應(yīng)用型本科院?！恫牧狭W(xué)》教學(xué)改革的研究

李媛

摘 要： 材料力學(xué)是土木和機(jī)械專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，針對(duì)材料力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求，提出了課堂教學(xué)改革的基本方案：更新、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建富有先進(jìn)性和實(shí)用性的教學(xué)內(nèi)容體系；采用啟發(fā)式和對(duì)比式教學(xué)方法，使用多媒體教學(xué)手段，構(gòu)建新型課堂教學(xué)模式；引入案例教學(xué)法，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)。實(shí)踐證明：這些改革有效提高了學(xué)生的理論知識(shí)和工程素質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 《材料力學(xué)》 教學(xué)方法 教學(xué)改革 教學(xué)內(nèi)容

材料力學(xué)是工科類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是連接基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的橋梁，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。該課程提供的簡(jiǎn)化分析方法和結(jié)果可直接應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已成為許多設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。因此，學(xué)好這門課程，對(duì)工科類各專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。

應(yīng)用型人才培養(yǎng)重在培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題和實(shí)踐創(chuàng)新的能力，使其成為適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)專業(yè)人才。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和教學(xué)改革的不斷深入，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容已不適應(yīng)新形勢(shì)的要求，教學(xué)改革勢(shì)在必行。為了培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)性強(qiáng)、具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型專業(yè)人才，提出了課堂教學(xué)改革的基本方案。

一、教學(xué)內(nèi)容的更新

材料力學(xué)的學(xué)習(xí)目的重在工程應(yīng)用，目前所學(xué)的基本內(nèi)容過(guò)于陳腐，不能與現(xiàn)代工程實(shí)際接軌。例如以往在研究材料的力學(xué)性能時(shí)，只注重低碳鋼和鑄鐵等材料，生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用較多的復(fù)合材料卻從未涉及，因此我們應(yīng)當(dāng)加入一些常用復(fù)合材料（如甲基丙烯酸塑料）的力學(xué)性能；在講彈性材料軸向拉、壓時(shí)適當(dāng)加入非彈性材料（如高韌性的金屬材料）的變形；在講最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論時(shí)，介紹斷裂力學(xué)的基本思想等[1]。補(bǔ)充這些新內(nèi)容的目的是拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)興趣。刪除一些在后繼課程中相重復(fù)的內(nèi)容及工程實(shí)際中應(yīng)用很少的內(nèi)容，如土木專業(yè)中刪除能量法與動(dòng)荷載和交變應(yīng)力，以減少學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

二、采用新型教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是老師講得過(guò)多、過(guò)細(xì)，學(xué)生只是被動(dòng)接受，而難以將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行完全的消化和吸收，因此，必須對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行進(jìn)一步的改革，采用以下新型教學(xué)方法：

1.對(duì)比教學(xué)法

材料力學(xué)的特點(diǎn)就是內(nèi)容多、概念多、公式多，而各部分間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和相似性。根據(jù)關(guān)聯(lián)性和相似性，引導(dǎo)學(xué)生以對(duì)比的方法將各部分知識(shí)有效聯(lián)系，這樣不但可以幫助學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握知識(shí)，還有助于理解整個(gè)課程的理論體系，做到舉一反三、學(xué)以致用。四種基本變形中構(gòu)件所受外荷載的對(duì)比：不同的受力方式對(duì)應(yīng)不同的變形，學(xué)生通過(guò)熟練正確對(duì)比，可以確定構(gòu)件對(duì)應(yīng)的基本變形和組合變形；通過(guò)四種基本變形下應(yīng)力公式、變形公式的對(duì)比可以幫助學(xué)生短時(shí)間內(nèi)熟記公式；基本變形與組合變形的對(duì)比有助于學(xué)生正確分析組合變形的形式，從而進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；過(guò)去與現(xiàn)代的對(duì)比，有助于學(xué)生理解力學(xué)的發(fā)展過(guò)程和發(fā)展趨勢(shì)。

