浅谈对《材料力学》课程教学改革的思考论文
《材料力学》是工科专业学生接触较早的与工程实践相关的专业基础课，为后续课程的学习和解决工程实际问题提供力学理论指导。这门课程主要培养学生具备工程意识( 安全和经济) ，解决工程实际问题的能力。《材料力学》虽然是基础课，但是一门较重要的课程，由于其公式繁多，理论性比较强，学习枯燥，这就要求改革传统的教学方法。本文结合教学实际从教学方法及考核方式等方面作了探讨。
1 教学方法的改革
1. 1 将生活和工程实例引入课堂，激发学生学习兴趣
材料力学是为生活和工程实践服务的，若教师在讲课过程中，将生活和工程实例引入课堂与材料力学的基本理论联系起来，学生可以意识到所学课程在工程实际中的重要性。既可以激发学生学习兴趣，还可以强化学生理解和记忆。以下列举了材料力学在教学中的一些生活和工程实例: 在讲材料力学任务时引入加拿大魁北克大桥在施工过程中由于失稳突然倒塌的例子，提出稳定性要求的重要性[1]; 劈木柴时，顺着木柴纹路劈易断，沿着横纹劈木柴不易断，提出各向异性的概念等。通过生活和工程实例的讲解，学生更容易吸收新知识并提高其解决问题的能力。
1. 2 针对杆件基本变形形式，利用对比方法，启发式讲授
杆件变形基本形式有四种轴向拉伸和压缩、剪切、扭转和弯曲。研究轴向拉伸和压缩时，应用截面法先探讨梁上某一截面上的内力，然后研究轴力图，考虑单位面积上的受力情况引入应力的概念，材料力学要应用到工程实践中，考虑到安全性引入许用应力的概念。杆件轴向拉伸和压缩强度计算可以解决三个方面的问题: 强度校核，确定许可载荷，设计杆件截面尺寸。同样的，按照对比、启发式讲授方法，剪切、扭转和弯曲变形也是涉及到内力、内力图、应力、许用应力、强度和刚度计算方面的问题。利用对比方法，可以把零散的知识集中起来，既减少记忆量，又可以加深对知识的理解。启发式教学可以大大提高学生的学习兴趣，学生勇于思考和尝试，并验证自己的'想法，会有成就感，自信心也会倍增，对教学起着积极地作用。
1. 3 图文并茂，学生理解记忆
人类大脑接受新知识需要经过分析、理解、运用几个过程。材料力学教材中有很多文字叙述性的结论，学生对此方面内容不容易理解，学习比较费劲，记忆也不深，教学效果不理想。此种情况，教师可以将文字性的内容转化成图形，呈现给学生，然后附上文字说明，学生从直观的图形中加深了对知识的理解，强化了记忆。例如，用简便方法计算剪力Fs和弯矩M 时有一个结论“左上右下，剪力为正; 左顺右逆，弯矩为正”，可以画出图形，让学生直观了解其含义。
1. 4 对于重点和易混淆的知识，及时归纳总结
平面任意力系平衡方程有三个: ΣFx，ΣFy = 0，ΣM0( F) = 0，这三个方程是用来计算工程实际中约束反力。其中ΣFx = 0，表示所有各力在x 轴上的投影代数和等于零，投影水平向右取正值，反之取负值( 选用标准直角坐标系) ; ΣFy= 0 ，表示所有各力在y 轴上的投影代数和等于零，投影竖直向上取正值，反之取负值( 选用标准直角坐标系) ; ΣM0( F)= 0，表示各力对平面内任意一点的矩的代数和等于零，力对某一点逆时针转动取矩为正，顺时针转动取矩为负。梁发生平面弯曲时，计算梁的内力，需要写出剪力方程Fs = Fs( x) 和弯矩方程M = M( x) 。利用简易方法写剪力方程和弯矩方程，先选定梁的一个横截面，该横截面上等于该截面一侧所有外力在该截面延伸面上投影的代数和，外力对该截面上形心取矩顺时针转动，投影取正值，逆时针转动投影取负值。很多同学在学习剪力方程之后，会将ΣFs = Fs( x) 中力投影正负和中力对某一点取矩正负搞混淆，在ΣM0( F) = 0 中规定力取矩顺时针转动则力投影为正，而在ΣM0( F) = 0 中规定力取矩逆时针转动则力矩为正，两个方程中都是利用力取矩顺时针还是逆时针判断去正值还是负值，但判断标准正好相反，需要归纳总结加强记忆。
1. 5 运用多种教学手段，提高教学效果
材料力学是一门理论性很强的课程，有很多公式需要推导，如单纯采用多媒体教学，教师讲课速度会加快，学生对公式推导过程还没理解清楚，任课教师已经开始讲解下一个知识点，容易造成学生与教师之间的脱节; 材料力学课程内容多，而课时少，若只按照传统的应用黑板讲授知识，在写板书、绘图方面会浪费很多时间，很难在规定的学时内讲完教学大纲要求的内容; 材料力学是一门比较枯燥的学科，加上教学手段单一化，使学生产生视觉疲劳，容易感到累，导致学生上课注意力不集中。面对以上情况，就需要任课教师集思广益，探索多种教学手段，板书设计与多媒体有机结合起来应用到课堂中，可以自制教学模型，活跃课堂气氛。板书设计与多媒体结合并不是说每堂课都要二者并用，要根据授课内容特点决定。此外，注重让学生到黑板上做练习，既有利于学生注意力集中，又有利于学生及时发现自己掌握知识的情况，便于查漏补缺。让学生在轻松的氛围中学习，教学效果可事半功倍。
1. 6 课堂上组织学生做练习、讨论
目前材料力学课时较少，内容偏多，导致教师上课一直在讲课，学生只能在课后做练习[3]。大学教育和高中教育很大的一个不同点是，在大学，教师与学生见面主要是在上课时间，课后很少有给学生答疑的机会。笔者认为教师应该在课堂上留出一些时间让学生看书或做练习，这样学生既可以向老师请教问题也可以学生之间互相讨论，教师可以将学生提出的共性问题集中讲解。如此循序渐进，学生也会养成习惯，不会就问或是讨论，激发了学生学习兴趣和动力，反过来，学生的学习热情也会促进教师上课的激情。
2 考核方式的改革
传统的考核方式是平时成绩占30%，期末闭卷考试成绩占70%，基本上期末考试成绩决定了学生是否可以达到及格线。为了保证及格率，教师出题只能围绕教材，这就造成了一部分学生平时上课不认真，学习不积极主动，有的甚至旷课，考前仅突击一周考试也可及格，考试过后都忘了学过什么内容。这样的结果是应试教育的产物，不能体现高校素质教育的目的。为了改变这种状况，充分培养学生学习的主动性、创造性，迫切需要对考核方式进行改革。期末考试成绩所占百分比可适当降低，增加学生在课程学习过程中创造性能力的考核，期末考试试卷应加大思考、能力提升题的题量，减少结论性，直接套用公式的题型，培养学生活学活用知识的能力。
3 结语
《材料力学》是与工程实践密切相关的课程，在工程实践中材料的选择要求既安全又经济，稍有疏忽就可导致工程中的安全隐患，这就培养学生在学习这门课程时养成严谨治学的态度。对于本课程讲授方法要从灌输式教育转变为启发式教育，不断改进教学方法，培养学生学习的主动性、创新性和活学活用知识的能力，更好的达到高等教育的目的。
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