閆龍海 南景富 高國付

摘 要：材料力學(xué)課程作為力學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，同時也是學(xué)生反映較難掌握的一門課程。文章結(jié)合教學(xué)實踐經(jīng)驗，從工程案例教學(xué)、模塊化教學(xué)、實驗教學(xué)、素質(zhì)教育改革等方面進(jìn)行教學(xué)改革，并提出建設(shè)性的建議。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們的工程實踐、創(chuàng)新等綜合能力都將得到較大程度的提高，對學(xué)生畢業(yè)后的工程實際應(yīng)用都具有重要的影響。

關(guān)鍵詞：力學(xué)專業(yè) 材料力學(xué) 教學(xué)改革

中圖分類號：F240

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）12-235-02

材料力學(xué)課程作為力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。材料力學(xué)課程程與工程實際結(jié)合緊密，是工程技術(shù)人員必須具備的基礎(chǔ)知識，且實用性很強(qiáng)。因此通過材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們的工程實踐、創(chuàng)新等綜合能力都將得到較大的提高，對學(xué)生畢業(yè)后的工程實際應(yīng)用都具有重要的影響。學(xué)生們也可以從材料力學(xué)課程為出發(fā)點，對工程實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力、變形和破壞分析，求解工程實際中的具體問題。近年來隨著力學(xué)專業(yè)本科培養(yǎng)計劃的不斷改革，材料力學(xué)課程教學(xué)學(xué)時不斷壓縮，再加上力學(xué)專業(yè)材料力學(xué)課程本身內(nèi)容多而且抽象，給學(xué)生學(xué)習(xí)造成很大的困難。面對出現(xiàn)的此類問題，針對力學(xué)專業(yè)材料力學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革，不僅可以調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)效率，而且對提高教師基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，具有重要的實際意義。筆者結(jié)合多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，從工程案例教學(xué)、模塊化教學(xué)、實驗教學(xué)、素質(zhì)教育改革等方面進(jìn)行教學(xué)改革，并提出建設(shè)性的建議。

一、引進(jìn)力學(xué)專題介紹，實行工程案例教學(xué)

材料力學(xué)課程作為力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，不但理論抽象，難于理解，而且對學(xué)生的數(shù)學(xué)理論功底要求較高，在教學(xué)中一直存在著教師難教，學(xué)生難學(xué)的特點。材料力學(xué)課程與工程實際結(jié)合緊密，來源于生活、生產(chǎn)實踐，因而聯(lián)系工程實際對提高學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的積極性至關(guān)重要。教師在講授材料力學(xué)課程時，可先通過專題報告講座的方式，向同學(xué)們介紹力學(xué)理論在浩瀚科學(xué)發(fā)展過程中的巨大作用，介紹與力學(xué)相關(guān)的最新科研成果，并結(jié)合自身科研方向，介紹力學(xué)原理在現(xiàn)實科研、生活中的具體應(yīng)用，充分吸引學(xué)生的眼球，讓同學(xué)們感覺力學(xué)并沒有那么可怕。在具體教學(xué)中，授課教師要多結(jié)合工程實例，實行工程案例教學(xué)，如在講授提高軸梁強(qiáng)度措施時，介紹旗桿、汽車轉(zhuǎn)向軸、魚腹梁的設(shè)計使用；在講授彎曲內(nèi)容時，可介紹運動項目雙杠、跳板等；在講授材料力學(xué)性能時，可介紹趙州橋設(shè)計時石材的實用，生活中竹子優(yōu)越的力學(xué)性能。有條件的可以針對本校學(xué)生實際，編寫相應(yīng)的工程案例教材，通過工程實例教學(xué)的開展在很大程度上調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)課程的積極性。

二、修訂課程教學(xué)大綱，采用模塊化教學(xué)

