基于新质生产力理念的材料力学实验课程教学改革与实践

摘要：本文基于新质生产力的概念，对材料力学实验从实验内容、实验教学方式和考核模式三个方面进行教学改革。改革的主要目的是提升课堂教学质量，加强校企合作，培养出符合企业实际需求的实践型人才。

关键词：新质生产力；材料力学实验教学；教学改革；校企合作

一、引言

2023年9月习近平总书记在黑龙江考察调研期间首次提到新的词汇—新质生产力。发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点[1]。2023年12月11日至12日中央经济工作会议指出：“以科技创新引领现代化产业体系建设。要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力”。

实验课程教学改革的主要目的就是要调动学生的积极性、提升课堂教学质量，进而培养出实践能力强的高素质工科人才[2， 3]。这与新质生产力在教育教学领域的内涵相互呼应。在实验教学过程中，如何提高学生的实践操作能力，这是实验教学所面临的难点。针对目前高校实验教学中存在的诸多问题，迫切需要对实验教学进行改革，改革的重点是如何将新质生产力理念引入实验课程教学中，提升学生学习的主观能动性，以确保培养质量的提升。本研究以新质生产力理念为基础，以宝鸡文理学院材料力学的实验教学为例，分析材料力学实验教学存在的问题，结合本校自身特点，对材料力学实验教学方法进行了探究与实践。

二、目前材料力学实验教学存在的问题

材料力学是密切联系工程实际的学科。其基本理论的建立，有效性和应用范围的验证或确定，构建内部力学场的研究，都离不开材料力学实验。材料力学实验是机械以及材料等工科专业必修的基础性实验。目前材料力学实验课程的教学依附于理论课程，根据理论课程的教学内容自主编写实验指导书，一共包含三个实验：拉伸实验、压缩实验和剪切弹性模量G的测定。教师围绕实验指导书进行讲解，学生跟着老师的思路一步步完成实验操作，但实验内容单一、枯燥，很多学生敷衍了事，无法调动学生实验过程中的积极性和主动性。另外，由于受实验条件的限制，能够开展的实验数目有限。导致难以达到高校培养新时期实践性创新性人才的目的。因此，急需对材料力学课程实验进行教学改革[4， 5]。

三、材料力学实验教学改革内容

由于宝鸡具有“中国钛谷”之称，有很多钛合金加工方面的企业，在这些钛企业中都有相关的实验室，进行材料性能测定等实验。企业的发展需要高质量的实验技术人才。基于此，高校在培养本科生时，可以根据企业实际需求，培养与之相关的实验技术人才。因此，在对实验内容进行改革时，需要考虑所制定的实验内容是否可以服务于这些企业，这样通过高校实验教学培养出来的人才能够直接与企业对接，一方面可以解决毕业生的就业问题，另一方面有利于企业的发展。

在教学改革前期，通过调研各兄弟院校材料力学实验教学模式，归纳共同点和差异性；同时，调研了本地相关钛企业的实际需求，并在本校材料专业和机制专业学生中进行广泛的调研，了解学生关于材料力学实验教学的意见。通过与相关钛企业进行沟通交流，确定课程内容改革方向。

1. 对实验内容进行改革

实验内容的确定，一方面要参考理论课程内容，另一方面，所制定的实验内容不能与实际脱节。拉伸和压缩实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验。通过拉伸实验中测定得到的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标，压缩实验可以获得和压缩相关的力学参数，这两个实验中所获得的力学参数是工程中强度和刚度计算的主要依据。目前拉伸和压缩实验选择了传统的低碳钢和铸铁两种材料进行实验，对比塑性材料和脆性材料的变形形式。此实验为验证性实验。为了调动学生做实验的积极性，拓展学生视野，同时为了满足企业实际需求。本实验考虑加入钛合金的力学实验内容。课前给学生提出针对性的2-3个问题，学生在上实验课之前有目的的查阅相关文献，了解钛合金的性能。课堂教学时，教师进行指导，学生分组讨论。在对钛合金的拉伸压缩过程中，观察钛合金在拉伸压缩过程中的变形形式，实验完成后计算相关力学参数，通过对实验过程的思考，掌握相关知识，整个实验过程可以增强学生的动手能力，培养符合企业实际需求的专业型人才。

2. 对实验教学方式进行改革

首先，在课堂教学过程中，根据之前教学经验，总结学生在实验过程中的薄弱环节、实验难点，进行针对性的教学，突出实验重点以及实验难点。

其次，传统的拉伸压缩实验是通过操作数显材料实验机完成，可以直观地观察到材料的变形过程，但由于实验人数较多，对耗材的消耗量较大。因此，在传统的实验模式基础上，可以增加虚拟仿真部分，紧跟时代前沿，培养适应新时代的实践型人才。

3. 对考核方式进行改革

实验成绩应按比例计入理论课程的成绩中，这样可增加学生实验的积极性。目前实验成绩是以出勤率结合实验报告的撰写情况进行确定，不能反应学生对实验内容的真实掌握情况。因此，在对考核方式进行改革时，不能完全摒弃传统的考核方式，在此基础上，对学生在课堂上的表现情况进行动态打分，这样可以调动学生在课堂上的积极性和主动性。

四、结语

本文通过对材料力学实验教学进行改革，加强校企合作，既可以解决毕业生的就业问题，又可以为企业培养出符合现代化的高素质实践型人才。

参考文献

[1] 习近平．发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点[J]. 求是，2024（11）：1-3.

[2] 于驰， 包立， 汪应玲等. 材料力学性能实验课程教学改革探索[J].高教学刊， 2024， 10（28）： 147-150.

[3] 韩铁林， 马凯， 胡义锋等. 新工科背景下材料力学课程教学改革与实践[J]. 力学与实践， 2024， 46（05）： 1096-1107.

[4] 张明康， 王关皓， 陈扬枝等. 材料力学理论与实验课程教学改革探讨[J]. 大学教育， 2023， （10）： 31-34.

[5] 伍灿， 王秋生. 工程力学实验教学新模式探讨[J].实验室科学， 2022， 25（02）： 145-148.

作者简介：张璠，实验师。主要研究方向为金属材料

项目：宝鸡文理学院第十九批校级本科教学改革研究项目（项目编号：24JGYB33）