昆明理工大学建筑工程学院 650500
摘 要：基于对研究生研究能力和创新能力培养的目的，并针对《高等实验力学》课程学时不足的问题，我们在教学中采用了传统的教学方法和研究型教学方法相结合的方式，建立了套餐式的模块化研究型学习内容，全面提高了学生的学习能力和科研能力。
关键词：研究型 教学方法 科研能力
研究生教育的重要目标就是为国家培养高素质创新人才与高科技中间力量，这就要求研究生能够掌握本学科、本专业的基础理论、专门知识和基本技能，基本从事相关科学研究工作的能力；或具有独立担负专门技术工作、解决过程技术问题的能力，具有创新精神和创新能力，具有合作精神和一定的组织管理能力。《高等实验力学》作为一门集理论基础和实验技能为一体的课程，在工程力学专业的研究生培养中发挥着举足轻重的作用。
《高等实验力学》是力学、机械工程、材料科学工程等硕士研究生研究材料与工程结构的应力应变关系、应力场、强度、变形的一门专业基础课，在硕士研究生培养课程体系及科研中占有极为重要的地位，是进行创新型人才培养的一门重要课程。据统计，我校近三年毕业的力学专业研究生中，有一半以上在开展硕士论文的研究中大量用到该课程的相关理论与实验技能。本课程的内容涉及数据处理、应变计的构造、动静态应变测试技术、应变式传感器和光弹性测试等，是固体力学、工程力学、材料学等的一个重要分支学科。该课程有很强的理论性，更是一门实践性很强的实用性课程，涉及上述几个学科前沿的科学研究中实验的手段、方法和分析技术。通过该课程的学习可使学生掌握实验应力分析的基本理论和实验方法，为解决工程实际中的材料和结构强度问题和进行固体力学及相关学科的科学研究打下实验力学理论基础和掌握较强的实验技能。但在我校的课程设置中，该课程只有36学时，如何在有限的学时之内向学生传授必需的知识点，又不减少相应的实验项目，同时达到培养创新型人才的目的呢？
为此，我们在工程力学专业的研究生《高等实验力学》教学中进行了研究型教学方法的探索。
一、研究型教学的内涵
培养创新型人才是当前高等教育面临的一个紧迫课题，而研究型教学是创新型人才培养的重要手段。研究型教学最早是在综合美国布鲁纳的发现学习模式和瑞士皮亚杰的认知发展学说基础上构建的教学模式。开展研究型教学是教师与学生的共同行为，强化主体意识、开放意识、问题意识、探究意识、能力培养意识，是开展研究型教与学的思想基础。
研究型教学模式的主旨是将学生置于教学过程的中心，在教师的引导下主动参与教学过程，通过灵活多样的教学手段和形式，让学生从被动听课、单向接收知识转变为主动探索、钻研问题，即强调学生主观能动性的发挥，使学生成为学习者、发现者和研究者，又培养学生的创造力。
研究型教学模式与传统教学模式相比有许多优点，这些优点决定了研究型教学模式在研究生教学中应用是十分必要的。具体概括为以下几个方面：
1.研究型教学模式可以使研究生从单一的教材和课堂中解脱出来，从而发挥教师的主导作用，又能体现研究生的认知主体作用。
2.这种教学模式改变了以教师为中心的教学传统，使研究生成为教学中心和教学主体。这样，研究生的学习由被动变为主动，可以有效激发其探究知识的热情，培养创新精神。
3.研究型教学不受教材的束缚，可以使研究生掌握专业发展动态，极大地拓宽知识面。
4.在研究型教学过程中，研究生可在学科领域或现实生活中选择或确定研究主题，以类似科学研究的方法，在一种创新的类似于学术研究的情景中领略科学研究的过程，掌握科学研究的方法。
5.研究生要在研究型教学活动中将自己的研究内容、方法、观点和结果向教师和同学汇报，可以有效锻炼他们的语言表达和演讲能力。
二、研究型教学法在高等实验力学课程中的实施
1.现状及问题。
本课程包括十三部分内容，分为相似理论、数据处理、电阻应变计、测量电桥电路、测试仪器、静态应变测量、动态应变测量、特殊条件下的应变测量、应变计式传感器、光弹性实验方法的物理基础、二维光弹性、脆性涂层法、散斑法。实验内容有应变计的粘贴等十个。共计36个学时，其中实验学时16个。这么多的理论知识，如果单纯的理论课堂教学，学时是能满足要求的。但是，作为一门实践性很强的课程，单纯的理论讲授是没法真正掌握的，必须设置相当数量的实验项目以加深对理论知识的理解，同时提高实验技能，满足后续硕士论文研究工作和工程应用的需要。因此，摆在我们面前的问题就是：学时数有限，实验不能少，理论课的知识点又必须兼顾到。为此，根据研究型教学的内涵，我们提出了传统的课堂教学加研究型教学的基本思路。
2.基本构想。
我们将《高等实验力学》的理论知识点归纳为五大块：
（1）基本知识（主要是数据处理）。
（2）应变电测基本知识（包括电阻应变计、测量电桥电路、测试仪器、静态应变测量、动态应变测量）。
（3）特殊条件下的应变测量（包括高温应变测量、低温应变测量、液压应变测量、旋转构件测量）。
（4）应变计式传感器。
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（5）光学测量（包括相似理论、光弹性实验方法的物理基础、二维光弹性、脆性涂层法、散斑法）。
