认识实习在线教学的探索与实践

邱月 房凯 杨坤 谭涛

[摘 要]实习在高校本科教育环节中占据着十分重要的地位。文章以工程力学专业为例，说明了认识实习的重要性，并依托校友邦平台、腾讯会议及虚拟仿真实验室，从教学内容、教学方法、教学考核方式三方面具体介绍了认识实习在线教学的探索与具体实践做法。

[关键词]工程力学;认识实习;腾讯课堂;虚拟仿真实验室

[基金项目]2017年山东省研究生导师能力提升项目“以社会出口反推力学研究生数值模拟课程”（SDYY17033）;2017山东科技大学研究生导师能力提升项目“以社会出口反推力学研究生数值模拟课程”（KDYC17001）;2020年山东科技大学教育教学研究“群星计划”项目“面向行业、强化特色—工程力学专业人才培养模式构建”（QX2020M01）

[作者简介]邱 月（1987—），女，江苏滨海人，博士，讲师，研究方向为岩土力学。

[中图分类号] G642[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-10-09

钱学森曾指出：“力学是工程科学的基础，以工程和自然界的真实介质和系统为研究对象，成为技术科学中贡献特别多的一个部门。”工程力学作为力学的一个分支，有力地支撑了我国经济社会发展和国防安全。将人类送入太空的航天技术、单台功率达百万千瓦量级的发电机组、世界上里程最长的港珠澳跨海大桥和大型海上采油平台，离不开工程力学的加持助力。工程力学专业作为众多工科专业的基础，主要以培养掌握工程力学专业理论知识，具备较强工程计算技术和试验能力，在能源、航空航天、船舶、机械等工程领域中从事与力学有关工作的研究创新型人才和应用创新型人才为目标。

一、工程力学专业认识实习的重要性

“知者行之始，行者知之成：圣学只一个功夫，知行不可分作两事”（王阳明《传习录》）。在高校本科教学中，实践教学也占据着十分重要的地位，如：认识实习、生产实习、毕业实习等。认识实习是工程力学专业本科教学过程中重要的实践教学环节之一，开设于大学一年级下学期。但多年来学生对认识实习还没有深刻的理解，没有意识到认识实习是自己将所学专业理论知识与生产实际进行碰撞的第一个关键环节。认识实习的真实效果将为以后的生产实习甚至走入工作岗位留下深深的印迹。所以认识实习不是走过场、走马观花，必须要达到“入心”“入脑”的效果，才能真正达到认识实习所要达到的目的[1]。

工程力学专业知识理论化较强导致认识实习的实践作用更加突出，通过实习，可以培养学生对专业的感性认识，为后续专业课程理解专业理论打下基础。此外，通过现场参观、实践操作等方式可以使学生了解力学在土木工程、交通工程、海洋工程、石油工程及機械工程等领域的应用，初步认识各个领域内的力学问题，并深入体会力学的重要作用。同时，培养学生对专业的热爱，增强学习和从事专业的信心，为后续专业课的学习奠定良好的基础。

二、工程力学专业认识实习的探索与实践

在学生无法返校，不能深入现场实践、不能与教师面对面沟通的情况下，如何保证为时一周的认识实习教学得以顺利、有效地展开，是现实留给老师们的一道难题。本着以国家社会发展人才需求为导向，坚持“厚基础、重实践、宽口径、强能力”的育人方针，工程力学专业老师群策群力，提出了依托校友邦平台、腾讯会议直播、虚拟仿真实验室等在线形式的教学内容、方法及考核形式探索与实践。

（一）教学内容的探索与实践

1.开展实习动员，明确实习目标。认识实习的预期目的是专业本科生基于前期学习的理论知识应用到实际的生产实践中，并初步具备一定的分析和解决问题的能力，同时在认识实习的过程中能够进一步激发学生的兴趣，发现工程力学专业在实际生产中起到的重要作用，为后续专业课程的学习奠定一定的基础。

本次实习中开始前，教师依托腾讯会议在线直播，明确认识实习在线教学的具体方法，介绍认识实习的重要性、主要任务、时间及内容安排、考核要求等，便于学生对认识实习有个初步的认识。

2.观看纪录片，完成思政教育。习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上强调“高校立身之本在于立德树人”“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”。立德树人就是要培养大学生的信仰，将当代大学生培养成为能够坚定“四个自信”、坚定共产主义理想信念的全面发展的人才。

