基础力学实验教学改革的探索与实践
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煤炭行业论文:煤炭主体专业基础力学实验改革的实践摘要:根据西安科技大学煤炭主体专业培养应用型人才培养目标,对基础力学实验教学体系、实验教学方法与手段、实验室建设等方面进行了系统改革。
通过采矿、安全专业对口单招班的试点表明,基础力学实验系统改革后,学生能够更好地掌握实验设备的使用,夯实了实验基本技能,对培养煤矿高级工程技术人才起到了积极推进作用。
关键词:煤炭行业;基础力学;实验改革2006年以前,煤炭主体专业的基础力学实验从属于理论课,实验教学仅仅是理论教学的一个辅助手段。
这种体制下开设的实验完全是验证性实验,教学方法仍为机械式、灌输式教学,忽视了学生的主体地位,不能调动挥学生的主观能动性和创新精神,很难引起学生对实验的兴趣。
这种教学方式已不适应新形势对培养创新人才的要求,必须对实验教学体系、教学方法和手段等进行深入改革,从源头上改变旧模式带来的弊端。
从2006年秋季学期开始,我们对煤炭主体专业的基础力学实验逐步进行了改革,对实验内容进行了调整,并大力加强了实验的开放力度。
近5年的教学实践表明,这种对基础力学实验教学体系的改革以及所采用的开放式教学方式是有效的,对提高实验教学质量、培养学生的创新能力起到了积极的推进作用。
一、改革基础力学实验内容,构建新的实验教学体系,培养学生的创新能力实验教学体系分为三个层次,由基本性实验、综合设计性实验和研究创新性实验构成。
目前中心开设的实验项目中,基本实验有10项,占27%;综合设计性实验有15项,占41%;研究创新性实验有12项,占32%。
整合后的基本性实验内容主要有:单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率和阻尼的测定、二自由度系统的各阶固有频率及主振型测定等;低碳钢和灰铸铁的拉伸、压缩和扭转实验,低碳钢拉伸时的弹性模量e和泊松比μ的测量实验、矩形梁纯弯曲时应力分布的电测实验、弹性压杆稳定实验等。
在实验开始前,实验教师首先介绍实验设备的主要组成部分及其功能,让学生了解试验机工作基本原理,并在实验开始前由学生自己操作试验机空转。
第1篇一、引言随着我国教育事业的不断发展,基础教育课程改革已经进入了一个新的阶段。
基础课程教学实践改革作为教育改革的重要组成部分,对于提高教育教学质量、培养具有创新精神和实践能力的人才具有重要意义。
本文将从基础课程教学实践改革的目标、内容、方法以及实施策略等方面进行探讨。
二、基础课程教学实践改革的目标1. 提高教育教学质量:通过改革,使基础课程教学更加贴近学生实际需求,提高学生的学习兴趣和学习效果,使学生在掌握知识的同时,培养创新精神和实践能力。
2. 促进学生全面发展:改革基础课程教学,关注学生个体差异,注重培养学生的综合素质,使学生在德、智、体、美等方面得到全面发展。
3. 提升教师专业素养:改革基础课程教学,引导教师转变教育教学观念,提高教师的专业素养和教育教学能力。
4. 优化课程体系:改革基础课程教学,优化课程设置,使课程内容更加科学、合理,适应社会发展需求。
三、基础课程教学实践改革的内容1. 教学观念改革:转变传统的“以教师为中心”的教学观念,树立“以学生为中心”的教学理念,关注学生的主体地位。
2. 教学内容改革:更新教学内容,使课程内容更加贴近学生实际,注重培养学生的创新精神和实践能力。
3. 教学方法改革:创新教学方法,采用多元化的教学手段,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
4. 教学评价改革:改革教学评价方式,注重过程性评价和结果性评价相结合,关注学生的全面发展。
四、基础课程教学实践改革的方法1. 课堂讨论法:通过课堂讨论,引导学生主动参与教学过程,培养学生的思维能力和表达能力。
2. 案例教学法:通过案例分析,让学生在实践中学习,提高学生的实际操作能力。
3. 合作学习法:组织学生进行小组合作学习,培养学生的团队协作精神和沟通能力。
