工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

1、工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐摘要目前，百色學(xué)院金屬材料工程專業(yè)正進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證，材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程是該專 業(yè)的必修課，但是，材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在教學(xué)方式傳統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不合理和考核方式不能全 面反映學(xué)生學(xué)習(xí)成果等問(wèn)題，不符合工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，百色學(xué)院材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程從增加研 究性實(shí)驗(yàn)、重構(gòu)教學(xué)模式、優(yōu)化考核模式等方面改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合素養(yǎng)，進(jìn)而培養(yǎng)出符合工程教育 專業(yè)認(rèn)證要求的人才。關(guān)鍵詞材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)；工程教育專業(yè)認(rèn)證;研究性實(shí)驗(yàn);考核模式一、材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程改革背景為了提升我國(guó)的工程教育質(zhì)量和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力， 我國(guó)于2016年

2、正式加入華盛頓協(xié)議，協(xié)議的主 要內(nèi)容為以工程教育專業(yè)認(rèn)證為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)本科工 程學(xué)位互認(rèn)1工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念是將 學(xué)生作為主要服務(wù)對(duì)象，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生 學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，對(duì)課程體系、師資力量及支持條件 等持續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程是課程體系的重要組成部 分，是培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題能力的重要環(huán) 節(jié)之一。材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)是材料性能學(xué)和材料 力學(xué)性能課程的組成部分，是金屬材料工程、材料化 學(xué)等材料類專業(yè)的必修課，該課程與工程實(shí)踐密切 聯(lián)系?，F(xiàn)有材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)理論課程 而進(jìn)行的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，包括硬度、單向靜拉伸、 壓縮、彎曲、沖擊等實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生初步掌握硬度計(jì)、 電子萬(wàn)能拉伸

3、機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)等儀器設(shè)備的原理和 使用方法,最終具備材料力學(xué)性能測(cè)試的素養(yǎng)。但 在工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)中，實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)驗(yàn) 類型除了認(rèn)知性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還包含綜合性實(shí)驗(yàn) 和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)和理論課程教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué) 生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器選擇、測(cè)試分析的綜合實(shí)踐能 力，也就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練使學(xué)生具有制訂 實(shí)驗(yàn)方案、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果、對(duì)實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式 與方法、考核方式等已不能滿足其要求，材料力學(xué)性 能實(shí)驗(yàn)課程需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行革新。二、材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀（ 一）教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程是專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系 的重要組成部 分，實(shí)驗(yàn)課程的教

4、學(xué)質(zhì)量決定了學(xué)生的實(shí)踐能力培 養(yǎng)效果，而實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方式又對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量 有重要影響。目前，材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍采用 “灌輸式”或“講演式”等傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以教師為 中心,注重的是教師“教”的過(guò)程，而忽視了學(xué)生通 過(guò)課程提升能力、收獲成果“學(xué)”的過(guò)程，不符合以 學(xué)生為中心的工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，不利于學(xué)生 實(shí)踐能力的提升。（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置缺乏合理性當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容枯燥、陳 舊，綜合設(shè)計(jì)類和創(chuàng)新類的實(shí)驗(yàn)較少，使得學(xué)生在課 堂上僅僅是機(jī)械地重復(fù)，限制了學(xué)生的思維能力和 創(chuàng)新能力，影響學(xué)生動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題能力 的提高。&3（三）實(shí)驗(yàn)考核方式有待優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課課程考核沿

5、用了傳統(tǒng)的依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào) 告給出成績(jī)的考核方式，實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不納入成績(jī)，只 注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而不注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，無(wú) 法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。三、材料性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革實(shí)踐（ 一）增加研究性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有的材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)大多為一些驗(yàn)證性實(shí) 驗(yàn)，通過(guò)了解實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)儀器的 使用方法,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定給定材料的力學(xué)性能, 從而驗(yàn)證力學(xué)基本理論或者獲得材料的基本力學(xué)性 能指標(biāo)。百色學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我校）的定位為應(yīng)用 型本科,開(kāi)展工程教育專業(yè)認(rèn)證,人才培養(yǎng)目標(biāo)也以 培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，要求學(xué)生具有分析與解決問(wèn) 題的能力，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能滿足其要求。材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)本身有著很深的工程應(yīng)

6、用背 景,教師可將實(shí)際工程問(wèn)題與材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)相結(jié) 合,在課堂上引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行 驗(yàn)證，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的前提下增加了趣味性與實(shí)用 性?；匚倚２牧匣瘜W(xué)專業(yè)和金屬材料工程專業(yè)均開(kāi)設(shè) 了材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程，因?qū)I(yè)方向不同,實(shí)驗(yàn)課 程中的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)條件也應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別。百色 市鋁產(chǎn)業(yè)為地方特色產(chǎn)業(yè)，本著地方高校服務(wù)地方需 求的原則,金屬材料工程和材料化學(xué)專業(yè)均開(kāi)設(shè)了大 量與鋁產(chǎn)業(yè)相關(guān)的課程,材料力學(xué)性能試驗(yàn)的主要實(shí) 驗(yàn)材料為鋁或鋁合金。此外，為了認(rèn)識(shí)不同材料力學(xué) 性能的差異，金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)材料 增加了低碳鋼和鑄鐵兩種材料,材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課 程可增加高分子材料

