黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心 赵国臣 徐文娟 杨德生
黑龙江科技大学理学院 郝俊才 宋志勇 高国付
[摘 要]在创新教育理念指导下，力学实验课程进行了一系列的教学改革。结合黑龙江科技大学办学定位，构建了以课程建设为主线、以竞赛为引导、以实验室开放为平台，以开展对外服务为外延的立体式大学生创新教育的新模式，经过几年的探索与实践，取得了一定的成果。
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关键词 ]力学实验；教学改革；创新教育
中图分类号：G642.0 文献标识码：A文章编号：1671-0568(2014)35-0043-02
基金项目：本文系黑龙江科技大学教学研究课题“力学实验教学有效培养学生创新素质的途径研究” (编号：JY13-194)、 “基础实验开放式教学改革的实践研究”(编号：qⅥ2-183)的阶段性成果。
创新教育是以培养人的创新意识、创新精神和创新能力为基本价值取向的教育实践，是以发掘人的创造潜能、弘扬人的主体精神、促进人的个性和谐发展为宗旨，以实现人的全面发展为目的的教育，旨在培养创新型人才。我国高等教育正在推行实施创新教育，高校实验教学的作用更加引起人们广泛的关注。黑龙江科技大学（以下简称“我校”）于2013年4月份由黑龙江科技学院更名而来，办学定位由教学服务型向教学科研型转变，培养的学生也由应用技能型向综合创新型转变。面对新的形势，在创新教育理念的指导下，力学实验课程进行了一系列教学改革。
一、创新教育
1．创新教育的提出。在我国教育界，创新教育的缘起要追溯到20世纪20年代陶行知先生提出的“创造教育”。陶先生说： “我们要打倒传统的教育，同时要提倡创造的教育——所以我们主张行动是中国教育的开始，创造是中国教育的完成。”陶先生提出要培养能够“向着创造之路”迈进的“创造之人”，而创新教育可以说是“创造教育”在新的历史条件下的发展和升华。创新教育是根据创新原理，通过认识和掌握创新的规律和特点，并将其运用到人才培养的过程。它的提出标志着人类已从对教育的功利追求深入到对生命质量的真切关怀。
2．创新教育的内涵。创新教育作为一种新的教育理念，是一种以培养学生创新精神和创造能力为基本价值取向的教育改革实践，是以培养学生创新意识、创新精神、创新能力和创新素质为目的的素质教育。主要特点是突出以学生为中心的创新主体。坚持以学生为主体，教师为主导，激发学生主动学习和积极思考的意识，培养学生获取知识并运用知识分析、解决问题的主动性。创新教育的基本任务是培养学生的创新思维。创新教育就是要培养学生敢于质疑、独立思考的品质，并在此基础上，提高学生自身的创新能力。培养创新人才，强调培养与增强学生的创新意识，塑造学生的创造性品质，其重要方式之一就是高校的实验教学。
二、以课程建设为主线，夯实创新教育的基础
在教育部教高[ 2003]1号文件《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中正式宣布启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作（简称“精品课程建设”）。2004年2月20日颁布的《2003-2007年教育振兴行动计划》，计划用五年时间（2003-2007年）建设1500门国家级精品课程。在完成全部计划后，又在教高[ 2007]1号文件《教育部、财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中决定继续推进国家精品课程建设，遴选3000门左右课程进行重点改革和建设。为了落实教育部文件精神和科技大学内涵建设的需要，我校分别于2003年和2008年启动了两轮精品课程建设工作。力学实验作为理工科高校采矿、机械、土建、力学、材料等相关专业的一门重要的基础或专业基础实验课程，也展开了立项建设。以课程建设为契机，材料力学实验课程进行了一系列教学改革，并取得了一定的成绩。在2010年4月份，力学实验成功申报黑龙江科技学院校级精品课程。以课程建设为契机，我校力学实验课程进行了一系列的教学改革，从实验项目分类设置、分层次教学、网络教学平台建设等方面进行了探索，实践证明这些做法有助于实验教学质量的提高，为学生专业课程的学习打下良好的基础。
1．实验项目分类设置。从1992年开始，力学实验课独立设课，计划32学时，作为一门考查课单独评定成绩。实验项目按验证性实验、综合性实验及设计性实验进行分类。随着课程建设的深入和教育教学理论的发展，根据力学实验课程本身的特点和各实验项目的本质属性，从认知、应用和创新三大层次对实验项目的性质进行重新界定，分成了验证性、技术性、综合性、设计性及创新性五个类别。认真分析了各实验项目之间的内在联系，根据学生层次和专业人才培养需求，以学生能力培养为切入点，以提高服务专业能力为目标，对实验项目进行重新设置，按必做实验和选做实验，合理确定了各类实验针对不同专业、不同层次学生设置所占的比例。通过对实验项目进行重新分类与设置，构建了多功能、多层次、开放型材料力学实验教学新体系，同时进行了相应的教学内容、方法、手段、考核方式等教学改革。