4. 信息技术辅助教学:运用现代信息技术手段,提高教学效果,丰富教学内容。
五、基础课程教学实践改革的实施策略1. 加强教师培训:组织教师参加各类培训,提高教师的专业素养和教育教学能力。
2022年第1期总第553期No.1,2022SumNo.553 Journal of Science and Education课程思政教育是培养高质量人才的重要环节,是实现“三全育人”的重要途径,它与思政课程相互促进、互为补充,对完成立德树人的根本任务有不可忽视的作用。
[1-2]理论力学、材料力学、流体力学等力学课程是大多数理工科学生必须掌握的专业基础课程,它们通常在学生入校后第一、二学年开设,因此,对帮助学生在大学期间塑造正确的世界观、人生观、价值观具有重要作用。
而实验是课程教学中的重要实践环节,是理论课堂的必要补充,是理论与实际的联系纽带,因此,在品德素质教育方面有独特优势。
[2-3]本文总结了基础力学课程的教学现状,阐述了实验思政实践与探索过程中的所想所得,以“流体力学”实验思政为例,介绍了思政理念、思政方案、思政方向、实施途径等基本情况,以期为基础力学课程实验的思政教育提供有益的借鉴。
1基础力学课程的教学现状力学本身是传统基础学科,在科技工程与产品中起着重要的支撑作用,但往往缺乏足够的“显示度”,在学生眼中远没有人工智能、无人驾驶等学科方向“酷炫”;力学课程通常公式多、推导过程长且复杂,对数理基础与逻辑思维能力的要求较高;力学问题一般以计算题为主,被分析对象往往因为简化而相对抽象,计算量也大。
因此,学生普遍感觉力学课程难学、难懂,考试也容易“挂科”,不少学生对力学课程提不起兴趣,甚至是“怕”学力学课程,因学不懂而放弃的也大有人在。
在上述情况下,如何激发学生兴趣、如何教好基础力学课程,是力学教师们普遍面临的难题,这需要在教学实践中不断地摸索与总结。
[3-4]而近些年的教学实践不断表明,课程思政能为相对单调、枯燥的理工科课程注入新的活力。
恰到好处地融入的思政教学能活跃课堂气氛,让疲于理解抽象概念和复杂公式的学生精神振奋;优质的思政内容既能激发学生的兴趣与热情,又能让学生确定学习目的、明确人生目标。
472018年1月总第281期ISSN1672-1438CN11-4994/T学科交叉背景下力学课程实践教学体系的探索与实践王红梅1 邹 艳1 栗 军1 于家峰2 赵光胜1 王吉华1,21.德州学院物理与电子信息学院 山东德州 2530232.山东省生物物理实验教学中心 山东德州 253023摘 要:在学科交叉背景下,对力学课程实践教学体系进行了改革,构建多层次的实践教学模式、多元化的实践考核体系和力学实验实验室开放式管理体系;并通过了实践,在教学改革、质量工程、人才培养等方面取得一定的成效。
关键词:学科交叉;实践创新;创新能力作者简介:王红梅,硕士,副教授,物理系主任;邹艳,硕士,教授;栗军,博士,副教授;于家峰,博士,副教授;赵光胜,硕士,副教授;王吉华,本科,教授。
基金项目:教育部高等学校物理学类专业教指委力学课程教学研究项目“地方本科院校学科交叉背景下‘力学’四维课堂教学模式探究”(编号:JZW-15-LX-07);教育部高等学校物理学类专业教指委力学课程教学研究项目“力学在线测试资源的建设、共享与应用研究”(编号:JZW-17-LX-04)。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》明确提出:优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合[1]。
德州学院是一个地方本科院校,生物物理学科交叉研究及教学工作始于20世纪90年代。
通过多年生物物理学科交叉研究与育人尝试,逐步确立了学科交叉实践创新的人才培养理念。
2005年,德州学院设立了应用物理学专业(生物物理方向),该专业主要培养学生物理学和生命科学方面的基本理论和基本知识,接受医学仪器维修及应用、生物物理技术、生物仪器应用、生化分析、理论研究、计算机软件应用等方面的基本训练,以学科交叉为特色。
