搭建《材料力学》实验课程网络教学管理平台的探讨

黄芹

摘 要：材料力学实验是《材料力学》课程的重要组成部分，是培养学生工程实践能力、创新性思维能力的重要环节。本文基于本校的材料力学实验教学现状以及工程需要，提出在教学中引入网络平台，实现网络教学，开展开放式实验，鼓励学生运用所学知识进行设计性、创新性实验，从而提高学生的动手能力和独立思考能力。

关键词：网络教学平台;开放式实验;实验管理

一、引言

《材料力学》课程是大多数工程类专业必修的一门专业基础课程。而作为课程重要组成部分的材料力学实验，对学生加深理解所学基本理论和经典概念有着重要的作用。同时还可以让学生掌握必要的工程技术、测试方法、先进的设备和学科的基本研究方法，对培养学生的动手能力、创新能力以及独立思维能力有重要的意义。

但如今，因多种因素的影响使得实验课程的教学效果不理想，无法达到预期的目标，且学生对工程力学实验课程也愈发的不重视。

二、材料力学实验课程现状

近年来高校招生规模的扩大，高校中的实验室规模要与扩大的办学规模相匹配，对实验建设经费、场地有着极大的要求，但一般工科院校难以满足这样需求。力学实验中所需的设备普遍是价格较为昂贵的大型设备，学校下拨的资金以及实验室场地规划的限制，使得大多数高校不可能大批量购买实验所需的各类设备。以我校工程力学金属材料拉压实验室为例，目前适用于金属材料拉伸实10吨位微控电子万能试验机台套数为5台，以一个标准班学生数45人为例，分组进行实验，则每组将近10人，实验过程中只有少数学生主动去进行操作，而更多的学生是以旁观者的姿态去进行实验，不去了解实验的原理，不懂设备的操作，只为填个数据完成实验报告，这样的实验过程无法提高学生的主观能动性，也不利于学生对所学知识的理解和运用，实验教学效果达不到预期的目标，也影响了《材料力学》课程的教学开展。

另一个对《材料力学》实验课程产生影响的因素是，随着我国高等教育体制改革的不断深化，为了增强学生对社会的适应能力，拓宽学生的知识面及综合素质，增加一些新的课程，材料力学课程的学时被压缩，课程中所包含的实验课时也相对被压缩。我校开设的《材料力学》课程中，实验课均为非独立设课，一般为4～8个学时。在有限的课时内，教师需向学生讲解设备的使用，实验过程及注意事项等，因此能留给学生动手进行实验的时间有限。在进行实验的过程中，学生只需根据实验指导书以及教师所告知的实验步骤，按部就班地进行实验，就能较为准确地测得所需的数据，顺利地完成实验。这样一个无须思考、没有疑问、被动式的实验过程，并不符合通过实验培养学生动手能力的初衷。

如何提高学生的动手能力，调动其对实验的兴趣，培养其创新性思维，体现学生的个性思维，这是目前全国高校实验教学都在积极探讨的问题。不少高校已经开始了实验教学的改革，他们主要从以下几方面入手：一是深化实验教学内容，优化教学体系，突出学生在实验教学中的主体性;二是对教学方式手段进行改革，将当前流行的一些多媒体技术引入实验教学中，提高学生学习的自主性;三是对考核方式进行改革，从而提高学生对实验的重视程度。

三、材料力学实验课程网络教学管理平台的主要建设内容

（一）材料力学实验课程管理模块

我校材料力学实验教学主要以基础力学实验为主，涉及专业和班级众多。但要培养学生的自主性、创新性以及動手能力，单一的基础力学实验是不够的，要鼓励学生开展一些设计性、综合性、创新性的实验，这就需要我们开放实验室给学生使用。随着每年学生人数的增加，开放式教学带来的实验项目的复杂性和多样性，对于实验的管理、实验项目的开设以及实验室使用情况的统计查询等也变得十分烦琐，加大了实验室管理人员的工作量。如何能有效利用实验室资源，保证实验教学课程正常有序地开展需要一个实验课程管理平台。

在该管理平台中，由系统管理员对每学期开设的课程、专业及班级进行设定，提交给相关的实验课程任课老师，任课老师根据个班级情况进行实验课程安排，同时根据每一个学期《材料力学》实验课程的学时，对开课内容进行调整，并对实验教学大纲、实验考核大纲、实验课件、实验成绩评定标准等教学内容进行维护更新，并统计本学期学生的实验成绩。学生可以通过该平台查询本班的《材料力学》基础实验课程的课表，按时完成基础实验的实操并提交实验报告。

（二）材料力学实验教学模块

构建实验课程网络平台的目的是与材料力学实验教学改革相结合，把需要在课堂上讲解的实验教学通过网络平台来实现。利用多媒体技术动态地展示实验过程及原理，方便学生在开展实验操作前，对实验的方法、步骤、实验所涉及的设备、仪器的使用方法、注意事项、保养维护等都进行详细的了解。在这个过程中，学生可以利用系统中的互动平台，通过网络与教师进行实时交流，及时向教师提出自己的疑问或见解，从而加深学生对理论课程的知识点的理解，同时使得学生在学习、思考的过程中逐渐对力学实验产生“自己动手试一试”的想法。

学生想要达到进入实验室自主实操实验的前提是，完成每一项基础材料力学实验项目教学文件的学习，充分了解实验设备的使用方法，并通过实验前预习考试和安全考试。这有助于任课老师了解学生的学习情况，在实验过程中有针对性地进行指导。而考试成绩同时也作为考核成绩的一部分计入实验综合成绩。

教师可通过互联网这个巨大的资源库，搜寻到有价值的实验教学资料，通过平台链接，让学生及时了解与工程力学相关的实验技术的最新动向以及新的技术，这对于拓展学生的知识面，增强学生的学习兴趣有很大的帮助。

（三）开放性实验管理模块

《材料力学》实验网络平台不仅仅是为学生提供了学习力学实验知识的平台，更重要的是培养了学生的创新、自主性以及动手能力。我们鼓励学生在了解多种实验方法手段，掌握实验原理，熟悉实验设备运用后，运用相关的知识自主对所需完成的实验进行实验方案及实验步骤的设计，甚至可以开展一些与专业相关的创新性实验。

学生通过网络平台的开放性实验管理模块提交创新性实验的实验大纲、实验开展计划、实验步骤等相关实验文件，由任课教师审核通过后，根据实验室安排表，选择合适的实验场地、时间及设备，提交预约信息，由管理员确认后，进入实验室完成实验。如此一来，学生可以有效地利用课余时间来满足自身的科研兴趣。

四、结语

依托网络技术，建立《材料力学》实验课程网络平台，多维度拓展传统实验教学的内容，增大单位时间内实验教学信息量的传播。学习者可以不受时间、地点的限制，自主进行材料力学实验内容的学习，同时可以利用互动平台与教师开展双向交流，进行协作式学习，体现个性化教育。而实验室预约系统使学生能够按需自主安排实验的内容和时间，提高学生的动手能力和创新能力;与课程管理模块相结合，便于实验室管理人员有序直观地对实验室、设备、耗材的使用情况进行整理记录。

参考文献

[1]常利武，李冬霞，孙玉周.少学时“工程力学”中的实验教学方法初探[J].中国电力教育，2010（10）：120-122.

[2]田淑侠，肖艳秋，李育文.基础力学实验教学体系改革研究与实践[J].河南教育（高教），2018（11）：120-122.