以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為核心的材料力學課程教學方法和模式改革探討

趙秀云

摘要：材料力學是高等學校工科專業(yè)開設的一門基礎課程。結合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的要求，指出不區(qū)分專業(yè)，對統(tǒng)一的教材內(nèi)容進行必要的調(diào)整和修改的重要性，以凸顯其與相應專業(yè)課程之間的橋梁聯(lián)系。同時為學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的激發(fā)提供了平臺。改革的反饋表明，激發(fā)了學生的學習主體性，理順了知識語境，增強了學習的深度，達到了全面提高課堂質(zhì)量的目的。

關鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);核心;材料力學;教學方法;模式改革

引言

《材料力學》是新生入學后較早接觸工程實踐的一門課程。它的內(nèi)容多而復雜，有很多公式，對學生來說很難學。摘要隨著高等教育教學改革的深入，《材料力學》課程的學時分布呈現(xiàn)下降趨勢。為了幫助學生學習這門課程，適應21世紀“厚基礎、寬范圍、能力強、高質(zhì)量”的創(chuàng)新人才的需求，達到理想的教學效果，在有限的學時中最大限度地提高教學效率和教學質(zhì)量，是需要材料力學老師不斷思考、研究和探索的問題。

一、根據(jù)專業(yè)特點，科學確定教學內(nèi)容

“材料力學”教學首先要根據(jù)專業(yè)特點科學確定教學內(nèi)容，從而與專業(yè)相一致。以土木和機械專業(yè)為例，土木工程中經(jīng)常使用壓縮和彎曲構件（如柱和梁），而扭轉構件很少使用。因此，對于土木工程專業(yè)的學生來說，構件的基本變形部位應以軸向拉（壓）和彎曲變形為主。在機械工程中，扭轉元件（如傳動軸）的應用也很廣泛，所以對于機械專業(yè)，軸向拉伸（壓力）、彎曲和扭轉變形應作為教學重點。另一個例子，在土木工程結構通常是超靜定結構，和超靜定結構的解決方案應當被視為教學的焦點土木工程專業(yè)的學生，需要反復鉆和例子，例子和作業(yè)最好是與專業(yè)一致。俗話說“山”等單獨的行，例子和作業(yè)相關的職業(yè)，不僅能達到良好的教學效果，而且還可以培養(yǎng)學生解決工程實際問題的專業(yè)能力，為學生工程實踐奠定基礎，實現(xiàn)與一半的努力結果的兩倍。

在《材料力學》的教學中，要注意與其他專業(yè)課的銜接，保持連貫性和統(tǒng)一性，為后續(xù)課程的學習做好準備。例如，在材料力學中，正、負彎矩分別畫在構件的頂部和底部，并標記彎矩符號。在結構力學中，彎矩畫在構件受拉側，不需要表示正彎矩或負彎矩。因此，對于土木工程專業(yè)，為了按照專業(yè)要求，盡快培養(yǎng)學生的技能，在談到材料力學彎矩圖時，應引入結構力學的相關規(guī)定，也為提前學習“材料力學”打下基礎。隨著新材料研究的不斷深入，復合材料在土木工程、交通運輸?shù)阮I域得到了廣泛的應用。不需要傳統(tǒng)的建筑材料如鋼鐵、木材、水泥、所有使用四層的玻璃纖維增強塑料復合材料建筑，不僅施工非常方便，工程造價20%低于傳統(tǒng)的建筑材料，抗震性能好，平安承受8.5級地震后，和類似于鋼筋混凝土建筑物倒塌。在“材料力學”的教學中，應介紹復合材料的一些應用實例，簡要介紹復合材料力學的理論。這些介紹既能使學生了解本專業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，又能吸引學生，調(diào)動學生的學習積極性。

二、課程綜合性教學模式的建立

綜合教學是指在材料力學教學過程中，教學生對材料力學的知識點進行提煉和整合。讓學生學會與相關課程相結合，運用其他相關課程的知識來輔助材料力學的學習和應用。課堂教學和課后實踐教學都要考慮教學內(nèi)容的實用性和創(chuàng)造性，課堂理論教學要與應用實例相結合。課后實踐教學要創(chuàng)新應用，引導學生創(chuàng)造性地將材料力學理論應用于實踐。

1）優(yōu)化和整合課程教學中的知識點。 從重視學生能力和素質(zhì)培養(yǎng)的要求出發(fā)，提取，優(yōu)化和結合課堂教學中的知識點，實行模塊化的教學結構，激發(fā)學生對課堂教學的興趣。 材料力學的課堂教學以“拉伸-剪切-扭轉-傳遞-彎曲”為主要內(nèi)容。 每種變形均按“外力，內(nèi)力對應力和變形”的順序進行，并采用各種基本變形“推導出平面假設-變形幾何關系-物理關系-靜力關系-應力公式”的過程 。