在本次实习过程中，教师通过与学生一起观看和讨论《北斗三号GEO-3卫星发射》纪录片，认识到了力学在航空航天中的重要性，了解到了北斗三号收官发射的一波三折，体会到1964年周恩来同志在中央专委第八次会议上提出的国防科研的“十六字方针”—“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”的重要性，提升了大家的爱国热情与科技兴国的责任感;通过观看《中国路》和《港珠澳大桥》，进一步认识力学在土木工程、桥梁工程中的应用，同时提升了我们对集中力量办大事的制度优势的自信与认可，工程中的多个“首次”也进一步向我们说明了创新的重要性;通过观看《良渚》，一起认识水利工程中的力学问题，增强了学生对中华民族文化与文明的自信。

3.“大家来找碴儿”，增进专业认识。同心山成玉，协力土变金。为增强实习过程的趣味性及学生之间的团结协作能力和凝聚力，设置“大家来找碴儿”环节—寻找影视剧中的力学穿帮问题，以宿舍为单位进行分组，搜集5个力学问题，并完成包括力学问题提出、问题分析在内的PPT制作，通过腾讯会议的形式进行在线答辩，其他小组成员对答辩小组进行提问和评分。

4.在线参观实验室，强化专业认知。本次实习通过腾讯会议直播的形式，先后邀请了实验室教师对矿山灾害预防控制重点实验室中MTS815岩石伺服试验系统、跨尺度岩心扫描成像系统、深部巷道动载试验系统、三维相似材料模拟均压柔性加载实验系统、高水压岩石应力—渗流耦合真三轴试验系统、采动煤层底板突水模拟实验装置、霍普金森压杆测试系统、RLJW-2000型微机控制岩石伺服三轴、剪切（蠕变）试验机等一批世界先进水平的科研仪器装备和矿业工程国家级实验教学示范中心的数字化实验室、工程模拟实验室、微型岩石力学试验台等教学仪器设备进行了详细的讲解演示，对学生提出的疑问进行了耐心解答，通过本环节强化了学生对专业相关领域的认知。

5.参与在线讲座，了解学科前沿。随着科技的进步，我国经济、教育等各行各业均得到了快速发展和提升，专业知识的更新速度在不断加快。让学生在本科阶段就尽可能多地接触学科前沿，促进学生了解所在学科或相关学科领域的前沿知识、科技成果和先进技术，掌握最新的研究动态，有利于拓展学生的学术视野、培养创新意识和学科兴趣。所以教学过程中，渗透学科前沿知识成为不断完善高校教育和深化教学改革重点[2]。

本次实习依托专业办学二十周年校友系列讲座、成长论坛以及实习期间各行业领域的专家讲座，拓宽学生对力学领域的认知，如：校友讲座中“表面功能化的仿生力学研究”就引起了学生强烈反响和热烈欢迎，仿生力学中“原创性研究可以从生物演化中汲取经验”也更好的说明了实践对于创新的重要性。

6.“你来做，我来评”，提升实习体验。实践出真知，为增强实习体验，本次实习设置了“你来做，我来评”环节，鼓励学生开展模型制作。以制作桥梁模型为例，以硬卡纸和白乳胶为原材料，在明确桥梁跨度要求的情况下，鼓励学生独自完成模型制作，通过腾讯会议在线直播的形式进行承载能力测试、回答同学提问以及力学分析等环节，同学相互之间进行评分。

7.虚拟仿真实验室体验，拓宽专业广度。高等学校虚拟仿真实验教学中心在经费投入、实验时间、实验空间、实验环境等方面具有突出的优势，实现了虚拟实验室和实物实验室的深度融合[2]。虚拟实验室在建设方面具有维护成本低和节能环保的优点，在教学科研方面有效率高、学生易于学习和操作等优点。虚拟仿真实验教学中心的建设不仅能提升实验教学质量，而且还很好地推动了学生的实践能力和创新精神，使得实验教学与信息化相辅相成[3]。

为增强学生对力学交叉领域的认知，利用众多在线课程资源和平台都免费的机会，积极引导学生参与土木、能源、海洋、航空航天等领域内虚拟仿真实验室操作体验[4]，如：浙江大学的超重力离心模拟虚拟仿真实验、钢筋混凝土结构受力破坏虚拟仿真实验项目，山东大学的隧道综合超前地质预报虚拟仿真实验，河海大学的极端天气下的海岸防护工程设计、北京理工大学的微重力环境下大型航天结构展开虚拟仿真教学项目、中国人民解放军空军工程大学航空发动机特性虚拟仿真实验等。通过虚拟实验室介绍进一步明确了实验目的、较为完整的完成实验操作和在线讨论等方式，在克服了地域限制的同时进一步增强了学生的实践体验。

