馬文亮

（華北水利水電學院土木與交通學院，河南鄭州 450011）

塑性力學是固體力學的一個重要分支，是研究塑性物體變形規(guī)律的一門學科，也是工程力學專業(yè)的核心專業(yè)課程［1］（P1）。它具有推理嚴謹、計算結果準確的特點，是分析和解決許多工程技術問題的基礎和依據(jù)。塑性力學是一門專業(yè)性很強的力學課程，學習塑性力學需要有扎實的高等數(shù)學、線性代數(shù)、理論力學、材料力學、結構力學和彈性力學基礎［2］。因此，這門課程對于教師和學生來講，既難教又難學。筆者認為，要想使教師教好、學生學好塑性力學這門課，就要從改革教學及考核模式兩方面入手，進行積極的探索。

一、塑性力學課程教學及考核中存在的問題

（一）塑性力學課程的特點

塑性力學基本概念繁雜，基本方程和公式數(shù)量眾多，推導過程冗長復雜，教學難度大?；谒苄粤W的這些特點，如果教師采用傳統(tǒng)的教學方法，就要花費大量的時間和精力在黑板上書寫和推導公式，由于課堂時間有限，這樣勢必會大大減少有關基本原理和實例的講解時間。另外，缺乏對基本原理的理解和實例的練習，學生也會對這些基本方程和公式印象不深、理解不透。

（二）塑性力學課程的要求

塑性力學課程要求學生起點高，邏輯性極強。塑性力學課程的學習要求學生要有扎實的數(shù)學、力學基礎。近年來，由于高校不斷擴招，學生的質(zhì)量已有所下降，再加上工程力學專業(yè)是偏冷門專業(yè)，有很多學生是從其他專業(yè)調(diào)劑過來的，學習基礎有些薄弱。因此，要想學好塑性力學，就必須保證學生從大一就學好高等數(shù)學、線性代數(shù)、理論力學、材料力學、結構力學和彈性力學等相關課程。另外，由于塑性力學的邏輯性極強，前面的知識點學不會，后面的內(nèi)容就很難跟上，這樣，就極容易導致一些學生由于各種原因學習跟不上，產(chǎn)生畏懼心理，喪失信心，半途而廢。

（三）亟需建立一支結構合理的教師隊伍

力學教學在工科院校的學生培養(yǎng)中占有重要的地位，需要一支龐大且專業(yè)的教師隊伍［3］。但是，目前有很多工科院校力學教師隊伍存在人員缺乏、課程壓力大、教師隊伍結構不合理等問題。這就導致教師忙于完成各門課程的教學任務，對學生的學習能力、認知能力缺乏足夠的認知和心理準備，在教學過程中往往不能對學生做深入細致的輔導。

（四）學生學習勁頭不足，基礎相對薄弱，考研和就業(yè)壓力大

塑性力學課程由于自身特點，專業(yè)性強，這就導致一些數(shù)學、力學基礎薄弱的學生聽不懂、跟不上，對冗長復雜的公式推導感到枯燥，從而導致有些學生興趣淡化，逐漸放棄了塑性力學課程的學習。另外，塑性力學作為工程力學專業(yè)的一門專業(yè)力學課程，一般都安排在大四第一學期開設。由于考研和就業(yè)的雙重壓力，多數(shù)學生給這門課的定位很低，只要考試過關就可以了。一部分學生忙于考研，報了一些考研輔導班，把大量精力都用到了考研復習上;一部分學生忙于找工作，制作簡歷，參加各種人才招聘會，甚至有時還要請假去參加招聘面試。這些都會直接影響塑性力學課程的學習。

（五）塑性力學課程成績考核體系有待完善

由于塑性力學課程內(nèi)容繁雜、公式冗長、解題困難，導致塑性力學課程的成績考核存在難點。如果采用考試方式，很多試題考場上學生難于解答;如果采用學生提交結課論文的方式，很多學生僅通過短時期的學習，對塑性力學課程了解有限，很難寫出自己的感受，往往是到網(wǎng)上下載一篇論文應付了事。

二、塑性力學課程教學及考核模式的改革

華北水利水電學院從2007年開始開設塑性力學課程，課程設置48學時，在第七學期開課。經(jīng)過五年的教學工作實踐，筆者對塑性力學課程的教學內(nèi)容、教學方式、學生的學習特點、學習態(tài)度等方面存在的問題有了一個初步的認識，積極探索了塑性力學課程教學及考核模式的改革。