2．分层次教学。由于高校扩招后，我校二、三表生并存，三表生占50%左右，加之学生的个性不同，学生在学习的兴趣、主动性、效果等方面存在较大差异，致使大学生的文化基础水平和知识结构呈现多样性及层次性，即存在不同的学习可能性，这就促成了学习需求和发展方向的多样化，因而统一的教学活动无法顺利开展。在实验教学中要真正做到面向全体学生，全面提高学生的实验技能，需要解决整齐划一的教学内容、教学要求、教学方法、考核要求与参差不齐的学生学习可能性之间的矛盾。必须明确学生是有差异的，教也要有差异；明确包括学困生在内的所有学生都有充分发展潜能，实验教学中要形成一种促使全体学生都能在各自原有基础上得到良好发展的机制。在力学实验教学中采取分类的教学方法，着眼于各类学生都能在各自原有基础上得到较好的发展，把教学要求和学生学习可能性之间的矛盾作为推动教学过程展开的动力。在教学中，针对不同类型层次学生的实际，在教学指导思想、内容、过程、方法和考核上都有区别，教师的教要能适应学生的个体差异，充分体现因材施教的原则。
3．网络教学平台建设。制作的课件《黑龙江科技学院基础实验网络平台》在“第十届全国多媒体课件大赛”中荣获高教理科组一等奖的好成绩。本网络平台基于省级实验教学示范中心的角度，内容涵盖全部三门课程。本网络平台设置教学文件、虚拟实验、网络课堂、教学指导、学术交流、教师队伍、课程建设、素质教育、拓展资源和资源下载共计10个专栏。我们根据需要，专门开发了适合三门实验的考试系统，到目前为止有近6000人次通过本网络平台实现在线考试。基础实验中心每学年涉及采矿类、机械类、土建类、电气类、材料类等近30个专业，3000名学生，学生、教师受益面广，覆盖面宽、能够引领我校教育教学改革更深入地开展，具有很强的实用价值。基础实验网络平台的开发与建设，拓展了我校的基础实验教学空间，提高了整体基础实验教学质量和水平。
三、以竞赛为引导，实施创新教育
实验室在现有实验设备条件下，于2005年、2007年和2010年举办了三届大学生力学创新实验设计大赛，给大学生提供了自行组织、设计、制作、测试、分析、论证，全方位工程实践锻炼的机会。首先由学生以小组为单位提供设计方案，根据设计方案绘制工程结构设计图，结构设计图上要标明结构制作的材料型号和尺寸大小。最后整个参赛项目的设计方案要以书面的形式上交到竞赛组委会进行审核，项目设计方案经审定后方可参赛。实验室提供活动场地，学校提供制作材料。学生以5-6名一组为单位独立完成竞赛的各项工作，即从工程结构的设计、制作、实验、强度要求来论证工程结构设计的合理性，并提出工程结构的改进方案，最后以书面形式提交项目竞赛的总体报告参加答辩。经过答辩委员会对每项参赛作品的设计、制作、实验、分析、答辩等综合质量进行评审，评审内容由作品设计创新性、作品制作质量、测点分布合理性、加载方案合理性、结构的实验应力分析、结构的改进方案、报告质量、答辩质量等组成，最终评定出竞赛获奖等级。力学创新实验竞赛不仅激发了学生的创新意识，同时也培养了学生在挫折与失败的冲击下的团队协作精神。努力创造条件，为学生搭建工程实践平台，使学生在工程结构的综合设计、工艺制作、实验分析、实验操作、综合分析与解决问题等方面的能力上得到全面锻炼。竞赛作品已用于结构应力分析实验教学中，为学院增添了加台实验设备，节省教学设备经费巧万元。
2010年力学实验室教师指导学生在“首届黑龙江省大学生基础力学实验竞赛”中获团体二等奖。2011年，力学实验室还选择部分优秀学生开展现场实测特色实验，如对松浦大桥、龙塔的现场实测，以及其他工程设施中典型建筑物的实地测试。根据学生能力，选择优秀学生结合大学生素质教育活动，在创新这个层次上进行教学改革，使素质教育活动常态化。
四、以实验室开放为平台，提升创新教育能力
力学实验室实行“预约登记”制度，从早上8：30到晚上9：00开放，学生可以根据实验内容和时间“预约”，同时提高实验设备的利用率，积极为校内教师和学生服务。力学实验室主要结合各个专业的需要，配合学生做好课程设计和毕业设计，配合教师搞好科学研究。例如，为材料学院的毕业设计做常温、低温冲击试验200多件，为机械学院的研究生毕业设计做弯曲疲劳试验，测试试件80多件等。力学实验室对安全学院李凤仪教师有关于煤矿回填科研项目的压块试样进行了力学性能测试，实验试样400个，历时3个月。
五、以开展对外服务为外延，充实创新教育的内涵
力学实验室积极开展各种形式的对外服务：力学实验室教师和学生一起为龙煤集团下属的城子河矿做巷道液压横梁强度测量实验，测试了12个试样，历时两周；做采媒机掘进齿的光弹性应力分析测试实验，根据测试结果提出了相应的改进意见并被采纳。为哈尔滨北仓粮食仓储工程设备有限公司提供了有关钢板焊接性能测试、钢板铆接性能测试和特种钢板性能测试，测试了180个试样，历时2个月。同时，为该公司提供了测试仪器和人员，完成了关于钢构框架式保温粮仓的结构安全性能测试，历时1个月。该公司负责人认为力学实验室测试技术先进，测试数据理想，完全达到了预期目标，教师测试水平高，数据分析准确：为该公司自行研制的具有自主知识产权的大型粮食仓储设备——钢结构框架式保温粮食筒仓提供了安全保障。学生参与完成项目测试，得到了充分地锻炼，增强了科研服务社会的意识和社会责任感。
创新教育作为一种全新的教育理念，正处在不断改革、不断发展的阶段，全面实施创新教育是一项复杂的系统工程，势必遇到各种新状况、新问题。高校作为培养高素质创新人才的基地，必须以培养具有创新精神和创新能力的高级专门人才为最高目标，全面实施创新教育，为推动我国在21世纪的科技进步和知识经济的发展做出应有贡献。实践证明，实施创新教育后，力学实验教学的一系列改革措施，充分地体现了我校“大工程、大德育、大实践”的教育理念，实现了“以学生为本，服务专业，将来更好地服务社会的宗旨”。
（编辑：易继斌）