構建材料力學系列“三性”實驗,培養學生創新意識和綜合實踐能力

馬 權

（寶雞文理學院 陜西 寶雞 721000）

構建材料力學系列“三性”實驗,培養學生創新意識和綜合實踐能力

馬 權

（寶雞文理學院 陜西 寶雞 721000）

本文主要對材料力學的“三性”實驗中的設計原則和設計思路進行探討和陳述，介紹了新的教學體系，提出“三性”試驗指導的新模式，以培養學生的創新意識和實踐能力。

綜合性實驗；材料力學；三性

1 引言

對于材料力學的教學改革，要重視創新和實踐。它的主要目的是有效的培養學生創新能力和實踐動手能力，通過實踐實驗的方式培訓學生的最基本的實驗能力和技能。但是，我國目前的實驗教學內容、教學方式、教學體系都存在著一定的問題，急需改革。

2 “三性”實驗的概述

2.1 “三性”實驗的含義

基于一定的教學目的對教學實驗進行設置，教師和學生一同在實驗室完成一項實驗的教學活動。教學實驗主要分為：綜合性實驗、演示性實驗和研究探索性實驗等多種實驗類型。“三性”實驗主要包含了綜合性、設計性和研究探索性實驗這三種實驗類型。

2.2 “三性”實驗的內涵

（1）綜合性實驗

綜合性實驗就是將課本中的綜合知識或者相關的課程知識進行實驗。它的實質是培養人才的綜合性。通過理論基礎知識、實驗的方法和技術三者的綜合，形成一個整體的體系，對學生的知識、實踐能力以及素質進行綜合的訓練，在這個過程中對于學生發現問題、解決問題的能力培養有很大的幫助作用。它的實驗內容具有“復合性”性質，指的是它的內容設計很多的知識點，綜合性很強，內容多樣。在實驗的過程中，實驗的方法和技術都是不可缺少的一部分。綜合運用兩種以上的基本實驗方法，能夠幫助學生鍛煉自己的發散性思維，自主的去分析問題和解決問題。

（2）設計性實驗

設計性實驗是首先給定進行實驗所要求的內容，然后學生根據這些進行自主的設計實驗方案并且實施完成的一種實驗方式。它的核心是重視學生的個性，因材施教。

傳統的實驗模式比較單一，教材中給出了實驗的過程，學生只需要根據課本的要求按照課本給出的步驟一步一步的進行實驗。這種實驗模式限制了學生的創新能力和獨立思考的能力，使得學生處于一個被動學習的狀況。而在設計性實驗中，就改變了這種情況，設計性實驗注重了學生的主體地位，使他們能夠主動的學習，提高了學生的自主學習能力，突出學生的實驗主體地位，處于主動的學習狀態，培養學生的創造性思維，能夠很大程度上調動學生的學習積極性。雖然在實驗之前給定了特定的實驗目的。但是實驗條件并沒有明確的規定，可以是多樣的，可以選擇的。所以，根據學生自身的認知能力和知識能力，他們對于達到一個實驗目的的認識思維也是不同的，那么就會有多種的思維方式和實驗方法。設計性實驗更加有利于創新人才的培養。

2.3 研究探索性實驗

這個實驗主要是對學生進行一個學科方向的指導，針對某一個選定的研究目標進行實驗。從實驗內容方面看，這種實驗能夠體現自主性和個性，它根據學生的興趣愛好進行安排，它的實驗內容更加突出學生的個體，根據學生的個體進行自主確定；第二，這個實驗的結果并不是確定的，是未知的，這種未知更加激發了學生的求知欲，促進學生對這個研究道路上進行探索、前進、創新；最后，研究探索性實驗的原理、方法等都沒有一定的設定，無章可循。它主要是針對學生的創新能力和實踐能力的培養，它本身就是一個探索的過程，所以在實驗中使用的實驗方法和手段也是可以隨時發生調整的。