面對我校力學(xué)專業(yè)材料力學(xué)課程教學(xué)課時削減的實際情況，如何能夠按照國家教指委關(guān)于力學(xué)專業(yè)材料力學(xué)課程的要求完成教學(xué)任務(wù)，對力學(xué)教師提出了很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，我們感覺雖然學(xué)時減少了，但教師在教學(xué)過程中的作用反而加強(qiáng)了，教師由原來比較單純的教課變成了如何教會學(xué)生學(xué)習(xí)，通過這種思想的轉(zhuǎn)變促進(jìn)學(xué)生自主的學(xué)習(xí)，舉一反三，提高教學(xué)效率。傳統(tǒng)的材料力學(xué)教學(xué)基本都是按照基本變形到組合變形的順序，在每種變形當(dāng)中分別介紹工程實例、基本概念、內(nèi)力、應(yīng)力和變形部分，最后給出強(qiáng)度和剛度條件進(jìn)行應(yīng)用。這樣講，雖然調(diào)理清晰，易于掌握，但卻比較費時?！澳K化教學(xué)法”是按照教學(xué)過程的基本環(huán)節(jié)， 把一個復(fù)雜、相互交叉的課程結(jié)構(gòu)分成若干個基本教學(xué)模塊， 把相互滲透的教學(xué)內(nèi)容組成系列相關(guān)的知識模塊， 將系統(tǒng)綜合、整體優(yōu)化，提高效率。它要求教學(xué)的組織者， 把模塊化的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容依據(jù)教學(xué)原則按照高起點、短流程、多樣性的方法加以組織。在材料力學(xué)課程教學(xué)過程中，教學(xué)順序?qū)?gòu)件變形組合在一起進(jìn)行介紹，一般為實例引入→外力分析→內(nèi)力分析→應(yīng)力分析（強(qiáng)度問題）→變形分析（剛度問題），通過模塊化教學(xué)，教學(xué)時數(shù)可以較大幅度減少。這就要求授課教師要根據(jù)課程教學(xué)時數(shù)的變化，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和方式及時修訂課程教學(xué)大綱和授課計劃，合理規(guī)劃設(shè)計。

三、提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，進(jìn)行實驗教學(xué)改革

材料力學(xué)實驗是“材料力學(xué)”課程的重要組成部分，目前大部分學(xué)校的材料力學(xué)實驗部分都是配合理論教學(xué)內(nèi)容開設(shè)10個左右學(xué)時的實驗，而且基本上都是驗證性實驗，學(xué)生普遍積極性不高，應(yīng)付敷衍了事，根本達(dá)不到提高學(xué)生實踐、創(chuàng)新、動手能力的目標(biāo)。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，理論教學(xué)與實驗教學(xué)是相輔相成的，在給定學(xué)時及實驗條件的前提下，材料力學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)劃分為基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計實驗和創(chuàng)新性實驗三個模塊。對于基礎(chǔ)性實驗部分，可選做幾個最基礎(chǔ)的實驗，對于其他部分，可借助現(xiàn)代力學(xué)手段計算機(jī)進(jìn)行仿真，讓學(xué)生在計算機(jī)上自己獨立完成，這樣即達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的，又節(jié)約了材料；對于綜合設(shè)計實驗，要強(qiáng)調(diào)學(xué)生實驗設(shè)計和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，教師僅給出實驗的目的和基本要求，對于實驗的方法過程要學(xué)生自己設(shè)計完成，實驗室要對學(xué)生實行預(yù)約開放模式；對于創(chuàng)新性實驗，強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，設(shè)為選做實驗，題目由學(xué)生自主提出，自主制定實驗方案，經(jīng)教師認(rèn)可后，方可進(jìn)行實驗?？傊畬嶒炇乙浞掷米陨碣Y源，充分發(fā)揮設(shè)備資源的潛力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的實踐和創(chuàng)新能力，切實把理論知識和實驗技能密切結(jié)合起來。

四、開展豐富多彩的素質(zhì)教育活動，進(jìn)行考試方法改革

目前，社會普遍對大學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力等綜合能力持懷疑態(tài)度，對學(xué)生實施素質(zhì)教育對學(xué)生實踐、創(chuàng)新等綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。在材料力學(xué)課程中實施素質(zhì)，就要要將材料力學(xué)理論知識應(yīng)用到日常實際中，要學(xué)生制作與課程相關(guān)的力學(xué)實物模型、設(shè)計承載合理的結(jié)構(gòu)等，并要對其對模型和設(shè)計部分所用的材料力學(xué)理論加以介紹，對模型、結(jié)構(gòu)的承載做出預(yù)測，在條件允許的條件下進(jìn)行要進(jìn)行加載測試。在素質(zhì)教育開展過程中，學(xué)生可跨學(xué)科、專業(yè)自由組隊，選定組長，自主設(shè)計方案，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下完成模型、結(jié)構(gòu)作品。對于模型制作優(yōu)秀、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的同學(xué)，結(jié)合課程的考試改革，可對學(xué)生成績進(jìn)行加分。幾年來，通過素質(zhì)教育活動，收到參賽同學(xué)作品百余件，有木結(jié)構(gòu)塔吊模型，竹簽龍塔結(jié)構(gòu)模型，承載的木橋梁結(jié)構(gòu)等，通過實物模型的設(shè)計和制作，學(xué)生掌握了力學(xué)理論知識，提高了實踐動手能力和綜合素質(zhì)。

材料力學(xué)作為一門力學(xué)基礎(chǔ)課程，面對科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，必須對材料力學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實驗教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的改革，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生的工程實踐能力，培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)、應(yīng)用型人才。

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（作者單位：黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150027）

（作者簡介：閆龍海，碩士，副教授，研究方向為工程結(jié)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)動力沖擊。）

（責(zé)編：賈偉）