西部民族院校《彈性力學(xué)》課程教學(xué)方法改革探討

俞 海 拓明陽 王 芳

（北方民族大學(xué)土木工程學(xué)院 寧夏銀川 750021）

彈性力學(xué)是土木工程專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。該門課程在前期理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)三大力學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步系統(tǒng)的學(xué)習(xí)變形體力學(xué)的基本概念和基本研究方法，為土木工程專業(yè)學(xué)生后期專業(yè)課的學(xué)習(xí)及畢業(yè)后繼續(xù)深造學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的力學(xué)理論基礎(chǔ)。

彈性力學(xué)課程由于自身的理論體系特點(diǎn)決定了課程內(nèi)容公式多，邏輯推理嚴(yán)密，計(jì)算復(fù)雜，課程具有學(xué)習(xí)難度大、不易掌握的特點(diǎn)。在彈性力學(xué)課程中，涉及到的許多公式和計(jì)算均以數(shù)學(xué)的偏微分方程形式出現(xiàn)，教學(xué)及學(xué)習(xí)的難度體現(xiàn)得更加明顯。此外，針對(duì)西部民族院校，學(xué)生大部分來自少數(shù)民族地區(qū)，學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，使得學(xué)生對(duì)彈性力學(xué)課程的學(xué)習(xí)變得更加困難。本文結(jié)合北方民族大學(xué)土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)彈性力學(xué)課程的教學(xué)模式進(jìn)行初步的探索和實(shí)踐，以獲取適合西部民族院校土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程的教學(xué)模式。

一、彈性力學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

北方民族大學(xué)土木工程專業(yè)彈性力學(xué)目前被設(shè)置為專業(yè)選修課程，學(xué)時(shí)為24學(xué)時(shí)，開課學(xué)期在三大力學(xué)之后。目前對(duì)彈性力學(xué)課程的教學(xué)，仍采用傳統(tǒng)的課堂理論講解教學(xué)方式，以教材為主，向?qū)W生傳授理論知識(shí)。由于彈性力學(xué)課程自身的特點(diǎn)，單純的理論講解會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的降低，使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的熱情和興趣。另外，彈性力學(xué)這門課是一門與工程實(shí)際結(jié)合比較緊密的課程，單純的理論講解忽視了該門課程與后續(xù)專業(yè)課等工程實(shí)例的銜接，導(dǎo)致學(xué)生淡化了該門課程的學(xué)習(xí)目的以及對(duì)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的支撐作用，從而致使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力不強(qiáng)[1]。

二、西部民族院校學(xué)生特點(diǎn)

西部民族院校的學(xué)生大多數(shù)來自于少數(shù)民族地區(qū)，以北方民族大學(xué)為例，少數(shù)民族學(xué)生占比高達(dá)60%，并且農(nóng)村生源占有很高的比例。由于學(xué)生入學(xué)成績差異大、基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、貧困學(xué)生比例高、語言文化差異等特點(diǎn)。在土木工程專業(yè)彈性力學(xué)教學(xué)過程中，面對(duì)該課程理論性與邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容多、概念多、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，另外根據(jù)少數(shù)民族地區(qū)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的需求，從教學(xué)模式的改進(jìn)、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)等方面，對(duì)該門課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐與探索，促進(jìn)西部地區(qū)民族高校彈性力學(xué)課程教學(xué)改革[2]。

三、教改探討與教學(xué)實(shí)踐

（一）教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重

針對(duì)西部民族院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱特點(diǎn)，在彈性力學(xué)課程教學(xué)過程中，應(yīng)合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)。教學(xué)過程中重視彈性力學(xué)基本概念、基本理論的講解，將平面問題的基本理論作為核心內(nèi)容進(jìn)行講解，使學(xué)生充分掌握彈性力學(xué)基礎(chǔ)理論，減少復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)。另外，在教學(xué)中要加強(qiáng)該課程與前期后期課程的銜接，比如在講授矩形梁的純彎曲問題和簡支梁受均布荷載問題時(shí)，應(yīng)將彈性力學(xué)計(jì)算結(jié)果和材料力學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行充分的對(duì)比，通過對(duì)比一方面進(jìn)一步深刻理解材料力學(xué)中的平截面假定，另一方面凸顯上述問題中彈性力學(xué)解答相對(duì)于材料力學(xué)解答的優(yōu)勢所在，通過對(duì)比學(xué)習(xí)舉一反三，提高學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)積極性。

（二）理論講解與實(shí)際工程案例的結(jié)合

培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和創(chuàng)新性的人才一直是高等教育所追求的重要目標(biāo)。彈性力學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師圍繞教材以講授的方式向?qū)W生傳授彈性力學(xué)的基本概念和基本理論，這樣不利于學(xué)生自主思考能力和分析能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，也難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。土木工程專業(yè)是一個(gè)工程實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專業(yè)，而彈性力學(xué)課程作為土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，起著承前啟后的重要作用，加強(qiáng)與后續(xù)專業(yè)課等工程實(shí)例的銜接，可真正實(shí)現(xiàn)彈性力學(xué)的教學(xué)目的。為了實(shí)現(xiàn)該門課程理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，需在理論教學(xué)過程中不斷引入實(shí)際工程案例實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程分析能力的培養(yǎng)。比如在講解平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題時(shí)，可將薄板拉伸問題、深梁受均布荷載問題引入到平面應(yīng)力問題的講解，將擋土墻受側(cè)向土壓力問題、水壩受側(cè)向水壓問題引入到平面應(yīng)變問題的講解。通過將具體工程實(shí)例的引入來分析平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題分別在結(jié)構(gòu)形式、受力形式、約束形式三方面滿足的條件，將抽象的理論描述變得具體化，從而使得學(xué)生可以明確區(qū)分平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題，提高該門課程的學(xué)習(xí)效果。

（三）有限元軟件及案例的適度引入

彈性力學(xué)課程理論性強(qiáng)、課程中數(shù)學(xué)公式較多，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的學(xué)生往往在學(xué)習(xí)過程中會(huì)逐漸對(duì)這門課程失去學(xué)習(xí)的興趣。對(duì)此，我們可以在彈性力學(xué)教學(xué)中適度引入有限元軟件及相關(guān)案例的分析，因?yàn)橛邢拊獞?yīng)用是彈性力學(xué)理論的最直接體現(xiàn)。因此，我們可以抽出少量的課時(shí)簡單介紹工程中應(yīng)用較多的有限元軟件，如ANSYS、ABAQUS等，并進(jìn)行相關(guān)案例的分析。例如在講授應(yīng)力集中問題時(shí)，可以利用有限元軟件對(duì)開孔板的單向拉伸問題進(jìn)行模擬，通過軟件后處理將空邊緣的應(yīng)力分布及應(yīng)力變化過程以云圖的方式直觀的展現(xiàn)出來[3]。

四、結(jié)束語

綜上所述，彈性力學(xué)課程是土木工程專業(yè)一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，為后續(xù)專業(yè)課程的開展起到至關(guān)重要的作用，也直接影響著后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果。在針對(duì)西部民族院校學(xué)生特點(diǎn)及具體課程特點(diǎn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整改革。通過教學(xué)改革對(duì)提高民族地區(qū)高校教學(xué)質(zhì)量和水平，對(duì)促進(jìn)民族地區(qū)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，推動(dòng)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有一定作用。