问题式教学法在工程力学实验教学中的应用

实验教学是培养大学生工程技术能力和实践动手能力的重要途径，实验教学过程更加重视对学生自主学习能力和创新能力的培养，是工程力学教学过程中的重要环节，其中实验教学内容、教学方法、教学手段和教学实施过程，对实验教学的效果都将产生重要影响。工程力学作为理工类专业的一门重要基础课程，是学生今后学习专业知识的必备基石，且课程具有较强的工程应用性，是解决工程实际问题的重要基础[1]。工程力学是以工程实践为主的学科，工程力学实验课程的学习与实践对培养学生的动手能力、创新精神及探索欲望有很好的促进作用，使学生初步掌握科学的研究方法及科研思维能力。拥有良好的实验技能对学生未来的工作学习起着很好的铺垫作用，因实验教学更贴近实际工程，问题也最直接，因此有着比理论教学更好的人才培养效果[2-4]。因此，如何进一步改进工程力学实验教学质量，不断提升人才培养素质，一直是工程力学实验教学与改革的焦点问题。

图1 电子万能实验机

1 工程力学实验教学改革的背景

实验教学的作用主要是验证理论知识，培养学生的探究、思索及动手能力，要求学生在掌握相应理论知识的同时，还需具有与本专业相关的工程实践操作能力[1]。而军校实验教学是在军队院校这个特殊的环境下进行的实践性教学环节，目的是提高军校学员的综合素质[5]。目前各专业实验课程较普遍应用的教学方式为“教师讲授+演示+学生实验”的模式，整个实验教学过程中都是老师主导学生进行实验，忽略学生的主观能动性，学生只能在老师的组织指导下，小组合作，按照实验指导书的操作步骤按图索骥地进行操作，进而验证相应的理论知识，填写实验数据整个实验操纵下来，对实验的基本原理及设计思路缺乏认识，导致学生做实验只为了完成实验教学任务，拿到相应的实验成绩，至于实验目的、实验原理学生一概不知也不关心，只记得试样在受力过程中被拉伸至断裂这一现象，而对实验整个过程的注意事项视而不见，比如实验对试样、温度、应变速率的要求，各种实验条件选择不当对实验结果的影响等，同时，实验报告抄袭现象严重，这也导致学生的动手能力、应用所学知识的能力严重不足[6]。这样的教学方式直接导致学生上完实验课后，仅能够在基础知识和试验基本操作方面有所了解，难以在能力

培养和分析创造能力上有所进步。这样的实验教学模式极大地抹杀了学生学习过程中的创新性和批判性思维，打击了学生对实验课程的学习兴趣。而且目前开设的工程力学实验项目仍然是集中于对常规材料力学特性的研究和验证，没有结合各专业特点有针对性地进行实验设计，实验缺少探究性与应用性，致使学生普遍对实验课的重视程度不足，没有充分发挥实验课程开设的教学与实践意义[7-8]。针对上述问题，本文以我校工程力学实验课程为例，将问题式教学法引入实验教学过程，从而达到提高实验教学质量的目的。

2 问题式教学法

问题式教学中问题的提出可以用“3W1H”缩写来描述，3W1H问题式教学法是北大青鸟集团软件培训团队在多年教学实践中总结出来的一个非常有效且实用的教学方法[9-12]。在实验教学中，第一个“W”指What，即学生要清楚要做什么实验，实验内容是什么，实验原理是什么，实验目的是什么，这样才能在操作实验过程中有的放矢。第二个“W”指Why，即学生要清楚为什么做这个实验，为什么这样做，由此培养学生的辩证思维，从而培养学生举一反三的能力。第三个“W”指Where，即学生要清楚这个实验在什么样的设备上进行，实验的结果将会应用在什么地方，达到知其然并知其所以然的目的。最后一个“H”指How，即学生要清楚如何做这个实验，遇到问题如何解决以及实验过程中有哪些注意事项，充分发挥学生的主观能动性，进而培养学生独立解决问题的能力。3W1H教学法清晰地将实验过程进行模块划分，学生通过提前预习实验指导书，并在实验前通过回答上述“3W1H”的问题，达到对整个实验的逻辑结构有个明确的认识，实际做起实验也就更加得心应手，对实验过程出现的现象及实验结果能够进行合理解释。因此，相比较传统的“讲+演+做”教学模式，3W1H教学法更能充分发挥学生的主体作用，使学生对实验思路更加清晰，做实验过程更加自信从容，更能加深学生对工程力学理论知识的认识，在教学上达到理论指导实践，实践加深理论认识的目的。

文章来源：《工程力学》 网址: http://www.gclxzz.cn/qikandaodu/2021/0616/861.html