè)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。因此，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革應(yīng)該同國(guó)家的人才培養(yǎng)要求保持一致，不斷提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，需要對(duì)課程教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整與設(shè)計(jì)，加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際工程之間的聯(lián)系，同時(shí)還要對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革，從而較好地實(shí)現(xiàn)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力得到訓(xùn)練和提升。

2.1 更新教學(xué)方式

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程授課過(guò)程中，應(yīng)以板書(shū)形式與多媒體結(jié)合為主，采用板書(shū)的形式給出公式推導(dǎo)、計(jì)算分析等方面的內(nèi)容，較為復(fù)雜的圖形和文字方面的內(nèi)容，可采取多媒體播放，這樣可以起到節(jié)省畫(huà)圖和書(shū)寫(xiě)文字的時(shí)間，同時(shí)還可以采用圖片和動(dòng)畫(huà)等方式，更加豐富和形象地展示課程相關(guān)內(nèi)容，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容理解的目的。目前，線上教學(xué)軟件資源豐富，可以利用便捷的線上教學(xué)軟件資源，與課程講授相結(jié)合，還可以采取網(wǎng)絡(luò)課堂對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，并設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生開(kāi)展討論，教師針對(duì)學(xué)生討論學(xué)習(xí)過(guò)程中提出的問(wèn)題進(jìn)行分析并解決，提高教學(xué)質(zhì)量與效率。

與此同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣與應(yīng)用，為材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新提供了新的途徑。一方面教師能夠采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，同時(shí)大量?jī)?yōu)秀的線上教學(xué)資源和知名大學(xué)的開(kāi)放視頻資源，為材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)提供了較為方便的條件，也為教師與學(xué)生更好地溝通和交流提供了網(wǎng)絡(luò)空間。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，課堂講授之前引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)即將講授的知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣使學(xué)生對(duì)課堂講授的知識(shí)點(diǎn)心中有數(shù)。在課堂講授的過(guò)程中，教師則可根據(jù)學(xué)生的情況靈活地講解、答疑及適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行拓展，采用這種教學(xué)方式，能夠使學(xué)生更加方便地掌握知識(shí)。學(xué)生還可在課后利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源復(fù)習(xí)課堂講授的知識(shí)，同時(shí)對(duì)學(xué)科前沿相關(guān)的知識(shí)與工程實(shí)例適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了解，起到拓展視野作用。

將課程思政元素引入到教學(xué)中，講解詹天佑、茅以升等大師們的愛(ài)國(guó)事跡，培育學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，鼓勵(lì)學(xué)生為譜寫(xiě)新時(shí)代的新篇章努力奮斗。

2.2 案例式教學(xué)

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，教師應(yīng)將理論知識(shí)與實(shí)際工程問(wèn)題緊密結(jié)合，注重學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的運(yùn)用，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生帶著目的學(xué)習(xí)，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和計(jì)劃定期提交學(xué)習(xí)報(bào)告，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

湖南文理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院的教師結(jié)合研究的科研項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展了鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能研究科研項(xiàng)目，為學(xué)生開(kāi)闊視野及培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)提供了條件。科研項(xiàng)目需要用到金屬材料的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剛度、應(yīng)力與應(yīng)變等方面的知識(shí)，指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生積極動(dòng)手參與各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果起到了明顯的改善作用。在學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目過(guò)程中，從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，到實(shí)驗(yàn)材料的購(gòu)買(mǎi)、模具加工，再到試件的制備、養(yǎng)護(hù)、加載測(cè)試、數(shù)據(jù)采集和分析等，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成。既培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。經(jīng)過(guò)本科階段材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方面的培養(yǎng)和鍛煉，大部分學(xué)生反映學(xué)習(xí)效果很好，既學(xué)到了基本實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，同時(shí)還學(xué)到了教材以外的知識(shí)，并在老師的指導(dǎo)下自己動(dòng)手和思考，撰寫(xiě)研究論文，并在期刊上發(fā)表，鍛煉和提高了學(xué)生的科研水平，為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)深造打好了基礎(chǔ)。下面圖1～圖5為湖南文理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院的學(xué)生進(jìn)行鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)的照片。