《高等实验力学》是工程力学这个二级学科的专业基础课，这个专业的研究方向主要为：实验力学及其工程应用、强度理论及应用、热应力及热弹性力学、水利机组振动与控制、现代力学测试技术及其应用方向等。这些方向都有各自的专业特性，要么不涉及到光学测量，要么不涉及到特殊条件下的应变测量。基于此，我们提出了一个套餐式的研究型学习方式，第1～2块为共有内容，第3～5块为根据学科方向设置的套餐模式。设置了三种套餐：
套餐一——共有内容+特殊条件下的应变测量，适用于热应力及热弹性力学等方向。
套餐二——共有内容+应变计式传感器，适用于强度理论及应用、实验力学及其工程应用等方向。
套餐三——共有内容+光学测量，适用于现代力学测试技术及其应用方向等。
学时分配：共计36学时，实验学时16，共有内容16学时，每个套餐选项内容4学时。共有内容为每位学生必修，由教师主讲，套餐选项内容实行研究型学习方法。这样，在《高等实验力学》的教学过程中，实现了传统理论教学、实验探索和研究型学习的立体化的教学模式。
三、实施方法
1.公共内容的学习。
首先进行公共内容部分的理论学习和完成相应的实验。这部分采用传统的教学方法，共计16学时的理论教学和16学时的实验。这部分是本课程的精华，是后续进行研究型学习的基础，必须牢固掌握。在教学的过程中，教师要注重传统的、经典的知识传授，又要及时引入最新的研究前沿问题，同时强调对实验的重视和训练，创造最好的实验条件，实现每人一套实验设备或装置，充分让学生在教师的指导下独立完成各个实验。部分综合性、设计性实验要求学生从方案的制定、实验过程、数据处理及报告撰写等都最大限度地发挥主观能动性。
2.研究型学习的内容选择。
公共内容快结束之前，教师根据学生的研究方向，甚至根据已经选定的研究课题，与学生一起选择套餐模式，并选择具体的题目。选择的题目可以是科研课题的一部分，也可以是综合性的分析题，也可以是来自于工程中的实际问题等等，但必须与其套餐中包含的知识点相切合。如工程力学12级的一位同学的选题“静不定刚架的分析计算及实验方案制订”和13级一位同学的选题“拉弯扭组合构件实验方案分析”来自于全国大学生周培源力学竞赛的实验题，属于套餐2；再例如选题“液下应变测量技术”和“高温应变测量中的应变计粘贴技术”属于套餐1，选题来自于工程应用；还有选题“基于NI平台的图像处理与测量技术研究及其实例”和“CT试样裂纹长度的测量方法”属于套餐3，来自于学生即将开始的科研课题。
3.研究型学习的内容。
首先是自学相关套餐划定的知识点，然后根据选择的题目，查阅相关文献，并形成文献综述和方案论证。在此基础上，制作相应的课件，在规定的时间内向同学和老师讲授相关自主学习的知识，并由老师和同学共同给出这部分的成绩。整个过程都由学生主导，教师只起到一个指导的作用。在此环节中，学生由被动接受完成了向主动学习的转换，基本完成了一个研究课题所要求的各个环节，对以后开展研究工作是一个很好的演练。特别是在学生讲授的过程中，他们从原来一直坐在台下听课的学生变成了在讲台上授课的“教师”，对他们的表达能力、逻辑性、心理素质，包括时间的把控、课件的制作水平、对知识的掌握程度等都是一次全方位的考量。最后的成绩由理论考核成绩（40%）、实验报告成绩（40%）和研究型学习讲课成绩（20%）三部分构成。
4.成效。
在连续两届研究生的《高等实验力学》教学中将传统的“灌输式”课堂教学转换为“研究型”教学，使学生主动参与教学过程，并结合学生不同的研究方向，因人而异，取长补短，发挥每个同学的积极性，在知识的掌握、实践技能的培养、科研能力的锻炼等方面取得了较好的效果。
（1）在学时比较紧张的情况下，通过教师的理论授课及研究生自主的研究型学习相结合的方式，达到了大纲的要求；（2）通过研究型的学习，学生的主动性提高了，不再是被动地接受知识，变成了主动通过各种手段获取知识；（3）学生经历了一次类似于科研课题实施的全过程预演，而且题目与将来的研究方向紧密结合，研究能力得到了极大的提高；（4）在最后的讲课阶段，学生要转换角色，临时成为老师，如何将自己已掌握的内容阐述清楚，对他们来说，是一次难得的锻炼。
四、结语
在研究生《高等实验力学》的课程中采用研究型教学方法，分为套餐式的学习方式，既解决了课程学时紧张的问题，又调动了学生自主探索性地学习相关内容的积极性。这是一次有益的教学方式改革，实践证明全方位地提高了学生的学习能力和科研能力。
参考文献
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论文作者:王时越 侯杰 刘国寿 许蔚
论文发表刊物:《教育学》2016年10月总第106期
论文发表时间:2016/11/23
标签：力学论文; 学时论文; 应变论文; 测量论文; 研究生论文; 套餐论文; 学生论文; 《教育学》2016年10月总第106期论文;