构建材料力学系列“三性”实验,培养学生创新意识和综合实践能力

马 权

（宝鸡文理学院 陕西 宝鸡 721000）

构建材料力学系列“三性”实验,培养学生创新意识和综合实践能力

马 权

（宝鸡文理学院 陕西 宝鸡 721000）

本文主要对材料力学的“三性”实验中的设计原则和设计思路进行探讨和陈述，介绍了新的教学体系，提出“三性”试验指导的新模式，以培养学生的创新意识和实践能力。

综合性实验；材料力学；三性

1 引言

对于材料力学的教学改革，要重视创新和实践。它的主要目的是有效的培养学生创新能力和实践动手能力，通过实践实验的方式培训学生的最基本的实验能力和技能。但是，我国目前的实验教学内容、教学方式、教学体系都存在着一定的问题，急需改革。

2 “三性”实验的概述

2.1 “三性”实验的含义

基于一定的教学目的对教学实验进行设置，教师和学生一同在实验室完成一项实验的教学活动。教学实验主要分为：综合性实验、演示性实验和研究探索性实验等多种实验类型。“三性”实验主要包含了综合性、设计性和研究探索性实验这三种实验类型。

2.2 “三性”实验的内涵

（1）综合性实验

综合性实验就是将课本中的综合知识或者相关的课程知识进行实验。它的实质是培养人才的综合性。通过理论基础知识、实验的方法和技术三者的综合，形成一个整体的体系，对学生的知识、实践能力以及素质进行综合的训练，在这个过程中对于学生发现问题、解决问题的能力培养有很大的帮助作用。它的实验内容具有“复合性”性质，指的是它的内容设计很多的知识点，综合性很强，内容多样。在实验的过程中，实验的方法和技术都是不可缺少的一部分。综合运用两种以上的基本实验方法，能够帮助学生锻炼自己的发散性思维，自主的去分析问题和解决问题。

（2）设计性实验

设计性实验是首先给定进行实验所要求的内容，然后学生根据这些进行自主的设计实验方案并且实施完成的一种实验方式。它的核心是重视学生的个性，因材施教。

传统的实验模式比较单一，教材中给出了实验的过程，学生只需要根据课本的要求按照课本给出的步骤一步一步的进行实验。这种实验模式限制了学生的创新能力和独立思考的能力，使得学生处于一个被动学习的状况。而在设计性实验中，就改变了这种情况，设计性实验注重了学生的主体地位，使他们能够主动的学习，提高了学生的自主学习能力，突出学生的实验主体地位，处于主动的学习状态，培养学生的创造性思维，能够很大程度上调动学生的学习积极性。虽然在实验之前给定了特定的实验目的。但是实验条件并没有明确的规定，可以是多样的，可以选择的。所以，根据学生自身的认知能力和知识能力，他们对于达到一个实验目的的认识思维也是不同的，那么就会有多种的思维方式和实验方法。设计性实验更加有利于创新人才的培养。

2.3 研究探索性实验

这个实验主要是对学生进行一个学科方向的指导，针对某一个选定的研究目标进行实验。从实验内容方面看，这种实验能够体现自主性和个性，它根据学生的兴趣爱好进行安排，它的实验内容更加突出学生的个体，根据学生的个体进行自主确定；第二，这个实验的结果并不是确定的，是未知的，这种未知更加激发了学生的求知欲，促进学生对这个研究道路上进行探索、前进、创新；最后，研究探索性实验的原理、方法等都没有一定的设定，无章可循。它主要是针对学生的创新能力和实践能力的培养，它本身就是一个探索的过程，所以在实验中使用的实验方法和手段也是可以随时发生调整的。

3 “三层次四模块五自主”教学模式

3.1 基于“三层次四模块五自主”教学模式的系列“三性”实验的构建

前面所提到的三种实验模式有着各自的特征和优势，都能够突破传统的实验模式的局限。必须要深刻的体会其中的是实质，才能够更加有效的推进“三性”实验的改革，使得学生在实验过程中真正的提高自己的实践能力和创新能力。在教学中应用“三层次四模块五自主”的材料力学实验教学新体系，能够对试验过程中的自主性、实验内容的综合性以及创新性有着更强的突出。从材料的力学强度、刚度、稳定性等多方面进行分析，自主的设计、实施符合“三性”要求的实践实验项目。三层次指的是基础知识和基本技能训练实验、综合性、设计性和研究探索性实验这三种实验；四模块指的是材料性能、精力行为、动力特性和包括探伤与虚拟技术的现代测试技术；五自主主要指的是自主填写实验表格、自主选择实验项目、自主设定实验项目、自主设计实验方案和自主设计实验课题。这种教学更加的开放，奠定材料力学实验的地位。能够全方面的提高学生的自主学习能力、实践能力、动手能力以及创新能力。

3.2 “三性”实验的构建原则

（1）“三性”实验也就是教学实验，在进行实验过程中，实验测试的工作量不能过多也不能过少，要适中，将材料力学的基本理论知识作为基础，简单涉及到工程专业知识。在实验的过程中对已经掌握的理论基础知识进行深入的理解和记忆，还能够提高实验的技能和综合能力。

（2）“三性”实验并不拘泥于理论体系中，它也不是从基本的理论课程内容中衍生出来，所以不应该高度的抽象。因此，在教研教改和科研实践中选择相应的素材，但是要记住不能够将工程试验或者专业的实验简单的搬到基础课的实验室中。

（3）“三性”实验项目里面所涉及的实验内容、方法、理念、教学手段都不能一味的传承传统的内容，要在继承的基础上进行创新，并应用先进的科学技术和技术手段。

3.3 “三性”实验指导模式

（1）我们上文提到的“三层次四模块五自主”的教学体系，要突破传统的实验指导模式，突出学生的主体地位，加强教师和学生之间的相互沟通交流，并要求教师在课堂中要起主导作用。传统的灌输式教学模式或者填鸭式教学模式降低了学生的学习兴趣，不利于教学目标的实现以及教学质量的提高，因此在“三层次四模块五自主”的教学体系中，要积极的引导学生从传统的教学实验中转变为自主探求的主动式实验。

（2）不可忽视现代科学技术在教学中的应用，可以利用因特网，建造一个网络学习平台和网络预约系统，为学生提供了一个开放式的平台，可以让学生进行实验的学习和自主进行实验操作，大大提高了学生的自主学习能力。

（3）改变传统的实验课指导方式。传统的实验课指导方式是单一的，这种单一的指导方式并不利于学生的实践能力的培养。在退出设计性、研究探索性实验项目的基础之上，要重视每个学生的个体差异，因为每个学生的学习能力和知识的掌握能力都是不同的，采取单一的实验指导方式，并没有充分重视学生的个体差异，对那些跟不上的学生有着不良的影响，因此，应该因材施教的对学生进行实验的设计、方案的拟定，积极引导学生进行自主的设计、自我的训练，培养学生的综合研究思维能力。

（4）利用多媒体教学。多媒体教学在现代教学课堂上应用十分的广泛。在材料力学的实验中应用多媒体技术，能够很大程度上提高实验课教学质量，提高学生的学习效率，激发学生的学习兴趣和学习积极性。可以利用现代科学技术建立工程力学实验的网络实验室，这样能够进行虚拟仿真实验，让学生随时随地的进行实验操作，提高自己的实践能力和学习能力。

4 结语

综上所述，要坚持以现代的实验教学理念为指导，充分的了解认识“三性”实验的内涵，改革实验教学模式和教学方法，全面的提高实验课程的质量，激发学生的学习兴趣，有效的提高他们的实践能力和创新能力。

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TB301 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0206-02