基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的材料力學(xué)課程改革研究與探討

段軍　班宇鑫　譚金蘭　肖明葵

【摘要】隨著目前應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型的發(fā)展，對(duì)高等工科學(xué)校材料力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法等，提出了材料力學(xué)課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革意見，并結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了更深入的探討，也初步指明了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，材料力學(xué)課程新的教改方向。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型 材料力學(xué) 工程實(shí)踐

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）08-0195-02

【Abstract】Along with the development of the current university of applied technology transformation， the content of the teaching for material mechanics course in universities of technology and method， etc.， puts forward the theory of material mechanics course teaching and experimental teaching reform， and combining the engineering practice of mechanics experiment teaching has carried on the further discussion， also pointed out the preliminary applied talents training target， the new educational reform direction of mechanics of materials course.

【Key words】Applied； Mechanics of materials； The engineering practice

一、引言

高等工科院校中，材料力學(xué)課程是材料科學(xué)、土木工程、機(jī)械工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的必要基礎(chǔ)，其經(jīng)典理論一直被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程和科學(xué)技術(shù)中 [1]。它包含理論課程和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，理論課程教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識(shí)，比較熟練的計(jì)算能力，一定的分析問題的能力；實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目的是使學(xué)生掌握測(cè)定金屬材料性質(zhì)的基本知識(shí)，基本技能和基本方法，了解實(shí)驗(yàn)應(yīng)力的基本概念和初步掌握驗(yàn)證材料力學(xué)理論公式的方法。通過這門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)和定性、定量分析能力以及面對(duì)問題時(shí)自主思考、獨(dú)立解決的能力，同時(shí)提高實(shí)踐動(dòng)手能力，使其成為知識(shí)和能力協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型人才[2]。

目前，根據(jù)國家改革戰(zhàn)略的需要，部分高校向應(yīng)用技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)型，以滿足社會(huì)和市場(chǎng)人才需求。教育思路轉(zhuǎn)變，應(yīng)用型和技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，以及培養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變，課程改革在應(yīng)用科技大學(xué)改革試點(diǎn)中勢(shì)在必行。對(duì)于正處于轉(zhuǎn)型與發(fā)展關(guān)鍵時(shí)刻的高校，課程改革研究對(duì)轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、課程教學(xué)內(nèi)容改革

1.理論課程教學(xué)內(nèi)容改革

由于高校應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)要求的轉(zhuǎn)變，材料力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容必然進(jìn)行調(diào)整和改革。在課程內(nèi)容選取上，教師們根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況和人才培養(yǎng)的要求，確定為基本理論夠用，工程應(yīng)用加強(qiáng)的選取原則，弱化繁瑣理論公式的推導(dǎo)，加入大量力學(xué)在工程實(shí)際問題的應(yīng)用實(shí)例。例如，在講解梁的剪力圖和彎矩圖的繪制、位移計(jì)算以及壓桿穩(wěn)定時(shí)，由于該部分內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課必然遇到的力學(xué)問題，也是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，因此，將這些內(nèi)容定位為詳講內(nèi)容，并在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上加入工程實(shí)例分析講解，提高了學(xué)生的興趣，基本理論的掌握得到加強(qiáng)，同時(shí)也讓學(xué)生學(xué)到了應(yīng)用力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，教學(xué)質(zhì)量有了很大的提高。

理論課程教學(xué)內(nèi)容的改革還應(yīng)確定為模塊化課程內(nèi)容，即根據(jù)后續(xù)課程和工程實(shí)際要求，將教學(xué)內(nèi)容劃分為各個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué)，每一模塊解決一定的理論問題或工程實(shí)際問題，學(xué)生能夠有目的學(xué)習(xí)，以期更好地組織教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)課程教內(nèi)容學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是力學(xué)理論與工程實(shí)際相結(jié)合的重要紐帶。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容就應(yīng)隨著實(shí)際工程技術(shù)的發(fā)展需要而做出相應(yīng)變化。針對(duì)土木、機(jī)械等工科專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，材料力學(xué)課程基本要求是使學(xué)生掌握工程中的力學(xué)知識(shí)，并具有比較熟練的力學(xué)計(jì)算能力、一定的分析問題和解決問題的能力，而材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求應(yīng)該更加注重培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)和動(dòng)手能力，掌握工程實(shí)際中力學(xué)問題的試驗(yàn)方法和手段，因此，實(shí)驗(yàn)課程除了原有的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以外，不僅可以增加一些常用工程材料的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如混凝土的拉壓，型鋼的抗彎應(yīng)力測(cè)試等，還可以制作一些鋼筋混凝土梁、板等不同結(jié)構(gòu)類型的實(shí)體模型，測(cè)試其受力下的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。

