淺談應用型本科院校材料力學教學改革

華征瀟

摘要：材料力學是一門很重要的技術基礎課，它與機械、土建、航空、交通水利等工程密切相關，他在基礎課和專業課之間起著橋梁作用。本文從合理確定教學內容、運用多種教學方法與手段和注重學生實驗實踐能力的培養等方面對應用型本科院校的材料力學教學改革進行了探討。

關鍵詞：材料力學；教學改革；教學內容；教學方法與手段；實驗實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）32-0123-02

材料力學是一門理工科專業的技術基礎課，是溝通基礎課程和專業課程的橋梁[1-3]。材料力學也是力學基礎課程之一，許多院校都將其作為工科專業的一門必修的專業基礎課程，它可為實際工程問題提供強有力的理論基礎和技術支持。因此，學生必須要掌握好材料力學的基本知識及理論，為實際工程應用打下良好的理論基礎。為了和社會接軌，對材料力學的教學改革已刻不容緩。張艷麗等人針對應用型本科院校提出了材料力學的改革方案[4]；劉雯雯等提出材料力學實驗教學改革與創新人才培養[5]；楊超等人對應用型本科院校材料力學教學進行了改革與探討[2]。針對應用型本科院校材料力學課程的教學改革，筆者也提及以下幾點思考。

一、高校應根據各專業自身的特點合理確定教學內容

材料力學課程的教學首先應根據專業特點，科學確定教學內容。針對土建類等相關專業，由于在該行業中柱、梁等構件，主要以受拉（壓）和彎曲為主要變形特征，所以教師在講授構件基本變形時就要以桿件軸向拉（壓）和彎曲變形作為教學的重點。而在機械行業中，有些軸類構件還要產生扭轉變形，因而對于機械專業的學生，構件的軸向拉（壓）、彎曲和扭轉變形都應列為教學的重點內容。

二、選擇適應性教材或自編教材

作為應用型本科院校，應從應用型角度選擇適合自己專業學生的教材或本專業教師自編教材。

1.各應用型本科院校不能照搬其他重點院校的優秀教材。不可否認，重點院校學生的獲取知識或學習的能力普遍高于一般院校的學生，有的優秀教材只適合于重點院校學生，因為這些優秀教材在難度和深度方面已超過一般普通院校學生的學習能力，反之亦然。所以各院校應充分了解本校學生的學習能力，選擇適合學生專業的教材。簡言之，適用的才是最好的。

2.要因材施教，各專業教師最好組成團隊，自編教材。根據學生的層次和水平，編制合適的教材。由于是應用型本科院校，自編教材時要注意以下幾個方面：最首要基本的一個方面是自編教材內容要合理，當然應緊緊圍繞培養應用型人才這個主線。其次，自編教材應密切聯系工程實際，所以在自編知識點時一般都要先引入工程實例。再者，一些不是非常重要的公式只需作適當的解釋說明，無需長篇大論的推導。當然對于一些非常重要的公式或理論，基本的公式推導過程也是必需的。最后，教材難易程度要適中，知識點要相互銜接，循序漸進，由淺入深，由簡單到復雜。

三、綜合應用多種教學方法和手段

為了達到良好的教學效果，應把各種教學方法有機地結合起來。本人根據多年的教學經驗，總結出以下一些方法。

1.使用多媒體教學與版書相結合?，F在，多媒體教學早已普及各高等院校，幾乎所有課程教師在講授時都要用到多媒體。教師在教學時如果照本宣科，材料力學課程的教學就會變得枯燥無味。學生對本課程的學習也會缺乏積極性和主動性。然而如果教師能夠結合生活實際，比如教師在講解工程實例時，可在課件中插入圖片，根據圖片引出問題，而后過渡到教材上，從而講解相關知識點，這樣就可以大大激發學生的學習興趣，從而可以使學生的被動學習轉變為主動獲取知識。這就要求教師在課后花費大量時間制作完備的多媒體課件。當然，上課時也不能全依靠多媒體，由于多媒體的信息量大，過快的信息更新反而不利于學生思考，比如當講解重要公式推導時教師應結合版書，引導學生公式推導，使學生容易接受。再如當講解例題時，教師應在黑板上分析例題的解題思路，而后可以根據思路播放其求解過程，等等。所以多媒體教學應與版書相結合，這樣才有可能達到事半功倍的教學效果。