教学分为实践和理论,其中实践教学是培养学生动手能力和创新意识的重要途径,深化实践教学改革和提高实践教学质量是当前高校教学改革的重要任务[2]。
工程力学实验教学的改革与探索工程力学是一门工科专业的重要技术根底课,是工程应用性较强的课程.工程力学实验是该课程的重要组成局部.下面是搜集的工程力学实验教学的改革与探索的论文,欢送大家阅读参考。
工程力学课程通过实验教学能让学生更好地掌握教学内容,培养出具有一定科学素养、实验技能等综合实践能力的学生,更重要的是能培养出具有独立思考和创新能力的人才。
科学技术的快速开展给实验教学带来了新的要求和宏大的挑战,学校为了能满足社会对创新型人才的需求,加大了教学中实践的环节,同时也给实验教学的改革提供了机遇。
1.1 工程力学实验教学现状工程力学课程中很多理论知识都是建立在大量的实验结果的根底上,很多理论和公式,都是通过实验来证明的。
很多学校都已经清楚的认识到了这一点,所以都加大了实验教学课程学时甚至单独开设课程。
但是由于种种原因,实验教学中还存在着一定的问题。
(1)实验教学的实验设施方面。
高校的不断扩招使得学生人数迅速增加,给实验教学带来了很大的压力,由于实验设备更新和数量缺乏等原因,很多校内原有实验室不能保证实验有条不紊地进展,很多实验教学的开设成了走过场的形式化。
(2)实验教学的实验内容方面。
传统的实验教学的内容根本上都是验证性实验,即预先知道结果,实验只是为了验证这个结果。
这样使学生缺乏学习的兴趣和热情,不能有效锻炼学生进展科学实验和提高学生独立工作的能力。
课程中课时的安排也过于机械化,达不到实验教学预期效果,不能真正培养学生解决实际问题等综合能力。
(3)实验教学的实验方式和观念方面。
试验中总是把老师放在了主导地位,无视了学生做实验的主体作用。
学生只要按照老师课前的详细指导按部就班地完成实验,实验结果肯定与教师要求的一样,假设不一样便是学生出错了,不能引导学生自己思考设计实验过程,缺乏培养学生的创新意识和创新能力。
除此之外还有比方学校对工程力学实验教学的重视度不够高等原因,也导致了实验教学不能到达其原先的目的。
2021年9期教改新论高教学刊新工科背景下应用型高校基础力学课程教学改革*顾国庆,蔡中兵,佘斌,郭磊,孔海陵,王路珍(盐城工学院土木工程学院,江苏盐城224051)一、概述现今,我国大力推动创新驱动发展机制,积极实施“一带一路”“中国制造2025-工业4.0”“互联网+”等重大发展战略,以新模式、新业态、新技术、新产业为代表的新常态经济时代迅猛发展,对高素质工程科技人才培养要求提出了更高标准,加快“新工科”科技人才教育改革创新已迫在眉睫[1]。
自2017年以来,教育部大力推进“新工科”目标建设,先后达成了一系列的建设共识,如“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”[2-4],从而拉开了全国“新工科”建设的序幕。
相较“老工科”,“新工科”更加强调学科的实用性、延续性、交叉性与综合性,尤其注重信息处理、智能电气、通讯工程、软件设计等新兴技术与传统工业技术的紧密结合。
新工科教育是当今世界最大体量工程教育的根本性变革,是一种新型的高水平人才培养体系,是新时代回答好“培养什么人,如何培养人,为谁培养人”这个根本问题的战略抓手[5]。
与传统工科人才不同,未来新兴产业和新经济需要大量的高素质复合型“新工科”人才,要求具备较强的实践能力、创新能力和国际竞争力。
因此,“新工科”背景下的人才培养是当前高等教育面临的一个重要任务。
力学是现代工程技术的坚实基础,既是基础学科,又是应用学科:作为基础学科,它是土木交通、机械制造、新能源、材料科学、汽车工程等相关传统工科的基础;作为应用学科,它几乎与所有的新工科专业相互交叉,直接解决新工科专业中的力学难题[6-7]。
力学技能和力学素养的全面培养是高素质复合型“新工科”人才培养的基础。
作为地方高水平应用型本科院校的盐城工学院,开展多样化、多途径和多形式的“新工科”人才培养模式改革与创新,扭转只注重力学知识传授的片面倾向,转向重视学科交叉融合与工科力学思维和素质培养。
