基于工程技術人才培養目標的材料力學實驗教學改革思考

李淑嫻 馬宗民

摘要：實踐是人才培養的關鍵環節，實驗教學是高等學校教育實踐教學環節的重要組成部分。材料力學實驗是材料力學課程體系的一個實踐教學環節。針對高等學校培養高質量工程技術人才目標的初心，分析了當前材料力學實驗教學理念、學生自我成才定位等方面認識的偏差，結合新一代先進制造技術“智能制造”技術的要求，對材料力學實驗教學理念、課程管理、課程建設等方面進行了思考，探索材料力學實驗教學改革，“不忘初心，繼續前進”，實現高等學校培養高質量工程技術人才的目標。

關鍵詞：材料力學實驗；教學改革；工程技術人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）37-0092-02

實踐是人才培養的關鍵環節，實驗教學是高等學校教育的一種實踐教學環節。為貫徹落實習近平總書記《關于強化實踐育人工作的重要指示精神和全國高校思想政治工作會議精神》，2017年，國家教育部發布了《2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設》的通知，旨在通過虛擬仿真實驗教學激發學生實驗興趣，調動學生自主學習積極性，提高學生實踐創新能力，進而提高高等教育實驗教學質量和實踐育人水平。

一、材料力學實驗教學理念

材料力學教學包括理論和實驗兩個環節。材料力學實驗與工程實際聯系密切，作為實踐環節在人才培養中起著關鍵的作用[1]。智能制造作為新一代工程制造技術對實驗教學提出了新的要求。但我們的教學理念并未與時俱進，在當前的材料力學實驗教學中存在著一些認識上的偏差：（1）教學地位上，認為材料力學實驗是材料力學教學的附屬部分，是服務于理論教學的。因此，在課程設置管理上，材料力學實驗是作為材料力學課程考核的一部分，并且考核權重低，導致教師甚至學生重視程度不夠；（2）教學作用目標上，把材料力學實驗看作是材料力學理論知識的驗證或材料力學性能的測試方法，只是用以加深學生對理論知識的理解，而忽略了材料力學實驗教學在人才培養工程技能方面的培訓目標，工程技能方面的培訓應該和經濟社會發展需求緊密相關，顯然當前教學活動不能達到實踐教學人才培養的目標。

目前正在開展虛擬仿真實驗教學項目建設明確指出，項目建設要緊密結合經濟社會發展對高校人才培養的需求，培養學生的實踐能力。數字虛擬技術是智能制造重要的技術領域之一。虛擬仿真實驗教學項目建設開啟的實驗教學改革要融入新的工程技術的需求，使我們的教學理念與新時代人才培養目標相一致。材料力學是工程力學的一個分支，材料力學實驗是理論教學向工程實際的延伸，在對學生工程實踐技能培養方面起著重要作用，是實現高等學校培養高質量工程技術人才的關鍵途徑。因此，可以說材料力學實驗教學在人才培養中有著比材料力學理論教學更重要的作用。從一定意義上講，材料力學實驗教學不僅涵蓋了材料力學理論教學的內容，而且比材料力學理論教學更加復雜。因此，虛擬仿真實驗教學項目建設開啟的新一輪實驗教學改革，從教學理念上應該明確材料力學實驗教學在人才培養目標上的角色、地位：（1）整體課程體系設置上，明確材料力學實驗地位；（2）人才培養目標上，明確材料力學實驗的作用、課程設置目標；（3）新一代工程制造技術對材料力學實驗教學的要求融入進去。

二、學生自我成才定位

大學是人生重要的成長階段，是人價值觀、職業觀等形成的關鍵時期，影響著人一生的成長和發展[2]。但當前大學生在成才目標上存在著模糊、不純、不實、不準等問題。這些問題存在的主要原因是學生存在對工程技術人員的認識偏見。高等學校工程教育的目標是培養具有工程實踐能力和創新能力的高素質工程技術人才。實踐教學環節是培養學生工程能力的關鍵環節，與工程實踐緊密相連。實驗教學改革為改變這種偏見提供機會。虛擬仿真實驗教學系統綜合應用多媒體、人工智能等現代信息技術，可以提高實驗教學項目的吸引力和教學的有效性，更好地適應經濟社會快速發展對人才培養的新要求，而現代大學生成長的新特點，有助于改變學生對傳統工程技術人員的認識，調動學生參與實驗教學的積極性和主動性，激發學生的學習興趣和潛能，使其個人興趣愛好和職業規劃與工程技術人才培養目標保持一致。因此，虛擬仿真實驗教學項目建設對實現高等學校高質量工程技術人才培養目標至關重要。

三、材料力學實驗教學課程管理

課程管理是教學理念的體現形式之一，科學的課程管理制度是教學理念貫徹實現的保證。為了改變材料力學實驗教學附屬地位的問題，可從下面兩方面進行思考：（1）課程設置管理上。對材料力學實驗獨立設課，單獨考核，單獨計算學分，強化材料力學實驗教學的地位，有助于改變實驗課與理論課的關系，凸顯其實踐育人的功能，有助于培養學生工程實踐技能的培訓；（2）選課實踐上。多數情況下，材料力學實驗與材料力學理論課同期選課，建議靈活設定學生的選課時間，與材料力學理論課同期選課，或者材料力學理論課學完后，與專業方向課同期選課。同期選課有助于學生加深對理論知識的理解驗證，與專業方向同期選課，有助于與工程實際密切聯系，培養學生的工程實踐能力，與學生的興趣愛好和職業規劃一致。

四、材料力學實驗教學課程內容建設

材料力學實驗教學是理論教學的延伸，是與工程實際聯系的橋梁，因此材料力學實驗教學課程內容建設至關重要。虛擬仿真實驗教學項目建設對實驗教學內容提出了明確要求，堅持需求導向，緊密結合經濟社會發展對高校人才培養的需求。材料力學實驗項目可分為基礎性實驗、擴展性工程實驗兩種。基礎性實驗如拉伸、扭轉、彎曲等以驗證材料力學基本原理、公式等理論知識，了解材料力學性能、材料力學實驗技術、實驗設備使用、培養學生基本實驗技能為目的。基本型實驗一般為必修實驗，主要目的是加深學生對理論知識的理解，掌握基本實驗技能。基礎實驗采取實物實驗和虛擬實驗結合方式進行。擴展性工程實驗是以本課程或與本課程相關課程的綜合知識為內容的實驗。而擴展性實驗則是給定實驗目的和實驗條件，讓學生自己設計方案并按要求完成實驗目的的實驗。智能制造成為未來制造發展的趨勢和核心內容[3]，而產品設計開發則進入到了數字樣機時代。

五、結束語

培養高質量工程技術人才是高等學校工科專業教育改革的目標。實踐是重要的育人環節，材料力學實驗是材料力學課程體系的一種實踐環節，進行材料力學實驗教學改革是為了提高實驗教學質量，實現人才培養的目標。材料力學實驗教學改革以經濟社會發展需求出發，建設適宜的教學方式、教學內容，激發學生學習興趣，調動學生的學習興趣，引導學生成才目標、職業規劃與人才培養目標融合，從而實現高質量工程技術人才培養目標。

參考文獻：

[1]翟誠，賈艷東，孔祥清，等.材料力學實驗教學改革的探索[J].實驗室科學，2015，18（6）：155-157.

[2]周文霞，辛璐.大學生智能職業生涯發展階段的測量[J].現代管理科學，2017，（2）：6-8.

[3]岳維松，程楠，侯彥全.離散型智能制造模式研究——基于海爾智能工廠[J].工業經濟論壇，2017，4（1）：105-110.