淺談對《材料力學》課程教學改革的思考論文
《材料力學》是工科專業學生接觸較早的與工程實踐相關的專業基礎課，為后續課程的學習和解決工程實際問題提供力學理論指導。這門課程主要培養學生具備工程意識( 安全和經濟) ，解決工程實際問題的能力。《材料力學》雖然是基礎課，但是一門較重要的課程，由于其公式繁多，理論性比較強，學習枯燥，這就要求改革傳統的教學方法。本文結合教學實際從教學方法及考核方式等方面作了探討。
1 教學方法的改革
1. 1 將生活和工程實例引入課堂，激發學生學習興趣
材料力學是為生活和工程實踐服務的，若教師在講課過程中，將生活和工程實例引入課堂與材料力學的基本理論聯系起來，學生可以意識到所學課程在工程實際中的重要性。既可以激發學生學習興趣，還可以強化學生理解和記憶。以下列舉了材料力學在教學中的一些生活和工程實例: 在講材料力學任務時引入加拿大魁北克大橋在施工過程中由于失穩突然倒塌的例子，提出穩定性要求的重要性[1]; 劈木柴時，順著木柴紋路劈易斷，沿著橫紋劈木柴不易斷，提出各向異性的概念等。通過生活和工程實例的講解，學生更容易吸收新知識并提高其解決問題的能力。
1. 2 針對桿件基本變形形式，利用對比方法，啟發式講授
桿件變形基本形式有四種軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉和彎曲。研究軸向拉伸和壓縮時，應用截面法先探討梁上某一截面上的內力，然后研究軸力圖，考慮單位面積上的受力情況引入應力的概念，材料力學要應用到工程實踐中，考慮到安全性引入許用應力的概念。桿件軸向拉伸和壓縮強度計算可以解決三個方面的問題: 強度校核，確定許可載荷，設計桿件截面尺寸。同樣的，按照對比、啟發式講授方法，剪切、扭轉和彎曲變形也是涉及到內力、內力圖、應力、許用應力、強度和剛度計算方面的問題。利用對比方法，可以把零散的知識集中起來，既減少記憶量，又可以加深對知識的理解。啟發式教學可以大大提高學生的學習興趣，學生勇于思考和嘗試，并驗證自己的'想法，會有成就感，自信心也會倍增，對教學起著積極地作用。
1. 3 圖文并茂，學生理解記憶
人類大腦接受新知識需要經過分析、理解、運用幾個過程。材料力學教材中有很多文字敘述性的結論，學生對此方面內容不容易理解，學習比較費勁，記憶也不深，教學效果不理想。此種情況，教師可以將文字性的內容轉化成圖形，呈現給學生，然后附上文字說明，學生從直觀的圖形中加深了對知識的理解，強化了記憶。例如，用簡便方法計算剪力Fs和彎矩M 時有一個結論“左上右下，剪力為正; 左順右逆，彎矩為正”，可以畫出圖形，讓學生直觀了解其含義。
1. 4 對于重點和易混淆的知識，及時歸納總結
平面任意力系平衡方程有三個: ΣFx，ΣFy = 0，ΣM0( F) = 0，這三個方程是用來計算工程實際中約束反力。其中ΣFx = 0，表示所有各力在x 軸上的投影代數和等于零，投影水平向右取正值，反之取負值( 選用標準直角坐標系) ; ΣFy= 0 ，表示所有各力在y 軸上的投影代數和等于零，投影豎直向上取正值，反之取負值( 選用標準直角坐標系) ; ΣM0( F)= 0，表示各力對平面內任意一點的矩的代數和等于零，力對某一點逆時針轉動取矩為正，順時針轉動取矩為負。梁發生平面彎曲時，計算梁的內力，需要寫出剪力方程Fs = Fs( x) 和彎矩方程M = M( x) 。利用簡易方法寫剪力方程和彎矩方程，先選定梁的一個橫截面，該橫截面上等于該截面一側所有外力在該截面延伸面上投影的代數和，外力對該截面上形心取矩順時針轉動，投影取正值，逆時針轉動投影取負值。很多同學在學習剪力方程之后，會將ΣFs = Fs( x) 中力投影正負和中力對某一點取矩正負搞混淆，在ΣM0( F) = 0 中規定力取矩順時針轉動則力投影為正，而在ΣM0( F) = 0 中規定力取矩逆時針轉動則力矩為正，兩個方程中都是利用力取矩順時針還是逆時針判斷去正值還是負值，但判斷標準正好相反，需要歸納總結加強記憶。
1. 5 運用多種教學手段，提高教學效果
材料力學是一門理論性很強的課程，有很多公式需要推導，如單純采用多媒體教學，教師講課速度會加快，學生對公式推導過程還沒理解清楚，任課教師已經開始講解下一個知識點，容易造成學生與教師之間的脫節; 材料力學課程內容多，而課時少，若只按照傳統的應用黑板講授知識，在寫板書、繪圖方面會浪費很多時間，很難在規定的學時內講完教學大綱要求的內容; 材料力學是一門比較枯燥的學科，加上教學手段單一化，使學生產生視覺疲勞，容易感到累，導致學生上課注意力不集中。面對以上情況，就需要任課教師集思廣益，探索多種教學手段，板書設計與多媒體有機結合起來應用到課堂中，可以自制教學模型，活躍課堂氣氛。板書設計與多媒體結合并不是說每堂課都要二者并用，要根據授課內容特點決定。此外，注重讓學生到黑板上做練習，既有利于學生注意力集中，又有利于學生及時發現自己掌握知識的情況，便于查漏補缺。讓學生在輕松的氛圍中學習，教學效果可事半功倍。
1. 6 課堂上組織學生做練習、討論
目前材料力學課時較少，內容偏多，導致教師上課一直在講課，學生只能在課后做練習[3]。大學教育和高中教育很大的一個不同點是，在大學，教師與學生見面主要是在上課時間，課后很少有給學生答疑的機會。筆者認為教師應該在課堂上留出一些時間讓學生看書或做練習，這樣學生既可以向老師請教問題也可以學生之間互相討論，教師可以將學生提出的共性問題集中講解。如此循序漸進，學生也會養成習慣，不會就問或是討論，激發了學生學習興趣和動力，反過來，學生的學習熱情也會促進教師上課的激情。
2 考核方式的改革
傳統的考核方式是平時成績占30%，期末閉卷考試成績占70%，基本上期末考試成績決定了學生是否可以達到及格線。為了保證及格率，教師出題只能圍繞教材，這就造成了一部分學生平時上課不認真，學習不積極主動，有的甚至曠課，考前僅突擊一周考試也可及格，考試過后都忘了學過什么內容。這樣的結果是應試教育的產物，不能體現高校素質教育的目的。為了改變這種狀況，充分培養學生學習的主動性、創造性，迫切需要對考核方式進行改革。期末考試成績所占百分比可適當降低，增加學生在課程學習過程中創造性能力的考核，期末考試試卷應加大思考、能力提升題的題量，減少結論性，直接套用公式的題型，培養學生活學活用知識的能力。
3 結語
《材料力學》是與工程實踐密切相關的課程，在工程實踐中材料的選擇要求既安全又經濟，稍有疏忽就可導致工程中的安全隱患，這就培養學生在學習這門課程時養成嚴謹治學的態度。對于本課程講授方法要從灌輸式教育轉變為啟發式教育，不斷改進教學方法，培養學生學習的主動性、創新性和活學活用知識的能力，更好的達到高等教育的目的。
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