圖1 WDJ500型電子扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)

圖2 鑄鐵扭轉(zhuǎn)試樣參數(shù)的測(cè)量

圖3 觀察鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

圖4 典型的鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)曲線

圖5 扭斷后的鑄鐵試樣

圖1為實(shí)驗(yàn)采用的WDJ500型電子扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)，圖2為學(xué)生對(duì)鑄鐵扭轉(zhuǎn)試樣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，圖3為學(xué)生對(duì)鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作和觀察，圖4為鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的典型曲線，圖5為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中部分已完成扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)被扭斷的鑄鐵扭轉(zhuǎn)試件。

2.3 優(yōu)化考核方式

對(duì)于傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)，教師主要按照學(xué)生上課的到課率以及最后撰寫(xiě)提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考核，這種考核方式不能較全面地對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)進(jìn)行評(píng)定。對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革后，學(xué)生的成績(jī)組成包括以下四個(gè)方面：(1)達(dá)到的實(shí)驗(yàn)效果占25%；(2)平時(shí)上課的到課情況占15%；(3)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作占40%；(4)最終提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20%。教師采用課堂提問(wèn)與檢查預(yù)習(xí)報(bào)告相結(jié)合的方式檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，學(xué)生的到課情況則是通過(guò)實(shí)驗(yàn)課點(diǎn)名進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作是通過(guò)觀察學(xué)生的獨(dú)立思考能力與操作步驟進(jìn)行考察。

通過(guò)對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核方式進(jìn)行改革，避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及報(bào)告的抄襲現(xiàn)象，做到只要學(xué)生認(rèn)真參加材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)和完成相應(yīng)的課程任務(wù)就能及格，這樣還給優(yōu)秀的學(xué)生提供了充分發(fā)揮的空間，積極勤奮的學(xué)生能夠脫穎而出。對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核方式進(jìn)行改革，不是通過(guò)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核為難學(xué)生，而是通過(guò)科學(xué)合理的考核方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)需要持續(xù)更新與完善，是一個(gè)教師連續(xù)接力與傳承的過(guò)程，每位教師通過(guò)學(xué)習(xí)與繼承前人優(yōu)秀的教學(xué)方法后不斷進(jìn)步成長(zhǎng)。教師在傳承學(xué)校優(yōu)良傳統(tǒng)和作風(fēng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)、積累和創(chuàng)新形成自己的教學(xué)體系。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教師需要堅(jiān)持基礎(chǔ)知識(shí)教育與專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)相融合、堅(jiān)持教學(xué)與科研相融合。同時(shí)，還應(yīng)該注重對(duì)青年教師進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)，不斷提高教師隊(duì)伍課程教學(xué)的教學(xué)水平。

3 結(jié) 語(yǔ)

材料力學(xué)屬于傳統(tǒng)的工科專業(yè)課程之一，在新時(shí)期需要緊跟國(guó)家新工科建設(shè)人才培養(yǎng)的方針，在教學(xué)過(guò)程中不斷融入新理念與新方法，不斷進(jìn)行教學(xué)改革和完善。本文首先總結(jié)了傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的不足：教學(xué)方法比較陳舊、教學(xué)效果不太理想、考核方式比較單一等，針對(duì)性地提出了材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)改革的措施：對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行更新、教學(xué)過(guò)程中采用案例式教學(xué)、不斷優(yōu)化考核方式、加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等?；阼T鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)改革進(jìn)行了大量探索與實(shí)踐，教學(xué)效果改善較為明顯。在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)改革過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，還需要不斷總結(jié)和提煉，為后續(xù)材料力學(xué)課程教學(xué)更加深入和全面的改革打好基礎(chǔ)，并以國(guó)家新工科建設(shè)為契機(jī)，培養(yǎng)出創(chuàng)新能力較強(qiáng)、能更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。