7、（?PP）實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)過(guò)程 中,通過(guò)每個(gè)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同來(lái)驗(yàn)證相同實(shí)驗(yàn)條 件下不同材料力學(xué)性能的影響及不同實(shí)驗(yàn)條件下相 同材料力學(xué)性能的變化。學(xué)生可針對(duì)理論課程中的 力學(xué)性能的影響因素來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并進(jìn)行驗(yàn)證, 即在基礎(chǔ)性力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件增 加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)$受限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備與場(chǎng)地條件，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)需分 組進(jìn)行,一般將每個(gè)班分成34組，每組1015 人。為了在有限的上課時(shí)間內(nèi)更好地完成教學(xué)任 務(wù)，保證每個(gè)同學(xué)達(dá)到目標(biāo)學(xué)習(xí)效果，在每組基礎(chǔ)上 根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)分為2個(gè)小組，每個(gè)小組58人。例 如,7個(gè)同學(xué)為一組完成拉伸實(shí)驗(yàn)，每個(gè)同學(xué)做一個(gè) 拉伸實(shí)驗(yàn),7個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，學(xué)

8、生除了要分析 每個(gè)樣品的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以得到的力學(xué)性能指 標(biāo)，還要分析拉伸速率、試樣尺寸、試樣種類不同對(duì) 力學(xué)性能的影響，如表1所示。表1拉伸實(shí)驗(yàn)學(xué)生學(xué)生1學(xué)生2學(xué)生3學(xué)生4學(xué)生5學(xué)生6學(xué)生6試樣種類低碳鋼低碳鋼低碳鋼鑄鐵鋁合金鑄鐵低碳鋼尺寸！ mm）5050505050100100拉伸速率！ mm /min）1355555（二）重構(gòu)教學(xué)模式提升學(xué)生的動(dòng)手能力是實(shí)驗(yàn)課程的主要目的，通 過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生更好地理解理論知識(shí)及其具體應(yīng) 用，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的; 合素養(yǎng)。回為此,我校對(duì)傳統(tǒng)的課堂形式和授課方法 進(jìn)行了重構(gòu)，探索了基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的混合式 學(xué)習(xí)模式，即以學(xué)生為

9、中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo) 向,重構(gòu)混合式學(xué)習(xí)中的線上和線下學(xué)習(xí)內(nèi)容線 上教學(xué)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的必備活動(dòng)，線下課堂教學(xué)也 不再是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，而要基于線上教學(xué)進(jìn)行重 構(gòu),使其成為一種更深入的教學(xué)活動(dòng)。混合式教學(xué)是 在結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，既發(fā)揮了教師主導(dǎo)教學(xué)過(guò) 程的作用，又強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，發(fā)揮其 主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造性混合式學(xué)習(xí)主要分為線上自 主預(yù)習(xí)、線下預(yù)習(xí)報(bào)告撰寫、線下小組演示與分析討 論、線下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫和線上自主復(fù)習(xí)等 五個(gè)部分。主要表現(xiàn)為以下兩方面：1.學(xué)生在線上課堂進(jìn)行自主學(xué)習(xí)線上學(xué)習(xí)主要包含線上預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),以學(xué)生為主 體進(jìn)行。我校線上學(xué)習(xí)平臺(tái)選擇微助教在線教育輔

10、 助平臺(tái)，教師通過(guò)平臺(tái)發(fā)布實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的視頻、實(shí) 驗(yàn)內(nèi)容和方案等資料，學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課前和課后自 由安排時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)并完成預(yù) 習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)課前,學(xué)生分組給出實(shí)驗(yàn)方案并總 結(jié)歸納本組內(nèi)存在的問(wèn)題。線上預(yù)習(xí)加預(yù)習(xí)報(bào)告的 形式節(jié)約了授課時(shí)間，提升了實(shí)驗(yàn)授課質(zhì)量,使學(xué)生 能在實(shí)驗(yàn)課程中有效完成實(shí)驗(yàn)并取得良好效果。通 過(guò)自主學(xué)習(xí)在線平臺(tái)分享的資料完成線上復(fù)習(xí)，對(duì)所 學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，教學(xué)平臺(tái)提供在線測(cè)驗(yàn)，既可 以鞏固所學(xué)知識(shí),也為過(guò)程考核提供評(píng)價(jià)依據(jù)。2.重構(gòu)以學(xué)生為主的線下課堂在線上完成預(yù)習(xí)并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告后，實(shí)驗(yàn)課程 線下授課的課堂形式更加靈活，不再是以教師為主 的形式，而是