3 “三層次四模塊五自主”教學模式

3.1 基于“三層次四模塊五自主”教學模式的系列“三性”實驗的構建

前面所提到的三種實驗模式有著各自的特征和優勢，都能夠突破傳統的實驗模式的局限。必須要深刻的體會其中的是實質，才能夠更加有效的推進“三性”實驗的改革，使得學生在實驗過程中真正的提高自己的實踐能力和創新能力。在教學中應用“三層次四模塊五自主”的材料力學實驗教學新體系，能夠對試驗過程中的自主性、實驗內容的綜合性以及創新性有著更強的突出。從材料的力學強度、剛度、穩定性等多方面進行分析，自主的設計、實施符合“三性”要求的實踐實驗項目。三層次指的是基礎知識和基本技能訓練實驗、綜合性、設計性和研究探索性實驗這三種實驗；四模塊指的是材料性能、精力行為、動力特性和包括探傷與虛擬技術的現代測試技術；五自主主要指的是自主填寫實驗表格、自主選擇實驗項目、自主設定實驗項目、自主設計實驗方案和自主設計實驗課題。這種教學更加的開放，奠定材料力學實驗的地位。能夠全方面的提高學生的自主學習能力、實踐能力、動手能力以及創新能力。

3.2 “三性”實驗的構建原則

（1）“三性”實驗也就是教學實驗，在進行實驗過程中，實驗測試的工作量不能過多也不能過少，要適中，將材料力學的基本理論知識作為基礎，簡單涉及到工程專業知識。在實驗的過程中對已經掌握的理論基礎知識進行深入的理解和記憶，還能夠提高實驗的技能和綜合能力。

（2）“三性”實驗并不拘泥于理論體系中，它也不是從基本的理論課程內容中衍生出來，所以不應該高度的抽象。因此，在教研教改和科研實踐中選擇相應的素材，但是要記住不能夠將工程試驗或者專業的實驗簡單的搬到基礎課的實驗室中。

（3）“三性”實驗項目里面所涉及的實驗內容、方法、理念、教學手段都不能一味的傳承傳統的內容，要在繼承的基礎上進行創新，并應用先進的科學技術和技術手段。

3.3 “三性”實驗指導模式

（1）我們上文提到的“三層次四模塊五自主”的教學體系，要突破傳統的實驗指導模式，突出學生的主體地位，加強教師和學生之間的相互溝通交流，并要求教師在課堂中要起主導作用。傳統的灌輸式教學模式或者填鴨式教學模式降低了學生的學習興趣，不利于教學目標的實現以及教學質量的提高，因此在“三層次四模塊五自主”的教學體系中，要積極的引導學生從傳統的教學實驗中轉變為自主探求的主動式實驗。

（2）不可忽視現代科學技術在教學中的應用，可以利用因特網，建造一個網絡學習平臺和網絡預約系統，為學生提供了一個開放式的平臺，可以讓學生進行實驗的學習和自主進行實驗操作，大大提高了學生的自主學習能力。

（3）改變傳統的實驗課指導方式。傳統的實驗課指導方式是單一的，這種單一的指導方式并不利于學生的實踐能力的培養。在退出設計性、研究探索性實驗項目的基礎之上，要重視每個學生的個體差異，因為每個學生的學習能力和知識的掌握能力都是不同的，采取單一的實驗指導方式，并沒有充分重視學生的個體差異，對那些跟不上的學生有著不良的影響，因此，應該因材施教的對學生進行實驗的設計、方案的擬定，積極引導學生進行自主的設計、自我的訓練，培養學生的綜合研究思維能力。

（4）利用多媒體教學。多媒體教學在現代教學課堂上應用十分的廣泛。在材料力學的實驗中應用多媒體技術，能夠很大程度上提高實驗課教學質量，提高學生的學習效率，激發學生的學習興趣和學習積極性。可以利用現代科學技術建立工程力學實驗的網絡實驗室，這樣能夠進行虛擬仿真實驗，讓學生隨時隨地的進行實驗操作，提高自己的實踐能力和學習能力。

4 結語

綜上所述，要堅持以現代的實驗教學理念為指導，充分的了解認識“三性”實驗的內涵，改革實驗教學模式和教學方法，全面的提高實驗課程的質量，激發學生的學習興趣，有效的提高他們的實踐能力和創新能力。

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TB301 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0206-02