基于自主探究型的力學實驗教學法研究

【摘要】目前，傳統實驗教學法難于適應新形勢下應用型高校力學課程實驗的教學需要，經兩年教學實踐，本文提出一種新的實驗教學方法“自主、探究”型實驗教學法，即一種以學生為主體、外延式和創新式的實驗教學方法。實踐證明，在實驗教學中采用該種教學模式，其實驗教學效果明顯強于傳統實驗教學。

【關鍵詞】自主 探究型 實驗教學

【基金項目】湖南科技學院教改課題-基于主觀能動性的力學教學改革與創新研究（編號：XKYJ2013025）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0012-01

力學課程是土木工程、機械等工科專業的一門重要的專業基礎課，是學習后續相關課程的基礎，對培養學生解決實際問題具有重要的作用。力學實驗是力學課程的重要組成部分，是把理論知識轉為實際應用重要途徑，是培養學生解決實際問題的重要手段，更是應用型人才培養的重要舉措。當前，力學實驗教學是大部分應用型高校的薄弱之處，采取的是傳統實驗教學方法，但其難于適應新形勢下的力學教學需要，故亟需對實驗教學方法進行改革創新。

一、傳統實驗教學存在的問題

傳統型實驗教學模式是以教師為主體的教與學的基本格局、內涵式、驗證式及群體統一的實驗教學方法。該模式實驗教學存在以下幾方面的問題：

（1）學生缺乏主觀能動性

該模式實驗教學中，教師編寫實驗報告、實驗內容及實驗方法，設置實驗方案等，一切教學都是教師起主動性，學生只按實驗方案進行操作，是被動的接受知識，缺乏主動性。

（2）實驗儀器方面

目前，應用型高校的實驗器材規格統一，參數一致，試件尺寸相同。力學實驗教學中，學生只做驗證性實驗，只對實驗方案進行演練，其限制了學生的創新能力。

（3）實驗安排方面

基于實驗課時少、儀器設備等因素，故傳統實驗教學安排中，其時間安排、小組劃分、實驗內容等都是預先安排好的，故每小組做出的實驗數據和成果都是一樣。該種模式注重對知識的驗證，忽視了培養學生的探究和創新能力。

（4）提高學生能力方面

傳統的實驗教學中，學生進行的是儀器的簡單操作，故實驗過程中不易發現問題，缺少學生自主創新，更缺乏探究真理的勇氣。

二、自主、探究型的實驗教學模式

基于上述傳統實驗教學存在的問題，本文結合現代化教學手段，經兩年的教學實踐，提出自主、探究型的實驗教學模式，實踐證明，該模式能取得較好的實驗教學結果。

（1）突出學生主體性，自主選擇實驗程序與方法

基于實驗室的教學設備，學生可自主選擇、設置實驗方式，教師只起輔導作用。基礎較差的學生可選擇驗證性實驗；學習功底較好的學生，可對實驗數據與理論結果進行分析，分析誤差原因；對于善于鉆研的學生，可選擇創新性實驗，自主進行實驗設計。

（2）實驗儀器方面

該模式實驗教學主要解決實驗儀器規格、試件尺寸統一的情況。教師提供實驗思路，學生自主進行實驗儀器操作，并通過改變試件的尺寸以獲得不同的實驗結果，并進行分析比較。

（3）實驗安排方面

該種實驗教學模式中，其時間安排不再統一，實驗室隨時對學生開放；小組人員也由學生自由組合，獨立自主完成實驗；對于實驗項目順序，也由學生自主安排。

（4）提高學生能力方面

該種實驗教學模式中，學生可自主設定基本假設，自行推導公式，創新實驗方案，運用數值分析軟件進行理論分析，并兩者進行對比分析，通過該種模式來培養學生的創新、探索能力。

三、兩種實驗模式的比較

兩年的實踐教學中，選擇11級土木1班作為實驗班級，同級土木2班作為參照班級，經比較兩班的實驗報告中可看出，自主、探究型的實驗教學模式具有較多優勢，見表1。

表1 “自主、探究”型實驗模式與傳統型實驗模式比較表

四、總結

經兩年的教學實踐證明，“自主、探究”型實驗教學具有長足的發展潛力，符合應用型人才培養的需要，能取得較好的教學效果。但仍需從以下兩點加以完善。

（1）預先準備好實驗任務與要求、實驗指導書、實驗報告書等，并及時通知學生以便早了解、早熟悉。

（2）在教學中，要針對不同層次的學生作適當的調整，既給予自主，同時又不能太放任自流，要強化教師的約束和引導作用。

參考文獻：

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作者簡介：

張賢才（1986-），男，漢族，江西撫州人，在讀博士，研究方向：結構力學教學與研究。