（一）合理使用塑性力學多媒體課件

塑性力學具有概念繁雜、基本方程和公式數(shù)量眾多等特點。為了使教師從大量的公式書寫中解放出來，使學生對一些基本概念和原理有更深入、直觀的理解，在課堂教學中可以合理使用一些塑性力學多媒體課件。多媒體課件中講述的內(nèi)容主要是一些有關塑性力學計算的工程實例圖片、塑性力學實驗照片、塑性破壞過程動畫、塑性力學基本方程和公式的推導過程。將這些直觀性強的素材和繁雜的推導過程通過多媒體課件展現(xiàn)給學生，基本原理和具體例題仍然在黑板上板書講授，這種多媒體與板書相結合的方法使學生增加了學習興趣，把教學從枯燥、乏味的公式推導中解脫了出來。

（二）探索討論式教學模式

為了給學生制定與學生專業(yè)和方向相適應的學習內(nèi)容，筆者經(jīng)過多年的教學研究和實踐，編制了塑性力學講義。第一節(jié)課就把講義和授課計劃發(fā)給學生，使學生了解課程的講授進度。除了教師講授的大部分內(nèi)容外，按照授課計劃要求，學生選取一部分內(nèi)容自己講授，使每個學生都有一個涉及具體問題的內(nèi)容需要講解，這就促使學生在講課前通過各種渠道，查閱大量文獻。學生主講完成后，其他學生可以提問，由主講學生或老師給予解答。在這種討論式的教學模式中，教師和學生都是平等的，師生一起提出問題、爭論問題、互相說服［4］，有效地培養(yǎng)了學生提出問題、分析問題、邏輯推理等方面的能力，同時也提高了教師的知識水平和教學水平，正所謂教學相長。例如在講授空間應力狀態(tài)主應力的計算方法時，需要求解一元三次方程，在同學生討論這一問題時，有學生提出“求解一元三次方程的方法有哪些”這一問題，顯然，這個學生課前做了充分準備。課堂上，就這一問題展開了討論，有的學生在黑板上推導了求解一元三次方程的卡爾丹公式，這時，教師可向學生介紹求解高次方程的通用數(shù)值解法，并且利用數(shù)學計算軟件Mathematica在計算機上進行演示。課程結束時，學生認為這種教學方法突破了陳舊的教學方式，給同學們展示自我的機會，從中學習了他人的長處，這對以后的畢業(yè)答辯及就業(yè)都有好處。討論式教學模式激發(fā)了學生的學習興趣，鍛煉了學生的交流能力，調(diào)劑了學生單一、枯燥的學習生活，并且，這種教學模式也使基礎薄弱的學生體會到了參與教學的樂趣，重拾了學習信心。

（三）適當選用計算軟件完成力學計算

為了使學生了解現(xiàn)在力學發(fā)展的概況，在學習塑性力學經(jīng)典理論的同時，讓學生接觸、了解一些常用的力學計算軟件，主要是一些有限元計算軟件，如ABAQUS、ADINA、ANSYS等。例如，在講到材料的彈塑性本構關系時，涉及的例題解題過程冗長繁雜，除了經(jīng)典解法外，還可以給學生演示采用有限元計算軟件求解塑性力學問題，講解彈塑性本構關系在軟件中如何實現(xiàn)。適當選用計算軟件完成力學計算，使學生開闊了眼界，了解了現(xiàn)在力學的發(fā)展概況及方向。

（四）建立一支結構合理的教師隊伍

為了解決近年來力學教師隊伍人員緊缺問題，學校加大了力學教師引入力度，近兩年來引進具有博士學位的教師5名，有效緩解了力學教師隊伍的課程壓力。學院和教研室也采取有效措施，使教師和課程對應固定下來，也就是說，每位教師和所講授的課程一旦確定，該教師以后就一直擔任此課程的授課任務，沒有特殊情況，盡量不改動。這就保證了教師在以后的授課過程中，對課程的內(nèi)容越來越熟練，對課程特點的把握越來越精準，提高了力學課程的教學質(zhì)量，非常有利于學生對力學課程的學習。

