提高一般院校材料力学实验教学效果的思索
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[摘 要]根据一般院校材料力学实验教学的特殊性，分析其硬件条件难以改善和普通教改不一定适合它。结合教学实际，提出“从形而上着手提高的方法”来解决这一问题，并对这一方法在自身的实践中进行了总结。
[中图分类号] N45 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）16-0071-03
一、前言
纵观力学的发展史，力学许多理论的产生都直接或间接地和力学实验有关，力学实验是力学这个科学体系建立的基础和发展的基本方法。武际可先生提到，力学本质上是“一门观察和实验科学”。因此，力学实验教学的重要性是不言而喻的，同时提高力学实验教学的意义也就显得非常重要。
材料力学实验是高等工程教育中的重要力学实验之一，几乎所有工科类高等院校都具有。但不同层次的院校，在这个教学环节中表现出来的教学水平存在很大的差异。从这方面考虑，在这里把高校分成三大类，第一类是具有较高水平以研究型为主的院校（在这里就称为重点院校），它们具有深厚的教学底蕴，能获得比较多的社会资源，教学资源丰富，具有很高的教学水平；第二类是以教学为主研究为辅的普通院校（在这里就称为一般院校），教学资源相对欠缺，它们在这一环节还相对薄弱，但其在教学方面却有很强的需求；第三类是高职院校，它们主要以培养技能型人才为主，着重于技能的培训，虽然这方面非常薄弱，但本身对这个方面需求不是很强。
第二类院校（一般院校）所占高校学生总人数最多，普及面更广，如果解决好，对提高整个民族人才队伍素养，对国家未来发展的影响都是不可估量的。但一般院校通常教学资源匮乏，我所处的高校正处于这一类。它所获得的国家教育投入有限，还处于襁褓中，需要发展，需要人力财力的支持，但往往它们缺的就是人力和财力。如何在这样的情况下提高一般院校材料力学实验教学效果就显得很有意义。
二、目前的状况
（一）问题存在的可能原因
一般院校在材料力学实验教学效果方面非常不理想，这个结论也被相当多社会用人单位所反映。具体的原因可能有：（1）院校没有足够的硬件条件保证，使学生没有充足的实践机会来加强这方面的能力；（2）学生本身的重视程度不够；（3）学校本身不注重对材料力学实验的教学，投入不够；（4）从事这部分教学工作的教师教学态度和自身的专业素养水平影响了教学效果。这些原因的具体影响方式在这里不作详细论述。
（二）硬件条件提高难
一般院校硬件条件的相对薄弱是长期存在的，这里有历史发展的原因。要大幅提高硬件条件也不现实。因为国家对重点院校重点支持，让这部分院校发展有足够的保障，使其能高速发展，保持其先进性来带动整个教育体系的发展。这是国家战略的需要，也是社会发展的需要。因此要使一般院校短期内获得大量的社会资源是不太可能的，这一发展环境也决定了硬件条件永远是它的短板。所以，要解决这一问题，就只能从自身出发，最常见的解决方法是重点发展自身的优势专业，提高优势专业的硬件条件。这种做法局限性很强，通常着眼于专业课程方面硬件的提高，而材料力学实验教学属于基础课程，它就无力顾及。
（三）教改不一定合适一般院校
目前，各类教改都在如火如荼地进行，其目的是为了提高教学效果，努力培养更优秀的人才。很多材料力学实验教改都需要有一定的财力投入和硬件条件支撑才能见效果，而一般院校所能提供的资金有限，需要投入的方面很多，靠大量资金投入来提高材料力学实验硬件条件是不太可能的。所以目前像我所在的这样一般院校，经费比较紧张，硬件条件欠缺比较多，不一定适合这样的教改。
三、“从形而上着手提高的方法”可行性
学识的增加有两种途径，一种是从形而下到形而上，另一种是从形而上到形而下。第一种途径，通过形而下积累（动手进行大量的实践积累经验）到一定程度就可以上升到形而上（自身的素质，理论水平等）。当然，反过来形而上可以指导形而下，这使得这个学习模式进入良性循环。第二种途径，形而上积累（自身的素质，理论水平等）到一定程度就可以很好地指导形而下（动手进行实践），使我们的实践变得更高效。当然，接下来形而下的积累还是可以上升到更高阶段的形而上，这也可以使得学习模式进入良性循环。
具有丰富硬件条件的重点高校在材料力学实验教学方面完全可以给学生足够的实践积累，让学生在实践中出真知。而硬件条件匮乏的一般院校，如果也努力像前者一样从第一种途径出发增加学生的学识，这无异于以己之短对彼之长，很显然差距将越拉越大。这样整个社会人才结构将出现断层，应该出现的阶梯性将消失，整个国家和社会并不希望看到这样的结果。试回想解放初期，百废待兴，很多事业都是从零开始，硬件条件严重不足。老一辈没有一味地抱怨条件艰苦，也没有整天怨天尤人，在他们的艰苦努力下还是取得了许多重要成果。所以这个问题也完全可以解决，发掘自身的潜力，不被动接受变革，不坐等空想。如果从第二种途径出发增加学生的学识，这样来提高材料力学教学效果对硬件的依赖性就要弱很多。从科学的实验方法、态度、习惯、思维方式等形而上的东西出发，增强提高学生实验基本素质，就可以努力去克服实践量不足的影响，使学生拥有良好的再学习和再实践的素质。这应该是一般院校想要而且也是可以培养出的高水平人才。拥有这样的素养，将来在工作中就能迅速开展好接触到的新实践（可能有因为硬件条件有限在学校没有开展的，也可能是全新的实践）。这就是我想在这里论述的“从形而上着手提高的方法”来提高一般院校材料力学实验教学效果。从理论上分析这应该是可行的。