二、基础力学课程教学现状及存在问题基础力学课程是普通高校工科专业的一门重要的专业基础课程,着重培养学生的力学逻辑思维和力学素质,锻炼学生分析、解决工程应用问题的力学能力,为后续课程的学习奠定基础。
基于OBE教学理念的力学类课程教学改革探索摘要:教学改革工作要围绕学生、关照学生、服务学生,基于OBE教学理念和课程思政要求,本文通过分析专业和学生的特点,对现有力学类课程教学问题的查摆,重新审核传统教学方法的利弊,进行了教学改革探索,研究和构建与所在高校土木工程专业人才培养目标相适应的模块化力学课程教学体系,实现为国育才与为党育人的有机统一,在知识传授的同时,塑造学生品格,提升综合素质。
关键词:力学;教学改革;OBE教学理念;课程思政1、引言力学类课程是土木工程专业非常重要的专业基础课,在基础知识向专业知识转换的过程中,力学起着承前启后的桥梁和纽带作用,然而,力学课程教学存在教学内容重复、教学方法与手段单一、实践教学组织不得力、学生学习压力大、力学素养低等问题,教学效果不理想。
基于此,将课程思政融入OBE教学理念,明确育人目标,通过力学课程教学改革,实现知识传授、能力培养、价值塑造三者相融合的教学效果,对促进学生创新能力的培养,提高教学质量,具有非常重要的实际意义。
围绕专业认证要求与人才培养目标的教育改革研究与实践在国内高校相关课程教学改革中也随之展开了[1-4]。
浙江林学院杨博等人,从工程化视角探讨了土木工程专业力学课程体系改革[5];西南石油大学的工程力学老师研究了工程力学课程体系改革方向[6];陕西科技大学李建军等人基于工程教育认证要求对基础力学课程体系改革进行了研究[7];大连海洋大学牛海英等人,研究了如何多维度构建土木类专业力学课程体系的问题[8];湖南科技大学张贤才等人,从工程教育“专业认证”核心理念及指标体系出发,阐述了当前土木工程专业力学课程体系的问题,提出了改革的必要性[9]。
国内工科院校基本上都开设了力学类课程,关于力学类课程教学改革的研究主要集中在调整教学内容、改变教学方法、加强实践教学等方面[10-12],各兄弟院校很多从事力学类课程教学的一线教师都提出了力学类教学效果不理想的现状,也分析了一些原因,提出了一些措施,值得借鉴学习。
土力学与基础工程现场教学改革的探索摘要:土力学与基础工程是一门实践性、综合性很强的课程。
针对传统教学模式中存在的问题,阐述了实施现场教学改革的必要性、可行性以及实施过程。
在现场进行针对性的教学,能够激发学生的学习热情,锻炼学生的思维能力。
关键词:土力学与基础工程现场教学教学改革“土力学与基础工程”是土木工程专业开设的主干专业课,包括土力学和基础工程两部分,授课总学时为64学时。
其涉及到工程地质学、结构设计和施工等几个学科领域,内容广泛,综合性、理论性和实践性很强。
学习本课程的目的在于使本专业学生掌握土的工程地质、土的物理力学性质指标的测试方法及其与建筑物相互作用的力学过程;掌握浅基础及深基础的设计计算原理和计算方法,并能应用这些基本概念和原理分析和解决地基基础工程问题。
1 土力学与基础工程现场教学改革的必要性和可行性1.1传统教学模式的缺点土力学与基础工程是联系一般基础课与专业课的桥梁。
学生对本课程的掌握程度将直接关系到后续专业课程的学习质量。
然而土木工程专业土力学与基础工程的传统教学中依然存在不少问题:其一,课时少,内容多,实践性教学环节薄弱,学生对该课程缺乏感性认识。
当面对相关的实际工程问题时,大多数同学会感到无所适从。
其二,教材内容陈旧。
近年来,土力学与基础工程的各个领域都在发生着深刻的变化,各种设计与施工规范或规程等也相继问世或日臻完善,而教材更新的速度远远滞后于学科本身的发展。
其三,教学方法陈旧呆板。
传统的灌输理论式的教学方法不适应繁多抽象的教学内容。
其四,考核方法单一。
学生对本课程缺乏兴趣,为应付考试而被动学习。
依靠死记硬背,按标准答案答题、考试,使得学生缺乏自主学习的热情和能力。
1.2现场教学的必要性鉴于传统的教学模式已经不能适应培养创新型人才的要求,迫切需要探索一种新的土力学与基础工程的教学模式,来培养学生综合素质,提高学生分析问题和解决问题的能力。