2.問(wèn)題教學(xué)法

材料力學(xué)是一門與工程實(shí)際和現(xiàn)實(shí)生活緊密相關(guān)的課程，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)以致用的能力，采用問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)方法。結(jié)合日常生活和周邊的實(shí)例向?qū)W生提出一系列與材料力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，并鼓勵(lì)學(xué)生提出與課程相關(guān)的生活實(shí)例，刺激學(xué)生從被動(dòng)聽課轉(zhuǎn)換到積極主動(dòng)思考，這樣不但調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，還活躍了課堂氣氛，增加了師生間的互動(dòng)，取得了良好的教學(xué)效果。

在講解彎曲合理截面時(shí)，提問(wèn)：“竹子的截面形狀，鐵軌的截面形狀，骨骼的截面形狀分別是什么樣的？并要求結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行理論分析”“為什么竹子會(huì)地下粗，頂端細(xì)？”等一系列問(wèn)題。這些問(wèn)題在學(xué)生理解合理截面和等強(qiáng)度梁方面起到事半功倍的效果。

三、教學(xué)手段的改革

在傳統(tǒng)教學(xué)中，主要采用“黑板+粉筆”的教學(xué)模式，這種教學(xué)手段存在很多弊端。第一，有些破壞現(xiàn)象比較抽象，老師只用語(yǔ)言描繪，學(xué)生很難理解，如果把這些破壞或變形過(guò)程以動(dòng)畫的形式演示，學(xué)生就容易理解并對(duì)此留下深刻印象。在多媒體教學(xué)中，我們還可以展示工程實(shí)際圖片，幫助學(xué)生理解和強(qiáng)化工程概念，更好地實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與工程實(shí)踐的結(jié)合。第二，在材料力學(xué)中，如何將工程實(shí)際結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成力學(xué)模型也是非常重要的一部分內(nèi)容，老師很難將工程實(shí)際圖描繪在黑板上，這樣導(dǎo)致學(xué)生遇到實(shí)際結(jié)構(gòu)時(shí)束手無(wú)策，不知道該簡(jiǎn)化成何種力學(xué)模型，使理論與實(shí)際相脫節(jié)。采用多媒體課件可將工程中不同結(jié)構(gòu)的圖片展示給學(xué)生，結(jié)合實(shí)際講解力學(xué)模型的簡(jiǎn)化，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

多媒體教學(xué)課件增強(qiáng)了教學(xué)內(nèi)容的直觀性，提高了學(xué)生的注意力和興趣，有助于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的正確理解，更多地應(yīng)用了工程背景，強(qiáng)化了工程概念，有助于實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)。

四、案例教學(xué)法

材料力學(xué)是一門比較枯燥的課程，傳統(tǒng)的授課方式往往使得課堂更加沉悶，不足以強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛，老師講完知識(shí)點(diǎn)，給學(xué)生舉一些與之相關(guān)的工程實(shí)例，將疑問(wèn)留給學(xué)生，讓他們思考并主動(dòng)發(fā)言，也可以作為課堂討論。講解完剪切和擠壓，結(jié)合“泰坦尼克號(hào)”的破壞現(xiàn)象分析破壞原因；結(jié)合等強(qiáng)度梁的概念講解香港著名建筑“中銀大廈”的設(shè)計(jì)理念；日本著名建筑師坂茂用紙筒在法國(guó)河上建造了一座紙橋，能同時(shí)允許20人用過(guò)等工程實(shí)例[2]。實(shí)施發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用這種教學(xué)方法大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了他們的思維，有的學(xué)生也能提出一些較為尖端的問(wèn)題跟老師探討。

通過(guò)上述教學(xué)改革，可以提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，加深學(xué)生對(duì)材料力學(xué)中的基本概念、基本理論和基本方法的理解，使學(xué)生從學(xué)會(huì)變成會(huì)學(xué)并做到學(xué)以致用，使學(xué)生能在以后的學(xué)習(xí)和工作中具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和一定的創(chuàng)新能力，以更好地適應(yīng)社會(huì)的需求，同時(shí)教師的教學(xué)水平和知識(shí)水平也會(huì)得到相應(yīng)的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙桐，潘穎.材料力學(xué)研究性教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2012，21（6）：133-135.

[2]李鋒.材料力學(xué)案例[M].北京：科學(xué)出版社，2011：141-167.

[3]張艷麗，戴君.應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)課程教學(xué)改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2014，（19）：48-49.