材料力学性能教学问题与方法

来源：职称阁分类：教育论文时间：2019-09-09 09:59热度：

　　以学生为中心教学模式研究应用于材料力学性能理论与实践教学，可完善专业体系和教育理论，提高学生的自主学习能力，有利于培养学生科研能力及创新思维。

材料力学性能教学问题与方法

　　关键词：以学生为中心;自主学习;科研能力;大学生;材料力学

　　以学生为中心教学思想与本校教学特色相结合，围绕材料力学性能课程理论及实践教学，开展教学模块设计方法、教学模式创新、学生全方面能力培养及课程考查方式和评价体系的优化研究，有助于形成应用型人才培养特色，培养高质量应用型人才。

　　一、研究现状与存在问题

　　(一)研究现状

　　20世纪80年代以来，美国进行了全面教育研究与改革，其中“以学生为中心”本科教学模式研究成为从理念进入实践探索阶段的标志。1998年，联合国教科文组织在世界首届高等教育大会宣言中提出，高等教育需要转向“以学生为中心”新视角和新模式，并预言“以学生为中心”观念将会对21世纪高等教育发展产生深远影响[1]。会议要求国际高等教育把学生学习和发展作为教学研究关注的重点，把学生视为教育研究的主要受益对象和参与者，而不仅仅是旁观者。包括教师教学评估、课程内容设置、教学模式革新、学校事务管理等都应该把学生放在主体地位，一切教学研究以学生的发展为目标[2]。基于本科教育教学现状分析，以学生为中心教学模式研究可以为中国本科教学开辟新思路，提供有效借鉴[3]。20世纪90年代末期以来，中国高等教育已经逐渐从发展数量阶段进入提高质量阶段，在此背景下，提高高等教育教学质量成为关注的焦点[4]，各种教育结构层出不穷[5]。但是，目前高等教育质量不高和大学生综合素质偏低已成为瓶颈[6]，影响教育教学质量的重要因素是没有站在学生角度考虑问题，学生的需求得不到满足，个性得不到展现，权益得不到尊重[7]。因此，树立“以学生为中心”教育理念，迎合了中国高等教育发展的现实需要，是提高高等教育质量的内在要求。随着高等教育入学人数逐年递减，各学校将面临激烈的生源竞争，不得不把重心放在学生身上，关注学生的学习和发展，以学生为中心本科教育教学将成为教学研究和改革的新趋势[8]。

　　(二)存在问题

　　近年来，中国本科教育引进美国以学生为中心理念，关心学生需求，注重实践教学，活跃课堂气氛，邀请学生评教，鼓励学生动手，教学面貌有所改观[9]。然而，在以学生为中心的施教过程中存在诸多误区，制约了施教效果，偏离了教育方向，亟待克服和引导。部分院校和授课教师对以学生为中心内涵的理解存在偏差，教学模式较为单一，甚至将以学生为中心教学方法单纯理解为“放任学生自主学习”，导致学生找不到学习主线，无法把握不同授课章节之间的逻辑关系。同时，以学生为中心的教学研究实践存在教学过程散乱无序现象[10]。非指导性教学方法是罗杰斯以学生为中心教育理论的核心，不允许教师对学生有任何人为的制约[11]。只有当学生提出了各种不同问题之后，在教师促进之下，通过讨论，澄清和形成共同感兴趣的问题，教师才明确教学的方向。这种教学方法没有一个明确规定的程序，更没有固定的方法，教师的工作盲目而被动，通常会产生手足无措的感觉[12]，教学过程散乱无序，教学行为耗时低效。南京工程学院是一所以工学为主的高等工程应用型本科院校，秉承学以致用办学理念，紧密围绕培养高素质工程技术应用型人才培养目标，重视实践教学。以学生为中心的本科教学研究倡导发挥学生的主观能动性，强调本科生参与科研及应用性实践能力的培养，二者具有较高的契合度。

