淺談土木工程專業中的《彈性力學》課程教學方法

程 健 孫百企

(青島理工大學〈臨沂〉土建工程系，山東 臨沂 273400)

彈性力學是土木工程專業重要的專業基礎課，其前導課程有高等數學、理論力學、材料力學、結構力學等課程，通過該課程的教學使學生能夠掌握彈性力學的基本方程和解題的一般步驟，熟練掌握彈性力學平面問題的直角坐標和極坐標體系的解答，為學生學習相關后續專業課程，如板殼理論、計算力學、塑性力學，打下必不可少的基礎；通過彈性力學的整個教學過程逐漸培養學生分析問題、概括問題的能力，培養學生具有比較熟練的運用高等數學和高等力學的能力，對工程實踐中進行深入詳細的力學分析奠定基礎。

1 課程教學的主要問題

《彈性力學》課程教學中的主要問題表現在以下幾個方面：第一，學生普遍感到彈性力學比較難學，并且與以前學習的三大力學課程相比彈性力學理論比較抽象，不能與實際取得直接的聯系；第二，計算公式多且復雜、解題過程復雜、難以理解、課后習題無從下手；第三，課程的學習離不開必要的數學理論知識，由于學生數學知識的遺忘、欠缺，不能清晰理解《彈性力學》課程內容的力學本質，造成學不懂《彈性力學》，教學效果差的結果；第四，《彈性力學》課程的課時一般較少，課時多為32課時，對于教學來說是比較困難的一面。所以，在教學中如何充分利用有限課時采取必要的措施來調動學生積極性，完成教學計劃，達到教學目的，這是必須考慮的問題。

2 提高教學質量的探討

2.1 圍繞教學大綱合理安排教學內容

根據各個專業教學大綱的要求，制定教學計劃，精心組織課堂教學內容，考慮學時限制，貫徹“少而精”的原則，充分利用已有知識，把重點放在能夠體現彈性力學方法的內容上，讓學生對力學問題、解法有一個總體概念，避免陷入繁瑣的數學內容里面。對每一節課，都要精心設計教案，明確基本知識點、重點和難點，授課方式，擬提出的問題等。如在學習第二章平面問題的基本理論中，首先要清楚平面應力問題和平面應變問題的異同，并比較這兩類問題的基本方程的異同點等。還如平面問題的直角坐標解答中通過“簡支梁受均布載荷”學習半逆解法一節。首先交待清楚彈力與材力在研究方法上的共同之處，都是在彈性體(桿)上考慮幾何關系、物理關系、靜力關系三個方面，他們的區別在于材料力學中的解答在許多方面都作了近似的處理，例如在幾何條件中，材料力學引用了平面假設；在平衡條件中，材料力學也沒有考慮σy的作用。因此，材料力學只能得出近似的解答。彈性力學則是在微體上研究建立上述三組方程，邊界上嚴格考慮約束、受力等條件，因此其解答更精確、全面[1]。另外，圣維南原理在材力中也有提及，但僅限于原則上的介紹，沒有在具體問題上使用。本節中。小邊界上應用圣維南原理使應力邊界條件得以滿足，體現出彈力和材力方法、結論上的不同之處以及材力一般僅適用于求解桿狀構件的局限性。這樣就可以充分利用已有的知識，對彈性力學平面問題的半逆解法有一個較為全面的理解和領會[2]。

2.2 教學手段的選擇

教學手段是師生教學相互傳遞信息的工具、媒體或設備。現代化教學手段是與傳統教學手段相對而言的。傳統教學手段主要指一部教科書、一支粉筆、一塊黑板等，但對于彈性力學這樣一門理論性、應用性都很強的專業基礎課來說就顯得明顯不足。而現代教學通過多種媒體，特別是電教課件，可以把工程實例搬上黑板，使教材有實踐性、趣味性，在有限的時間、有限的空間內容納大量信息，傳輸更多、更新的知識給學生。并且可以在課件中采用模擬板書的方式，一步一步的顯示公式的推導過程，既起到板書相同的作用，又節省了板書的大量時問。課件中可以圖文并茂，甚至結合動畫的手段來闡述問題，這樣更有利于幫助學生對問題的理解。然而，在彈性力學中公式推導過程較長，步驟較多，而在一頁投影片上顯示的內容有限，如果完全依賴多媒體課件，在相關知識的連接對應關系上就不直觀，授課的連續性和流暢性也要受到影響，影響學生的聽課效果。對此，教師應在對一些公式推導的關鍵步驟、例題的分析推演，習題課和作業講解時采用板書方式講授，這樣更有助于學生的理解和吸收，取得了更理想的教學效果[3]。

2.3 強化對彈性力學基本概念的理解

由于彈性力學這門課程比較抽象，不好理解，學生普遍反映這門課程很枯燥，學習難度很大，為此，在授課中注重基本概念的講解，幫助學生更好的理解。例如，針對32學時的彈性力學課程，平面問題中的基本理論和基本公式及其求解方法是課程講授的重點內容。在講授這部分課程時，首先必須使學生明白什么是平面應力問題和平面應變問題，兩種平面問題的異同之處，并舉出一些滿足平面問題的工程實例。只有在學生理解基本概念的基礎上才能更好的掌握基本的理論知識，正確地應用這些知識來解決彈性力學中的實際問題。

2.4 加強師生互動

在彈性力學教學活動中堅持以學生為主體的原則，加強師生互動。以學生為中心，尊重學生的主體地位，采取最為有效的教學方法，充分調動和激發學生的學習積極性、主動性、創造性。在教學過程中，為了實現師生互動，課堂講授要給學生留出適當的思維空間，需要精心設計一此能夠刺激和引導學生思維的問題。問題方式可以多種多樣，尤其要注意鼓勵學生提問題，并注意維護學生的自尊心。對于表現優秀的同學要給予揚和肯定，對于學習有進步的同學給予鼓勵。對于每一章節的課后作業，要求同學按時完成，針對作業中存在的問題展開討論，讓同學們參與到教學活動之中，使課堂生動活潑[3]。

2.5 科學的考核評價模式

學習評價是教學活動的重要組成部分，以往對學生學習評價是根據期末考試成績這種單一考核模式，顯然這種考核方式存在許多弊端。學生可能因為多種原因臨場發揮不好而影響成績，反映不出其真實成績；有的學生只關心期末的成績，而不注重平時課堂知識的學習和探究，不認真完成作業，不閱讀參考書籍；甚至有的為獲到高分或及格而作弊。因此，應進行考核方法的改革，綜合評價學生的學習成績，這樣更有利于提高學生的學習積極性，達到課程的教學和學習目的。對于彈性力學課程理論性很強，公式比較復雜，記憶困難。因此，在教學過程中，淡化對基本公式的記憶，強化對基本理論的理解和公式的靈活的應用。在考核方式上，改變以前的學生成績僅取決于期末考試成績這種單一考核模式。而是期末筆試成績占總成績的70%，過程評分占總成績的30%。筆試一般采取開卷考試，學生可以攜帶教材或攜帶一張注有課程要點的A4紙進考場。過程評分則根據學生課堂出勤率和聽課效果、作業完成情況等進行綜合評定[3]。

3 結語

本文通過對彈性力學課程教學方法的討論，從制定教學大綱、組織教學內容、教學方法和考核方式等方面提出了若干建議，希望對彈性力學教學質量有進一步的提高，收到良好的教學效果。

［1］徐芝綸.彈性力學簡明教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2002.

［2］畢國旗.彈性力學教學幾點體會[J].科技信息，2011（15）.

［3］韓志型.提高彈性力學課程教學質量的研究與實踐[J].探索與實踐：162-164.