2）課程教學加入教學中的實際應用例子，形成課堂教學與實際相結合的模塊。

3）課程教學應與其他課程緊密結合，以提高教學效果。例如，它可以與描述性幾何和機械制圖課程相結合，以在教室中準確地繪制示例圖形，從而為力分析提供條件;結合理論力學，為力分析和平衡分析打下基礎。結合數(shù)學課程進行計算值奠定了基礎。

4）課程教學可以提高學生的創(chuàng)新設計意識。在教學過程中，有必要指導學生在完成材料力學研究后將材料力學知識應用到實踐中。因此，它與大學生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)平臺緊密集成，并在課程教學的早期階段成立了一個科學技術小組作為課后作業(yè)，使創(chuàng)新的設計實例可以伴隨課堂教學。材料力學課程綜合教學模式，如圖1。

三、材料力學實驗課改革的措施與實踐

3.1綜合性力學實驗―電測實驗

全面的實驗是逐一列出電氣測試實驗的主要內(nèi)容，學生可以選擇2到3個感興趣的實驗項目進行操作。我所材料力學實驗室配備了8套純彎曲梁以及材料力學的彎曲和扭轉組合試驗臺。在這些試驗臺上，可以測量平面狀態(tài)下的應力分布。根據(jù)當前的課程大綱，僅確定材料的彈性模量。有兩個用于測量和測量純彎曲梁的法向應力的實驗。這樣，一方面，學生的思維僅限于這兩個實驗，對知識的渴求沒有得到充分滿足;另一方面，設備利用率低，不能充分利用。自選實驗是針對上述情況提出的一種改革方法。在這種教學模式下，學生可以在熟悉實驗原理并掌握儀器操作之后，自由選擇自己感興趣的實驗內(nèi)容。在老師的指導下，根據(jù)零件的受力狀態(tài)選擇布料計劃，粘貼應變片，進行測試，記錄數(shù)據(jù)，比較實驗結果，分析錯誤原因。在實驗過程中，學生可以充分鍛煉自己的動手能力，提高實驗操作技能，并實施自主選擇的實驗。只有課程表中指定的小時數(shù)不能滿足需要，學生可以使用自學時間完成學習。在原始的電氣測量實驗項目的基礎上，您可以選擇在壓縮和扭轉作用下進行懸臂梁實驗，薄壁圓柱體組合力分析實驗等。在此水平的實驗教學中，學生成為組織者和實驗實施者。學生根據(jù)選定的問題確定解決方案，制定實驗計劃，實驗方法和特定的操作步驟。經(jīng)過實驗老師的復習后，就可以進行實驗了操作。

3.2教學手段的改革

在實驗教學手段上，要打破傳統(tǒng)的教學模式，使實驗教學手段多樣化。借助校園網(wǎng)和多媒體教學艾滋病，我們建立了開放實驗教學在材料力學精品課程教學平臺專欄中，對于基本的力學實驗中，我們將這些實驗的基本原理，實驗的目的，實驗步驟和實驗設備和測量工具的使用方法，使多媒體課件在課程網(wǎng)站上和實驗課堂提出的問題，問題是結合現(xiàn)場操作提出的。綜合實驗中，我們將只儀器，實驗目的要求發(fā)布在網(wǎng)站上，關鍵是要讓學生設計實驗，獲取相關信息，學生可以根據(jù)自己的實驗設計內(nèi)容提問和答案，教師引導學生小組討論在實驗之前，比較實驗方案，通過實驗確定最優(yōu)解。

依托大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，引導學生將材料力學課程應用于創(chuàng)新設計。機械設計專業(yè)的大二學生組建了一支科技隊伍。作為課外作業(yè)的一種形式，引導學生進行創(chuàng)新設計，將材料力學知識點的訓練延伸到課外創(chuàng)新設計。

創(chuàng)新設計的項目名稱：減振防翹起的窨井蓋裝置研發(fā)，該窨井蓋包括：窨井座、井蓋、減振器和螺釘，如圖2。

四、結論

有效改善教學效果當然“材料力學”，知識相互融合，材料力學和相關課程有機地結合起來，使“材料力學”課程內(nèi)容的實際應用更有活力，這是傳統(tǒng)的“材料力學”的補充和加強教學，不僅能提高“材料力學”課程教學的質(zhì)量，而且可以提高學生的學習興趣和熱情。

參考文獻

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山東協(xié)和學院 250109