2.比較法。由于材料力學公式較多，有些知識點的分析方法也類似，所以要學好該門課程，類比法就顯得非常重要了。公式的理解并記憶也是學好材料力學的關鍵一環。比如在講授扭轉應力計算公式時，就可以類比前面的軸向拉壓時橫截面上的應力計算公式；講到彎曲正應力計算公式時，可以類比前面的軸向拉壓橫截面上的應力計算公式以及扭轉切應力的計算公式。這樣采用類比記憶就可以更加容易理解并熟記這些重要公式。針對這三種基本變形的計算公式及各力學量的含義如表1所示。

再如，我們在討論圓形直桿受扭時應力的時候，要綜合研究變形幾何、物理和靜力等三方面的關系。同樣地，我們在推導純彎曲正應力計算公式的時候，也要從變形幾何、物理和靜力三個方面入手。所以教師在講授課程時，要提醒學生針對分析方法類似的知識點，要用類比的方式去學習，這樣當學生理解圓軸扭轉應力計算公式之后，再來研究純彎曲正應力計算公式就顯得容易多了。

3.歸納法。材料力學的知識點繁多復雜，這就要求教師每上完一堂課，都要對教學內容進行歸納總結，將概念和知識點有機結合起來，使學生能夠從整體上把握本堂課的教學內容，便于課后復習。在教學過程中還要對解題思路、解題方法等內容進行歸納總結，這樣可以使學生了解或掌握多種解題方法，開拓學生解決問題的能力，提高學生的解題效率，發散學生的思維，等等。

4.啟發式教學。在教學中，一定要引導學生獨立思考，調動學生學習的積極性和主動性，從而活躍課堂氣氛。在課堂教學中，一定要注重學生思維能力的培養，課堂教學是培養學生思維能力的主戰場[6]。為達到這一目標可采用啟發式教學，可以結合實際提出設問。比如在講到彎曲時，可以提出為什么房屋建筑上的矩形截面梁是立放而不是平放？又如在講解應力集中概念時，為什么階梯軸的軸肩處要用圓弧過渡，等等。

四、注重學生實驗實踐能力的培養

針對應用型本科院校，材料力學實驗教學也顯得尤為重要。材料力學實驗教學的改革要從基本實驗入手，擴充基本實驗內容，增加實驗的思考性，給學生更多的動手動腦的機會。對基本實驗，首先應該從內容上進行精選，保留必要的傳統實驗，在原有基礎上要提高起點，增加難度，增加思考性。[7]材料力學實驗是對學生進行工程素質教育和培養學生獨立動手能力的重要環節，它也是理論聯系實際和實踐性的主要環節。通過實驗，不僅能提高學生的動手能力，還能提高學生分析問題和解決問題的能力。我們知道材料力學實驗可以分為演示性實驗、驗證性實驗和綜合性或研究型實驗三大類：演示性實驗是由教師在實驗室演示和學生在現場參觀的實驗；驗證性實驗是由教師指導，學生獨立操作完成，從而來驗證理論正確性的實驗；綜合性或研究型實驗以教師和學生設計實驗為主，從而達到激發學生創造興趣和充分調動學生創造思維的目的。只有在演示性及驗證性實驗的基礎上，適當增加綜合性或研究型實驗，才有助于提高學生的實驗實踐能力，培養學生的獨立創新能力。

五、結論

材料力學還可以對考試內容方面進行改革，也可以增設開放性實驗，等等?？傊?，材料力學的教學改革任重而道遠，不可能一蹴而就。我們要在改革中不斷總結經驗，取其精華，去其糟粕。

參考文獻：

[1]余慧杰，張麗芳.工科專業材料力學課程的教學改革研究[J].時代教育，2014，（23）：71-72.

[2]楊超，馬曉芳，朱福先，等.應用型本科材料力學教學改革探討——以機械設計制造及其自動化專業為例[J].河南化工，2015，32（1）：60-61.

[3]孫立紅，吳云鵬，劉寶良.深化材料力學教學改革 提升學生專業素養[J].高等教育研究（成都），2008，25（3）：54-55.

[4]張艷麗，戴君.應用型本科院校材料力學課程教學改革[J].中國現代教育裝備，2014，（19）：48-49.

[5]劉雯雯，杜云海，王志，等.材料力學實驗教學改革與創新人才培養[J].實驗室研究與探索，2013，32（6）：332-333.

[6]李紀周，王慶峰.材料力學教學中學生創新能力培養探索[J].天中學刊，2007，22（5）：93-94.

[7]朱清時.注重創新素質培養成功的創新型人才[J].中國高等教育，2006，（1）：12-14.