三、課程教學(xué)方法改革

1.理論課教學(xué)方法改革

教學(xué)方法改革的目的是加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)綜合運(yùn)用專業(yè)基本理論與方法解決工程實(shí)踐問題的能力。理論課改變傳統(tǒng)的“灌輸式”和過分偏重理論講授的教學(xué)方法，把培養(yǎng)學(xué)生接受新知識(shí)的能力、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力作為改進(jìn)教學(xué)方法的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。筆者在課堂上實(shí)施工程案例教學(xué)法[3]，在教學(xué)中，結(jié)合多媒體教學(xué)，將大量工程問題以圖片形式展示，將工程中的力學(xué)問題融入教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)基本理論的同時(shí)，學(xué)會(huì)應(yīng)用力學(xué)基本知識(shí)解決工程實(shí)際問題。還通過實(shí)行啟發(fā)式、討論式、研究式等[4]與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法改革

在力學(xué)課程教學(xué)中，力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為力學(xué)課程體系中的重要組成部分，在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面有著不可替代的作用。然而處于轉(zhuǎn)型階段的大多數(shù)工科高等院校中的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著諸多問題，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)比較單一，主要是驗(yàn)證、演示性的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)幾乎沒有；實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，大部分時(shí)間用于講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得與計(jì)算，學(xué)生動(dòng)手操作較少，以至于部分學(xué)生認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)只是抄抄數(shù)據(jù)，寫寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)缺少興趣，這樣不利于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和提高實(shí)踐能力。

為提高學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的興趣，盡早了解力學(xué)課程在工程中的應(yīng)用，筆者通過工地實(shí)地調(diào)研，了解到在工程實(shí)際中需要進(jìn)行測(cè)試的許多力學(xué)問題，在重慶甲誠實(shí)業(yè)集團(tuán)、貴州建工集團(tuán)和北京西地環(huán)球工程咨詢公司重慶分公司的幫助下，幾十名學(xué)生親自動(dòng)手參與了該集團(tuán)推出施工用的新型盤扣式腳手架（如圖1）的力學(xué)試驗(yàn)，成功嘗試了一次工程實(shí)踐型力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)（如圖2）。這次結(jié)合工程實(shí)踐的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)使學(xué)生走出校門，直接到施工現(xiàn)場(chǎng)，在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)力學(xué)問題，提出實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)際工程的力學(xué)測(cè)試。不僅能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)力學(xué)理論的理解和運(yùn)用，還能極大地提高學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)興趣、工程實(shí)踐素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)。

四、結(jié)語

在材料力學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合課程的特點(diǎn)，通過改革教學(xué)內(nèi)容和采用多種教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的整體力學(xué)水平，提高學(xué)生的綜合能力。特別是在將工程實(shí)踐與力學(xué)教學(xué)相結(jié)合的嘗試中，學(xué)生表現(xiàn)出了極大的興趣，對(duì)力學(xué)知識(shí)在土木工程中的應(yīng)用也有了更深的了解。如何靈活的選取適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容，將各種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，完善推廣工程實(shí)踐型材料力學(xué)課程教學(xué)體系，更好地服務(wù)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)是進(jìn)一步的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王曄，楊姝.工程力學(xué)課程教學(xué)方法改革探索[J].力學(xué)與工程應(yīng)用，2012（1）：398—400.

[4] 李曉蓮，時(shí)志軍，李靈君.材料力學(xué)課程教學(xué)方法探討[J].山西建筑，2009，35（30）：194-195.