□林曉松
力學屬于技術科學或工程科學,力學教育是高等工程教育的重要組成部分[1]。力學實驗是教學過程中的重要實驗環節,是檢驗理論正確程度和解決工程問題的重要方法與依據[2],是理論教學向工程實際的延伸。學習各種力學實驗原理,掌握測試力學性能的方法和操作技能,對培養學生工程實踐能力具有重要作用,對高等學校培養高質量工程技術人才具有重要意義[3]。然而,受到傳統教育思想的束縛,目前的力學實驗教學多是程序性的驗證式教學[4],不利于學生實踐能力的鍛煉,更阻礙了創新思維的培養。隨著“互聯網+”時代的到來,利用網絡資源促進學生個性化學習,成為教學模式發展新趨勢[5]。在此時代背景下,以應用型創新人才培養為目標,分析當前力學實驗教學存在的問題,探索實施力學實驗課程的教學模式改革。
(一)重理論輕實驗的現象長期普遍存在。因教學內容的緣故,力學實驗學時比力學課程理論學時相對要少很多。長期以來,在教學過程中形成了重理論、輕實驗,重知識、輕能力的現象。
(二)實驗教學方法和手段落后。實驗教學多以教師按照多年固定的模式向學生傳授實驗知識和方法,使學生對實驗形成一種被動的接受,容易養成依賴教師的習慣,不利于培養他們的主體意識和獨立思考能力。
(三)實驗臺套數不足。隨著大學生在校人數不斷增多,實驗場地及設備遠不能滿足使用要求,不能實現人人動手操作實驗,這導致了抄襲實驗報告的現象以及對實驗敷衍的心理。
順應教學改革趨勢,以學生為中心,從獨立設置實驗課程開始,基于開放管理模式,創建多層次的實驗教學體系,開展“互聯網+”時代的力學實驗教學改革。
(一)獨立設置實驗課程。基于應用技術型人才培養目標,更新調整培養方案,將附屬于力學課程的實驗單獨出來,設置力學實驗課程,改變力學實驗的從屬地位,從形式和本質上增強師生對材料力學實驗的重視。
(二)創建多層次的實驗教學體系。按照實驗內容、實驗性質構建多層次實驗教學體系。第一層次:實驗項目是基本的驗證性實驗,學生人數最多;第二層次:在第一層次的基礎上對部分專業開展提高性、創新性的實驗項目,學生人數次之;第三層次:針對一些自己要求提高的學生開展綜合性的實驗,比如參加力學競賽、雙創計劃的學生,這部分學生人數次最少。多層次的實驗教學體系源于差異化的培養目標,對學生提出了不同的要求,可有效激發學生自主學習的積極性,發揮學生的自主創新能力。
(三)實驗室開放教學及管理。
1.實驗時間開放。確定實驗時間的傳統做法是由該班級的教師根據課程進度而定,因此,實驗時間及其在該時間段內做實驗的學生是相對固定的,這就造成了一定時間段內實驗的高峰期。進行開放性實驗教學,打破這種相對固定的模式,學生通過網上預約,自選實驗時間,實現學生與實驗項目的錯峰進行。學生可以自由做主實驗時間,從而緩解實驗場地及臺套數不足的問題,增加學生動手操作的機會。
2.實驗項目的開放。傳統力學實驗中驗證性實驗居多,學生學習的主動性不強,而新的實驗教學體系中第二、三層次在第一層次的基礎上開展提高性、創新性的實驗項目。將這些實驗項目設置為開放性實驗,供學有余力、期望繼續探索的學生選擇與實踐,以達到差異化和個性化培養的目的[6]。
(四)優化實驗課程的成績評定制度。考核內容由單一的依據實驗報告調整為包含實驗出勤、實驗操作、實驗報告等方面內容,考核標準也隨之做相應調整。其中操作每次實驗現場進行評分,各項實驗操作累計總和的平均分作為實驗操作最終得分計入實驗成績。實驗報告方面遇到學生分組或需要協同合作才能完成的情況,必須明確學生的分組情況,避免抄襲實驗報告的現象。優化后的成績評定制度是對全過程的客觀反映,督促了學生的出勤、實驗過程,也更為公正地考核了實驗結果,提高成績評價的科學性[7]。
根據力學實驗的特點,本文探索實踐“互聯網+”背景下基于開放管理模式的力學實驗教學新模式,增加了學生學習的自由度、自主性,激發學生自主學習的積極性,有助于推動高校應用型創新人才的培養。