　　二、以学生为中心教学模式

　　材料力学性能是所有材料学科本科生必须掌握的重要知识体系，结合材料力学理论，开展不同材料力学性能测试是每个材料相关专业学生在继续深造或工作阶段都要遇到的实际工程问题[13]。如何通过材料力学性能教学，使学生掌握基本理论和实践方法至关重要。然而，材料力学性能理论及实践教学还存在诸多问题。因材料力学性能涉及很多知识基础都已在材料科学基础、工程力学、金属材料学等课程中讲授，学生在授课前普遍对面向实际工程应用的各类力学性能测试没有深入认识，对课程的重视程度不高。近年来，材料力学性能测试方法和设备发展迅速，教材仅能对涉及的基础理论有清晰的介绍，很难对实际工程应用全面描述。若仅遵循传统的授课方式，学生无法意识到所学知识点的实用性和重要性，也很难将基础理论和实际工程应用联系起来。材料力学性能是典型的理论联系实际专业基础课，且学生根据已掌握的知识框架体系，自学难度不高，若能充分发挥主观能动性，提高自主学习能力，易于找到理论与材料性能性能测试等实际问题间的联系，加深对课程的理解和认识。然而，传统授课方式很难调动学生积极性和自主性，学生参与度不高，兴趣不足，无法达到预期教学效果。如何提高学生的主观能动性，充分发挥其自主学习能力，是该课程达到理想授课效果的关键[14]。为此，要加快材料力学性能课程的教学改革进度，找出结合材料力学性能课程实际，探讨以学生为中心教学模式，提升授课质量和效果。材料力学性能是涉及与金属材料、高分子材料、陶瓷材料、纤维复合材料等材料体系的专业基础课，面向材料科学与工程、金属材料工程等专业大三学生开设。学生在授课前已学习了材料科学基础、工程力学、金属材料学等课程，对于材料力学性能的学习具备扎实的专业基础和知识储备，可进行较好的自主学习和自我思考，这是开展以学生为中心教学研究的有利条件。同时，材料力学性能课程的鲜明特征在于与实际应用紧密联系，利用基础理论实现材料的实际测试分析，无论对于本科生继续深造或走向工作岗位，都具有较强的实用性，便于学生充分发挥主观能动性，理论结合实际进行学习。以实际应用为导向，引导学生建立基础理论工程应用间的联系，是课程教学的重要目标，也是以学生为中心的核心。将以学生为中心教学模式研究应用于材料力学性能理论与实践教学是理想的选择。

　　三、以学生为中心的材料力学性能理论及实践教学

　　(一)教学模式设计及教学方法

　　基于对以学生为中心内涵的深入认识和广泛调研，将材料力学性能教学模式划分为学生团队组建及课前引导、理论课程现场教学、课后实践任务和实验周教学四个模块进行教学模式设计及教学方法分析。研究学生团队组建及课前引导教学方法，包括团队组建形式、任务划分、学生授课技巧引导和质量把控、基本文献查阅能力指导等，在充分发挥学生自主学习能力基础上，提高授课质量和系统性。在理论课程现场教学方面，探讨授课教师参与程度及参与方式，授课形式及内容安排，点评方式及引导方法，努力提高全体学生的听课质量和自主思考能力。根据授课内容，研究课后实践任务设计尤其注重理论联系实际任务形式和内容设计，使学生进一步建立所学知识体系与实际工程应用间的联系，对课程有深入的思考，引发学习兴趣。探索实验周教学方法，在实践教学上充分发挥学生的自主创新、团队协作和动手能力。

　　(二)考查方式及评价方法

　　以学生为中心教学模式设计及教学方法研究，必须伴随教学考查方式及评价方法的革新。如何构建以学生为中心教学评价体系，对学生进行科学有效地教学评价和考查，是以学生为中心教学研究的重要组成部分，亦是提高教学质量的重要因素。结合学生团队的组建及课前引导、理论课程现场教学、课后实践任务和实验周教学四个模块，制定本科生科学细化的考查方法，以全面反映其学习态度、自主学习成效、知识体系、实践能力、团队协作能力等。基于以学生为中心教学内涵的要求，考查方式在由“考试”向“综测”转变，建立学生课程学习综合评价方法。在具体实践过程中，重点考虑完善评教体系;评价指标中关注学习要素和学习效果，强调过程监控与质量监督;由仅考查理论知识掌握程度向评价其工程实践能力转变;注重团队协作，由仅考查个人成绩向评价团队协作效果转变。

　　(三)全方面能力培养策略

　　根据以学生为中心教学模式和评价体系设计，结合材料力学性能理论教学和工程实践要求，在学生团队组建及自主学习、理论课程现场教学、课后实践任务和实验周学习四个阶段，系统梳理教学要点，通过多种教学方式提升学生能力。在学生团队组建及自主学习过程中，通过集中培训、座谈，并借助课前引导等方式，培养系统性思维、文献检索、PPT制作及团队管理和协作能力。在理论课程现场教学中，通过自由式提问、设立交流主题、学生授课针对性点评等方式，提升语言表达、学术交流等能力。在课后实践任务和实验周教学过程中，通过实践任务设计、科研实践安排和现场指导等方式，锻炼工程实践、社会调研及实验室动手能力，以及培养科研思维能力。

　　作者：李华冠吕学鹏李红丽强新发张传香朱鼎单位：南京工程学院材料科学与工程学院

文章名称：材料力学性能教学问题与方法

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