（五）改革塑性力學課程成績考核方式

塑性力學課程解題繁雜，成績考核一直是一個難點問題。筆者從2007年9月份開始擔任工程力學專業(yè)塑性力學課程的授課任務，塑性力學課程的性質(zhì)為考查課，五年來不斷探索塑性力學課程成績的考核方法，獲得了一些經(jīng)驗。

2007—2008學年第一學期，共有31名學生上塑性力學課，其中男生26名，女生5名。該次課程的成績考核為:平時考勤占總成績的20%，結課論文占總成績的80%?？己私Y果為:男生成績優(yōu)秀6名，良好14名，中等5名，及格1名;女生成績優(yōu)秀3名，良好2名。本次成績考核過程和結果表明，通過平時考勤和結課論文來決定考核成績并不科學，主要出現(xiàn)的問題是學生平時不認真聽課，結課時提交一篇論文，有的論文從網(wǎng)上下載，并未寫出自己對塑性力學的認識。女生一般平時出勤率較高，論文撰寫認真，成績普遍好于男生。

2008—2009學年第一學期，共有45名學生上塑性力學課，其中男生37名，女生8名。該次課程的成績考核為:平時考勤占總成績的20%，課堂作業(yè)占總成績的30%，結課論文占總成績的50%。考核結果為:男生成績優(yōu)秀8名，良好15名，中等8名，及格6名;女生成績優(yōu)秀5名，良好2名，中等1名。本次成績考核過程和結果表明，增加了課堂作業(yè)成績項，使成績考核更趨近合理，但課堂作業(yè)和結課論文仍然存在應付了事現(xiàn)象。

2009—2010學年第一學期，共有59名學生上塑性力學課，其中男生49名，女生10名。該次課程的成績考核為:平時考勤占總成績的20%，課堂作業(yè)占總成績的20%，閉卷考試占總成績的60%。考慮到塑性力學解題繁雜，此次閉卷考試出了4道計算題，每題25分?？己私Y果為:男生成績優(yōu)秀8名，良好28名，中等5名，及格7名，不及格1名;女生成績優(yōu)秀5名，良好4名，中等1名。本次成績考核過程和結果表明，由于考題簡單，題量少，大多數(shù)學生考試成績較好，但仍然有1名學生不及格，通過閉卷考試基本上能反映出學生平時的學習情況，考核成績比較客觀、真實。

2011—2012學年第一學期，共有53名學生上塑性力學課，其中男生47名，女生6名。該次課程的成績考核為:平時考勤占總成績的10%，課堂討論占總成績的30%，課堂作業(yè)占總成績的10%，開卷考試占總成績的50%。此次開卷考試較閉卷考試增加了題量，出了6道計算題?？己私Y果為:男生成績優(yōu)秀6名，良好8名，中等16名，及格17名;女生成績良好3名，中等3名。本次成績考核過程和結果表明，男生成績中下等的人數(shù)明顯比女生多，但高分也多出現(xiàn)在男生中。這主要是因為以往的閉卷考試記憶性題目占了較大比例，女生較容易獲得高分;本次采用開卷考試，增加了靈活運用部分的試題，男生綜合運用知識的能力得以體現(xiàn);另外，還與課堂討論成績的引入有關。但女生成績分布都集中在中間，這說明女生對開卷考試還是比較適應的，當然，也與女生較男生學習刻苦有關。

通過對塑性力學成績考核體系的不斷探索和改革，該體系將越來越完善，越來越合理，平時考勤、課堂討論、課堂作業(yè)、開卷考試等成績的納入，使成績考核變得更加客觀、合理。

三、結語

對于許多年輕教師來說，還缺乏塑性力學課程的教學實踐和教學研究經(jīng)驗，課程建設也處于起步階段。為了做好塑性力學課程的教學工作，提高我校工程力學專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，還需不斷研究、探討和學習他人的教學經(jīng)驗，使我校塑性力學課程建設上一個新臺階。

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［1］徐秉業(yè)，劉信聲．應用塑性力學［M］．北京:清華大學出版社，1995．

［2］曾科，張美玲，李婷婷．關于工科院校連續(xù)介質(zhì)力學課程的教學探索［J］．赤峰學院學報（自然科學版），2012，（6）．

［3］蔣學東，班書昊．力學教師適應新時代要求探討［J］．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011，（14）．

［4］黃婷．論探究式教學法在力學課程中的應用［J］．廣西民族師范學院學報，2012，（3）．