（二）教学方法的探索与实践

由于地域限制，不能进行现场实践教学环节，根据实习内容的不同，针对性地选择以下几種方式完成教学：

1.教师辅助实习环节。在实习动员阶段，建立认识实习QQ群，将课堂命名标准化为“学号+姓名”，充分利用腾讯课堂界面可以同时显示PPT、教师声音、视频画面及课程可以回放观看的优点，开展实习说明会[5];在纪录片观看阶段，利用腾讯会议屏幕共享的方式与学生一起观看、讨论纪录片，融入思政教育元素;在“大家来找碴儿”和“你来做，我来评”环节，依托腾讯会议，开展线上答辩、作品展示以及力学分析讨论，充分克服了地域的局限性，提高了学生的热情与参与度。

2.学生主导实时交流。依托专家讲座、校友论坛等形式，利用腾讯会议邀请不同研究方向的专业教师、校友同时参与讨论交流，对学生现阶段的困惑进行回答和帮助，在提升学生对专业认知的同时，通过榜样的力量激发专业学子对专业的学习热情。

3.虚拟仿真辅助提高。在实践操作环节，充分利用力学相关行业各高校虚拟仿真实验室，通过介绍不同领域内力学的融合与应用，在明确试验目的、了解试验方案的基础上，鼓励学生一起动手完成试验操作，掌握基本试验技能。

（三）考核方式的探索与实践

以过程教学管理模式为参照，以出勤、实习日志、实习表现、实验操作为过程成绩，结合实习报告成绩综合评定学生的实习成绩[6]。为克服腾讯会议教学过程没有记录、无法留作业，腾讯课堂签名只能显示打卡人数、无法导出数据等缺点，本次认识实习过程依托校友邦实习平台进行出勤、实习日志及实习报告考核。

1.出勤、实习日志过程考核。依托校友邦平台，每日签到两次，含一次签到，一次签离;每日提交一次日志，对每日实习内容及实习感受进行反馈，教师每日需要进行实习点评留言，并实时进行实习计划调整。

2.实习表现、实验操作过程考核。在“大家来找碴儿”和“你来做，我来评”等环节，对主动担任小组负责人、积极提问等同学进行实习表现加分;虚拟仿真实验室体验环节，通过提交注册信息及电子版实验报告实现对操作环节的考核。

3.实习报告考核。实习结束前，根据实习目标、实习要求（具体要求）等在校友邦平台内上传实习报告模板，学生通过校友邦平台提交电子版实习报告。为了解实习改革情况，在实习报告中专门设置实习体会环节。在实习报告审阅过程中，需综合考虑实习报告撰写的真实性、实习内容撰写完整性等方面进行综合评判。

三、总结

工程力学专业作为工科基础专业，与众多工科专业具有很强的交叉性和融合性。认识实习是工程力学专业学生理论联系实际过程中的重要实践教学课程，起到联系理论学习到生产实践的桥梁作用，同时也可以提升学生对本专业学习的信心和兴趣[7]。随着科学技术的不断发展，充分利用在线资源为培养研究创新型人才和应用创新型人才提供了更为便利的条件，选择合理的实习资源、合适的实习方式以及有效的考核方式对人才培养至关重要[8]。

参考文献

[1]袁伟忠.提高材料科学与工程专业本科生认识实习效果的实践与思考[J].才智，2019（17）：60.

[2]蒋晓雁，郭林伟.在专业课程教学中渗透学科前沿知识的探析与实践[J].榆林学院学报，2015，25（06）：64-67.

[3]夏兴有，邹广平，曲嘉.高校虚拟实验室建设问题探讨[J].黑龙江教育（理论与实践），2020（05）：57-58.

[4]孙长霞.“虚拟实验室”在高等院校化学基础课程中的作用研究[J].安徽农业科学，2012，40（34）：16942-16943.

[5]謝娟.新冠肺炎疫情防控期间土木工程材料课程教学方式探索与实践[J].科教文汇（中旬刊），2020（06）：77-78+88.

[6]宋高嵩，林莉，王晓东.过程教学管理在《土木工程材料》课程中的实践探讨[J].佳木斯大学社会科学学报，2018，36（04）： 185-187+191.

[7]李小盟，王利霞.工程力学专业认识实习教学的改革探索与思考[J].决策探索（中），2020（02）：38-39.

[8]刘吉营，安法润，杜艳秋，等.普通高校本科实习实践教学探索—以山东建筑大学建筑环境与能源应用工程专业为例[J].教育教学论坛，2020（19）：330-332.

Abstract： Practice plays an important role in undergraduate education in Colleges and universities. Taking the major of engineering mechanics as an example， this paper illustrates the importance of cognition practice， and based on alumni state training platform， Tencent conference and virtual simulation laboratory， it specifically introduces the exploration and practice of online teaching of cognitive practice from three aspects of teaching content， teaching methods and teaching assessment methods.

Key words： Engineering Mechanics; Cognition Practice; Tencent classroom; Virtual simulation laboratory