为此,笔者探索了一种创新教学方式——现场教学,即组织学生到工地开展有目地的学习活动,现场教学与课堂教学的结合是一种理论联系实际的新型教学方法。
创新创业教育在力学实验教学中的探索与研究创新创业教育作为一种新兴的教育理念,强调培养学生的创新能力和创业精神,在高校教育中逐渐受到重视。
力学实验作为工程类专业的重要课程之一,对学生的实践能力和创新意识有着重要的影响。
本文将探讨如何在力学实验教学中融入创新创业教育的元素,以提升学生的综合能力和创新意识。
一、创新创业理念在力学实验教学中的价值1.提升学生的实践能力力学实验是一个综合性实践课程,通过实验操作和数据处理,学生可以将理论知识与实际运用相结合,提升自己的实践能力。
而创新创业教育则强调学生的实际操作和创新能力的培养,通过实践性的学习,可以让学生更好地理解和掌握知识。
2.培养学生的创新意识力学实验的过程中,学生需要根据实验要求设计实验方案、选择实验仪器和测量方法,这就需要他们具备一定的创新意识和能力。
通过创新创业教育的引入,可以让学生更加注重问题的创新解决方法和思维方式,培养他们的创新意识和创造性思维。
3.培养学生的团队合作能力在力学实验过程中,学生往往需要组成小组进行实验操作、数据处理和报告撰写等工作,这就需要他们具备良好的团队合作能力。
创新创业教育也注重学生的团队合作和协作能力的培养,通过团队合作的方式开展实验教学,可以让学生更好地理解合作的重要性,提升他们的团队协作能力。
二、创新创业教育在力学实验教学中的实施方法1.设计创新实验项目在力学实验教学中,可以引入一些具有创新性和实践性的实验项目,让学生进行设计和改进。
比如,设计一个新型的测力仪器,或者改进一个已有的实验方案,让学生在实验中不断尝试和思考,提升他们的创新能力。
2.引入创新创业案例分析在力学实验课程中,可以引入一些与创新创业相关的案例分析,让学生了解一些成功创新创业的案例,并通过讨论和分析,引发学生的创新意识和思维。
通过实际案例的学习,可以激发学生的兴趣,提升他们的学习效果。
3.开展团队合作实验在力学实验课程中,可以通过组队的方式进行实验操作和数据处理,让学生学会团队合作和协作。
基础力学课程思政教育的实践与探索摘要:实施“课程思政”是国家发展本科教育,落实立德树人方针的重要途径。
在基础力学课程中进行课程思政,需要不断发掘力学课程在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神及责任意识等方面的优势,并在教学过程中将思政元素与力学知识巧妙融合,在引导学生思考力学问题的同时,使学生在潜移默化中领悟力学发展对科技发展的作用、体会科学家们的科学精神和中华文明为人类文明所做出的伟大贡献,激发学生的爱国热情,培养学生的社会责任感。
关键词:基础力学;课程思政;思政元素;实践与探索中图分类号:G641文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2020)13-0008-03收稿日期:2019-11-23基金项目:陕西省高等教育学会2019年度高等教育科学研究项目(XGH19186);西安航空学院博士科研启动基金项目(206011512);西安航空学院质量工程项目(18ZLGC306)作者简介:孟卓(1975-),工学博士,讲师,主要从事力学教学及研究、固体力学数值计算工作。
一、引言高等教育的发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志,实现中华民族的伟大复兴,教育的地位和作用不可忽视[1]。
习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出了要用好课堂教学这个主渠道把思想政治教育工作贯穿于教育教学的全过程[2],为此全国各高校进行了大量的研究、探索和实践,“课程思政”则是这一研究所达成的共识[3]。