11、開(kāi)放和多變的,將以傳統(tǒng)教師為主的講 演型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教 學(xué)方式。在學(xué)生在線學(xué)習(xí)并掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的知 識(shí)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，教師在線下實(shí)驗(yàn)課堂中每次抽一 組同學(xué)，從實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備操作、注意事項(xiàng)等方面進(jìn) 行講解與演示，教師可在每次實(shí)驗(yàn)課前對(duì)擬演示的 小組學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，學(xué)生在講解與演示的同時(shí)，回答 其他同學(xué)和老師的問(wèn)題。針對(duì)學(xué)生在講解與演示過(guò) 程中的問(wèn)題，教師在線下實(shí)驗(yàn)課堂中和學(xué)生一起討 論、交流，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，教師不直接給出答案, 而是通過(guò)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象，聯(lián)系知識(shí) 點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生解決相關(guān)問(wèn)題?；蛱貏e是對(duì)于難以理 解的問(wèn)題，應(yīng)盡量采用啟發(fā)式教育的方法，引導(dǎo)學(xué)生 自

12、主思考、發(fā)散思維，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找問(wèn)題的答 案。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自主探究問(wèn)題答案，既解決了問(wèn) 題,又掌握了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。最終,教師在課程結(jié)束前進(jìn) 行總結(jié)歸納。我校線下課堂通過(guò)轉(zhuǎn)變學(xué)生角色，? 出了學(xué)生的主體性,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，課堂氛圍 輕松，互動(dòng)效果良好，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能 力，又鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，為卓越工程師的培養(yǎng) 打好基礎(chǔ)，改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。（三）優(yōu)化考核方式工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)核心是學(xué)生,對(duì)全體 學(xué)生的表現(xiàn)和素質(zhì)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。我校材料力學(xué)性 能實(shí)驗(yàn)課程的考核形式多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)作為本門 課程的最終考核指標(biāo),不注重過(guò)程考核,不能全面真 實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，導(dǎo)致學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)

13、結(jié) 果，不注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程,不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。 高校實(shí)驗(yàn)課程考核結(jié)果應(yīng)反映學(xué)生對(duì)本門實(shí)驗(yàn)課程 內(nèi)容的掌握程度,實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容不僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 還有實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無(wú)法 體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。這就需要我校對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核形 式進(jìn)行改革，將過(guò)程性考核引入實(shí)驗(yàn)課程的考核中， 實(shí)現(xiàn)過(guò)程考核與結(jié)果考核相統(tǒng)一?；谝陨蠁?wèn)題，本次改革優(yōu)化了考核的內(nèi)容，將 材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核和結(jié)果考核相結(jié)合，組 成評(píng)價(jià)體系（表2）。過(guò)程考核的主要考核內(nèi)容為出 勤情況、微助教平臺(tái)的視頻學(xué)習(xí)情況、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 的撰寫情況和平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作的情況;結(jié)果考核的主 要內(nèi)容則是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考查實(shí)驗(yàn)?？己嗽u(píng)價(jià)體 系中

14、過(guò)程考核占比55%,結(jié)果考核占比45%。過(guò)程 考核具體項(xiàng)目的評(píng)價(jià)權(quán)重和評(píng)價(jià)依據(jù)分別為：出勤 情況占評(píng)價(jià)權(quán)重的比例為10%，主要考查學(xué)生的請(qǐng) 假、曠課、早退和遲到等情況，分別給予一定的扣分, 根據(jù)其與本學(xué)期全勤得分相比，最終給出百分制的 出勤得分;線上視頻學(xué)習(xí)情況占比15%，主要考查 學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)后的復(fù)習(xí)情況,根據(jù)在線 學(xué)習(xí)的累計(jì)時(shí)間和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià);預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào) 告占評(píng)價(jià)權(quán)重的比例為15%，主要考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)前 對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、內(nèi)容等的了解情況,評(píng)價(jià)依據(jù)為實(shí)驗(yàn) 報(bào)告的撰寫情況;平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)占評(píng)價(jià)權(quán)重的 比例為15%，由教師根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作與掌握的 情況進(jìn)行打分并記錄。結(jié)果考核部分所

15、占權(quán)重和評(píng) 價(jià)依據(jù)為:實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)權(quán)重占比為20%，主要考 查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)與處理等方面的掌握情況;期末考查實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià) 權(quán)重占比25%，隨機(jī)抽取本學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程，考查 學(xué)生對(duì)本學(xué)期所學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全面掌握情況$材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核與結(jié)果考核相結(jié)合 的評(píng)價(jià)體系，既可兼顧日常實(shí)驗(yàn)的效果，又可避免部 分學(xué)生突擊完成考查實(shí)驗(yàn)而忽視平時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的問(wèn) 題。新的考核評(píng)價(jià)體系全面覆蓋學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程, 綜合考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，全面反映學(xué)生的能力培 養(yǎng)情況,這樣才能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程最終的目的，幫助 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí),使得學(xué)生更重視自主學(xué)習(xí)，將理 論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，從而提升學(xué)生的綜合能力。&.表2材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)體系總成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)權(quán)重/%評(píng)價(jià)依據(jù)過(guò)程考核出勤10微助教平臺(tái)記錄的考勤線上視頻學(xué)習(xí)15微助教學(xué)習(xí)時(shí)間預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告15報(bào)告撰寫情況平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作15平時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作情況結(jié)果考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告20平時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果期末考查實(shí)驗(yàn)25現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)結(jié)果四、結(jié)語(yǔ);上所