四、“从形而上着手提高的方法”所需条件
如何从现阶段的实际情况出发，不大幅增加投入而提高教学效果，做好“从形而上着手提高的方法”来提高一般院校材料力学实验教学效果，要做好下面三个方面的准备工作。
（一）调动学生的主观能动性
首先要提高学生对材料力学实验的重视程度，主观上愿意学习相关知识和提高相关素养。充分发挥学生的主观能动性，这是提高教学效果至关重要的内因。随着社会对毕业生实践能力要求的提高，学生群体在这方面意识已经明显加强，只需教师加以正确引导。
（二）提高实验教学人员的积极性
社会对实验教学人员这一角色长期以来存在偏见，很多人不怎么认可实验室工作人员的工作，认为他们附属于理论教学。实验人员在待遇方面确实受到不太公正的对待，譬如评职称等，实验教学人员能评上正高级职称的人员很少。这使得许多有才干的人不愿意从事实验教学工作。这方面需要学校加以重视，可以适当在政策上倾斜，吸引更多优秀的人才从事实验教学工作。在这方面我校有所改善，对从事实验教学的高水平人才有相关的鼓励政策。这可以为提高教学效果做好人才储备工作，同时也可以调动实验教学人员的积极性。
（三）材料力学实验教学人员的态度
实验教学人员的态度很大程度上决定了实验教学的效果，待遇、社会认可度等因素会影响实验人员的积极性。许多高校理论教学人员和实验教学人员的工作量评价体系都有很大不同，其实对实验教学人员最好的认可就是做到同工同酬。即使是目前这样的格局无法改变的情形下，作为一名实验教学工作者，也应该具有基本的职业道德。所以我们实验教学人员要端正自己的心态，全心全意做好自己本职工作。我们的付出大家是可以看到的，我们的努力终究能得到社会的认可。
五、“从形而上着手提高的方法”实施
关于“从形而上着手提高的方法”的实施，首先在教学方法方面的核心思想是：开拓学生思维角度，引导学生科学地独立思考。本人在具体的材料力学实验教学的过程中常用的方法有“问而不答，答而不断”。“问而不答”是指给出问题但并不给出标准答案，启示他们：“科学界不是每个问题都有答案，也许答案有好几种，有的到目前为止也没有找到”；“答而不断”是指有学生给出了参考答案但不去判断最后的正确与否，让学生自己去判断，培养他们的判断力。在学生容易出错的地方设问，引导他们去培养敏锐的洞察力；在学生出错的时候进行反问，引导他们积极思考，养成反思总结的好习惯。
具体的实施方法是提高学生材料力学实验基本素质，这也是实施“从形而上着手提高的方法”来提高一般院校材料力学实验教学效果中的最关键环节。主要是从培养学生科学观念、实验方法、实验习惯、思维方法等方面进行。对这个环节本人所做总结如下：
第一，在教学中让学生知道，观察事物是科学实验方法中最重要的一步。同时收集资料和证据，总结分析，得出结论，提出意见和建议。实验做完了，结果出来了，我们的实验是不是就结束了？没有。应用才是我们的最终目的，这也是唯物主义方法论中关于从实践到理论再由理论到实践的辨证原则。
第二，实验培养的是学生思考问题、处理问题、观察问题的能力。要做到抓住事物的本质，学会反思。多问自己一个为什么，同时要善于思考，勤于思考。要注重方法，思维是智慧的精华所在。在行动之前先思考和计划，三思而后行，只有思维严谨才不至于造成不必要的浪费。这样有利于提高学习和再学习的能力，以及接受新事物，学习新事物的能力。
第三，实验报告要求“完整、简练、准确”；提倡表述形式可以多样化，如问：“用图表来表述，目的为何？（直观简单）”。思路要清晰明了，简约而不简单，这要不断总结提炼才能达到。工程人员处理问题的思路就是要把复杂的问题简单化，不拖泥带水。
第四，科学的态度，要严谨、仔细、认真、来不得马虎，做事如此，为人亦应如此。操作要规范，认真研读说明书，注意标志。实验中要有实事求是的科学态度。同时要保持学习积极性，培养学习兴趣。要自信（明白“英雄莫问出处”的道理），全身心地投入。
第五，思维方法有许多，聚合思维法（又称求同思维）、目标思维法、逆向思维法、移植思维法、联想思维法、形象思维法、演绎思维法、归纳思维法等。可以在材料力学实验教学的过程中训练这些思维方法。比如：实验室有测拉伸试件延伸率要用到V型磁铁，有些好奇的学生会问到其原理，引导他们从其作用效果开始反过来推导它可能的工作原理，其实这就是逆向思维方法。
第六，不要因为自己得出的结论与他人有异就轻易下否定的结论，在科学界下结论要慎重。有些结论看似矛盾，但却都有可能正确，因为它们最原始的来源不同。比如：“三角形的内角和在欧氏几何里等于180°，在黎曼几何里大于180°，在罗巴切夫几何里小于180°。”
第七，旧的设备和技术认为落后了就没有用了，其实不然，我们学的是实验的方法和科学的实验习惯，对培养实验基本素养来说不受影响；不要什么都追求新颖，赶时髦，最后会容易变得华而不实。让学生明白在实验的过程中失败是很正常的，它为成功积累着宝贵的经验。
[ 参 考 文 献 ]
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