挖掘课程中所蕴含的思政元素,是“课程思政”的基础和前提,如何用好这些思政元素,充分发挥它们的教育功能[4],则需要在教学实践中不断地摸索与总结。
力学是一门古老而历久弥新的学科,基础力学课程包括理论力学、材料力学、工程力学和流体力学等(我校主要指前三者),是工科教育不可或缺的内容。
通过基础力学教育,可以引导学生深刻理解所学专业的重要意义,产生专业自豪感;同时能更好地将理论知识与工程应用相联系,培养学生认真严谨的做事态度和对未来所从事职业的使命感和责任心。
第1篇一、实验背景与目的随着科技的飞速发展,力学作为自然科学的重要分支,在工程、航空航天、生物医学等领域发挥着至关重要的作用。
为了提高力学实验的教学效果,激发学生的创新思维和实践能力,本实验旨在设计并完成一项具有创新性的力学实验项目。
二、实验内容与设计本次实验项目为“新型材料力学性能测试系统的研究与开发”。
该系统旨在通过创新性的设计,实现以下目标:1. 提高测试精度:采用新型传感器和信号处理技术,提高材料力学性能测试的精度和可靠性。
2. 拓展测试功能:开发多功能测试模块,实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试。
3. 降低测试成本:优化实验设计,降低实验设备和运行成本。
三、实验原理与设备1. 实验原理:本实验基于材料力学基本理论,采用新型传感器和信号处理技术,对材料进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
通过采集实验数据,分析材料的力学性能,为材料选择和工程设计提供依据。
2. 实验设备:本实验所需设备包括:- 新型传感器:用于采集材料的力学信号。
- 信号采集与处理系统:用于实时采集、处理和存储实验数据。
- 实验台架:用于固定和支撑材料试样。
- 标准材料试样:用于测试材料的力学性能。
四、实验步骤与过程1. 试样准备:根据实验要求,制备标准材料试样,并确保试样尺寸和形状符合要求。
2. 传感器安装:将新型传感器安装在实验台架上,确保传感器与试样接触良好。
3. 信号采集与处理:启动信号采集与处理系统,采集材料的力学信号,并进行实时处理和存储。
4. 实验操作:按照实验要求进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
5. 数据分析与处理:对采集到的实验数据进行处理和分析,得出材料的力学性能参数。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过本次实验,成功开发出一套新型材料力学性能测试系统。
该系统能够实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试,测试精度和可靠性得到显著提高。
2. 结果分析:(1)新型传感器在实验中表现出良好的灵敏度和稳定性,能够准确采集材料的力学信号。
浅析基础力学实验教学改革摘要:高等学校实验室是培养学生动手能力、创新意识的基地,是提高学生综合素质能力的重要课堂。
为了适应现代实验教学的要求,需正确认识和处理实验教学过程中各种因素相互影响和制约的关系,需从实验教学体系、方法、手段及管理等方面进行改革。
基于此我校基础力学实验教学改革建立了三个层次、四个模块的综合性实验教学新体系,采取口试与笔试相结合、理论概念与实际操作相结合的综合性考试新方法,采用虚拟实验新技术及开放式的创新平台管理体系。
关键词:基础力学实验;教学改革;教学体系;开放式管理中图分类号:g642文献标识码:a文章编号:1009-0118(2013)02-0162-02一、引言高等教育正逐步向着更加注重素质与能力培养的方向发展,人才培养的目标也由过去的知识型向着创新型、复合型转变,这就要求高等学校主动、积极地适应这种新的要求和变化,改革与现代教育思想不相适应的教学内容、教学思想、教学方法和教学手段[1]。
由于十余年高校的扩招,高校的实验教学面积人均数、器材、设备、经费等各方面的的保障均相对落后余扩招的速度,减少了学生创新实践能力培养机会。
我校基础力学实验室虽在地方与中央共建、教学评估的基础上对硬、软件问题有所提高和规范,仍无法完全满足现代教学的需求,存在诸多问题,需从实验教学体系、方法、技术及管理等方面进行改革,创立试验教学新体系、新方法、新技术及开放式的管理体系,具体改革方法、内容通过以下几部分分别进行阐述。
二、创立实验教学新模式(一)验证性实验:主要针对教学参考书已知的实验结论进行验证,看实验结果是否与书本描述一致,让学生掌握实验技能的同时也巩固了已学知识。
比如做弯曲梁实验,对于弯曲的概念和应力分布讲解,首先我们就应想到生活生产过程中应用了弯曲原理的构件很多,例如预制板和弯曲梁同一个受力模式,从预制板的配筋情况我们就可以更深刻的理解纯弯构件应力分布情况,把理论知识和实践相结合开拓学生视野。
基础力学实验教学改革的探索与实践
【摘要】针对传统基础力学实验教学中存在的内容陈旧、验证和演示性实验较多、设计性和综合性实验比例偏低、实验装备落后等问题,在实验教学体系、教学模式、教学内容、实验仪器设备、教学方法及师资队伍建设等方面进行改革研究与实践,并提出后续改革的设想。
【关键词】基础力学;实验教学;教学体系
【中图分类号】g424 【文献标识码】b 【文章编号】
2095-3089(2013)9-000-01
基础力学课程是高等院校土木、机械等专业重要的专业基础课,基础力学实验在力学课程中占有重要地位。
但是传统的基础力学实验教学仍存在一些问题,主要体现在以下几个方面:第一,部分实验内容陈旧,实验方法与手段缺乏更新,与当前人才培养目标的要求差距较大。
第二,验证性演示性实验比例偏大,综合性设计性实验比例太小,实验教学中教师讲解时间较长,学生往往按照教师安排好的步骤进行实验就可以得到数据,而对实验要达到什么目的,为什么要采用预设实验方案,如何利用实验数据证明理论知识等问题思考较少,缺乏能动性。
第三,实验所需硬件更新较慢,某些老旧设备台套数较少,状态很差,无法保证正常教学的运行。
因此,传统基础力学实验教学状态已经不能在新形势下很好地完成对学生分析能力、实践动手能力和创新能力的培养,其改革已经成为当务之急。
本文结合长沙理工大学工程力学实验中心在基础力学实验
教学方面所作的改革尝试,进行实验教学改革方面的探索与研究。
1 实验教学改革目标
基础力学实验教学改革目标,抓住实践教学活动的主体始终还是学生,教师在教学活动中占主导地位这个关键,把培养学生的思考能力、实践能力和创新能力作为培养的重点,以建立新的实验教学体系为核心,把教学内容、教学手段、教学方法和实验设备等因素有机联系在一起,从而建立新形势下培养社会急需人才的新教学模式。
2 实验教学改革途径
2.1建立新的实验教学体系
传统的基础力学实验教学模式把是实验教学当成是理论教学的
补充和延伸,要求实验课进度紧跟理论教学进度。
表面上看实验教学与理论教学紧密衔接,但实质上却降低了实验教学应有的地位,忽视了实验教学做为一个实践环节所具有的自身特点。
因为每次实验都是多学科知识的综合运用,如果只强调验证某一理论知识,那么实验教学就变得比较狭隘,造成知识的割裂,不利于学生形成综合的分析能力与实践能力。
因此,应将实验课程从理论教学中独立出来,形成独立的实验教学课程和新的实验教学体系。
我校已将工程力学实验设置为一门独立的实验课程,16学时,0.5学分,考核方式为全过程动态考核。
要求学生实验前做好预习,完成预习报告,课堂中规范地完成实验,教师随堂考核并给出操作成绩,课后完成实验报告。
我们对比分析独立设课前后实验教学效果发现,学生进
行实验的积极性、主动性增强,对与实验内容和技术相关的工程实际问题,分析与解决问题的能力有明显提高。
2.2采用开放式教学模式
开放式教学能够充分发挥学生学习的主动性,满足每个学生的学习心理需求,使学生的良好个性品质得到充分的发展,有效地培养学生的能力。
根据实验教学与理论课程教学的区别,我们打破了班级授课制,分散进行实验,将实验课“以教师为中心”转变为“以学生为主体,教师为主导”,使学生在实验教学这个环节变被动为主动,真正把握好每一次实验机会。
我校已经开展了多年的分散式教学模式,学生实验采用实验中心自主研发的“工程力学实验中心预约系统”进行网络预约登记。
实践证明,分散式教学首先降低了每组的人数,客观上促使每个学生必须独立动手实验,避免了以前少数同学实验,多数同学旁观的现象。
另外,也提高了设备的利用率。
2.3调整实验教学内容
从培养学生的工程素养和能力出发,保留一些传统的经典的基本实验。
考虑到电测应力分析实验理论比较成熟,且在工程结构应力分析中使用广泛,因此对其进行了加强。
积极开设一些设计性、综合性实验,并且允许学生自己设计实验项目。
此外,将基础力学实验教学内容分为“三层次、四模块”。
“三层次”即将实验项目按内容难易程度与培养目标划分为“基础”、“综合设计”、“创新提高”三个层次。
“四模块”即将实验项目按内容研究方向划分为“力学
性能测定实验模块”、“静力行为分析实验模块”、“动力学特性测试实验模块”、“现代力学测试技术模块”四个模块。
所有实验项目中又分必做实验和选作实验,由学生根据自身情况选择感兴趣的实验项目。
2.4改造开发实验仪器设备
对传统实验机进行改造,同时,自主开发多功能小型实验台以及购买新的实验设备。
如实验中心的“理论力学多功能实验台”就是在庄表中教授开发的设备基础上进行改进,采用实验数据自动采集与分析系统。
实验中心自主开发的变支撑梁实验装置、组合梁实验装置等为应变测试技术实验与虚拟仪器设计实验的开设提供了便利。
部分实验设备升级以后,在工程力学实验中心,学生既可以完成基础力学实验和机械振动实验,也可以完成测试技术实验。
这样,就给学生建立了一个综合的实验平台,有利于其它设计性、综合性实验的开设。
同时,让学生建立一个从被测对象出发,经过信号的调理、信号的采集最后到信号的分析处理的系统观念。
教师只给出简单介绍和仪器设备的使用说明书,实验完全由学生自己完成,让学生在实验的过程中不仅掌握了应力的分布规律,而且明确了其在整个系统中的位置,大大提高了学生的实际动手能力。
2.5改进实验教学方法
实验教学不同于理论课授课,实验教学中应尽量减少教师的讲解的时间。
因此课前要求学生做好预习,完成预习报告。
课堂中教师只对有关的实验原理、方法、注意事项和重要的实验现象进行讲解
或提示,不求面面俱到。
实践表明,把更多时间留给学生自己学习和进行讨论是很好的方式。
同时,采用多媒体教学,所有教学内容全部编写电子教案,充分利用多媒体教学内容充实、形象的特点,提高了授课效率。
2.6加强师资队伍建设
分散式教学模式使学生真正成为了学习的主体,但并没有削弱教师在实验教学中的主导地位。
在课堂中学生可能会提出各种老师都没有想到的问题。
指导教师不但需要坚实的理论基础,还需要具有较强的动手能力。
因此,对实验教师提出了更高的要求。
另外,虽然在建立了新的实验教学体系之后,实践教学与理论教学相对独立,但是,不能因此割断实验教师和理论任课教师之间在业务上的交流与合作。
毕竟实验教师具有较强的实践动手能力和工程实际经验,而理论任课老师却具备系统深入的理论知识,只有将两者结合起来,才能把握实验教学发展的方向,才能更好地推动实验教学向前发展。
基础力学实验教学改革,实际是对实验课程建设新的探索。
它是一个系统工程,包括了教学体系、教学内容、实验设备、教学方法与手段、师资建设等各个方面的改革。
其中,教学体系的改革是核心;教学内容的充实提高是基础;实验设备的完善是必备条件;教学方法与手段的改进是途径;师资建设是关键。
只有搞好了实验教学的每个环节,才能为人才培养目标打下坚实的基础,才能把学生培养成具备独立思考能力、实践能力和一定创新能力的人才。
3 面临的问题
当前工程力学实验中心在基础力学实验教学改革方面作了一些
有益的尝试,但是,仍面临一些问题。
第一,作为一所以工科为主的地方高校,教学设备不足、设备陈旧是通病,在发挥实验教师能动性,提高实验设备功能,自制新的实验设备上还需多下功夫。
第二,实验中心师资队伍建设有待加强。
实验室工作具有很强的专业性,因此,在培养和引进实验教师方面还应加大力度。
参考文献
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