應(yīng)用型本科材料力學(xué)教學(xué)改革探討：以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例簡(jiǎn)

應(yīng)用型本科材料力學(xué)教學(xué)改革探討——以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例

楊超1， 馬曉芳2， 朱福先3， 陳菊芳1

(1.江蘇理工學(xué)院 材料工程學(xué)院 ， 江蘇 常州213001 ； 2.鄭州城市職業(yè)學(xué)院 建筑工程系 ， 河南 鄭州452370 ； 3.江蘇理工學(xué)院 材料工程學(xué)院 ， 江蘇 常州213001)

摘要：材料力學(xué)是應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的一門(mén)課程，本文以應(yīng)用型本科人才為培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合材料力學(xué)課程的特點(diǎn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和優(yōu)化考核等方面提出了一些合理的建議，取得了一定的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科 ； 材料力學(xué) ； 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

收稿日期：2014-11-28

基金項(xiàng)目：江蘇省教育廳教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目(2013JSJG055)；江蘇理工學(xué)院課程改革專(zhuān)項(xiàng)(KC13011)

作者簡(jiǎn)介：楊超(1982-)，男，講師，研究方向?yàn)槌艡C(jī)器與快速啟動(dòng)，電話(huà)：13585315399。

0引言

進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，人們已越來(lái)越清醒地認(rèn)識(shí)到，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生社會(huì)職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。

應(yīng)用型本科是指以應(yīng)用型為辦學(xué)定位的本科院校。應(yīng)用型本科教育屬于較高層次的技術(shù)教育，它是相對(duì)于普通本科和高職專(zhuān)科而言的，它既不同于一般四年制的普通本科，也不同于專(zhuān)科層次的高職。

在培養(yǎng)規(guī)格上，應(yīng)用型本科培養(yǎng)的不是學(xué)術(shù)型、研究型人才，而是培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線(xiàn)需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才；在培養(yǎng)模式上，以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系，重視學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。應(yīng)用本科則主要培養(yǎng)技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才，并擔(dān)負(fù)培養(yǎng)生產(chǎn)第一線(xiàn)需要的管理者、組織者以及職業(yè)學(xué)校的師資等任務(wù)。而高職專(zhuān)科主要培養(yǎng)一般企事業(yè)部門(mén)的技術(shù)應(yīng)用型人才，尤其是培養(yǎng)大量一線(xiàn)需要的技術(shù)人才 。

材料力學(xué)是研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定和導(dǎo)致各種材料破壞的極限的一門(mén)學(xué)科。在材料力學(xué)的改革中，要從培養(yǎng)學(xué)生推導(dǎo)復(fù)雜理論公式求解復(fù)雜題目的教學(xué)理念中轉(zhuǎn)變出來(lái)，要更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)，同時(shí)將力學(xué)知識(shí)與工程問(wèn)題相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

1緊密?chē)@培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

材料力學(xué)是理論性很強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，是機(jī)制專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課前必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，材料力學(xué)包括理論和實(shí)驗(yàn)兩部分，理論部分又包括強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性三部分內(nèi)容，特點(diǎn)是理論推導(dǎo)多，公式多，計(jì)算多，概念多；特別是在目前“厚基礎(chǔ)、寬口徑”培養(yǎng)目標(biāo)下，材料力學(xué)的學(xué)時(shí)被普遍壓縮，這就要求我們以培養(yǎng)應(yīng)用型本科為目標(biāo)來(lái)整合教學(xué)內(nèi)容；首先刪減部分公式推導(dǎo)過(guò)程，換為重點(diǎn)講解公式的過(guò)程運(yùn)用，比如在講解彎曲正應(yīng)力的時(shí)候簡(jiǎn)單介紹公式的由來(lái)，重點(diǎn)放在公式的運(yùn)用上來(lái)；其次要把書(shū)本理論知識(shí)轉(zhuǎn)化到工程實(shí)踐上來(lái)，比如在講解軸向拉壓時(shí)可以拿工程桁架結(jié)構(gòu)中的二力桿來(lái)做分析，在講解彎曲梁時(shí)結(jié)合塑性和脆性的性質(zhì)拿工程中的混凝土梁來(lái)做分析，在講解屈服時(shí)拿工程中腳手架每層限高來(lái)做分析，慢慢地引導(dǎo)學(xué)生用書(shū)本理論知識(shí)來(lái)求解工程實(shí)際問(wèn)題；21世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入電腦信息時(shí)代，很多用人單位將學(xué)生對(duì)軟件的運(yùn)用能力作為考核的重要指標(biāo)之一，因此在上課時(shí)將軟件分析部分引入課堂變得尤為重要。在工程新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)的當(dāng)今，作為檢測(cè)手段的實(shí)驗(yàn)分析起到非常重要的作用，因此實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力。

2多媒體教學(xué)和板書(shū)相結(jié)合

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，多媒體教學(xué)有三大優(yōu)點(diǎn)：①豐富教學(xué)內(nèi)容，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；②它能大大增加課堂信息量，提高教學(xué)效率，成為解決學(xué)時(shí)矛盾的重要途；③可改善教學(xué)環(huán)境，免除教師上課時(shí)板書(shū)的勞累，而更多地注意課堂教學(xué)內(nèi)容的組織和講授。但是多媒體課件也有其局限性，比如：過(guò)多依賴(lài)于多媒體課件，會(huì)使教師學(xué)生之間失去互動(dòng)性，難以發(fā)揮教師在課堂上的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，教師把握教學(xué)過(guò)程的難度增加多媒體教學(xué)信息量大，節(jié)奏快，難免重點(diǎn)不突出，信息過(guò)多過(guò)濫還會(huì)使學(xué)生無(wú)法跟上講課的進(jìn)度，只能被動(dòng)地接受授課內(nèi)容，缺乏思維的過(guò)程；在課堂上從頭到尾都是使用多媒體課件，教師只是播音員和解說(shuō)員，失去了對(duì)教學(xué)應(yīng)有的控制地位，甚至出現(xiàn)一些教師離開(kāi)多媒體課件后無(wú)法進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的情況。這就要求老師在必要的時(shí)候加入板書(shū)教學(xué)，特別是重點(diǎn)求解部分要引導(dǎo)學(xué)生一步步的分析計(jì)算，只有將多媒體和板書(shū)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)才能達(dá)到課堂效果的最優(yōu)化。

3工程案例分析與軟件相結(jié)合

應(yīng)用型本科是培養(yǎng)應(yīng)用型本科為辦學(xué)定位，這就要求在課堂上要引導(dǎo)學(xué)生將書(shū)本理論知識(shí)運(yùn)用到解決工程案例分析上來(lái)，比如廠(chǎng)房的桁架結(jié)構(gòu)、生活用的剪刀、車(chē)床的車(chē)軸、教室的梁、起重機(jī)的吊臂、常見(jiàn)的橋梁以及腳手架等，將書(shū)本的軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲以及屈服問(wèn)題等理論知識(shí)引入到工程案例中來(lái)；同時(shí)工程設(shè)計(jì)中的CAE分析已成為工程和結(jié)構(gòu)分析中必不可少的數(shù)值計(jì)算分析工具，這就要求老師將CAE分析軟件引入到課堂上來(lái)，比如在講解工程案例時(shí)附上CAE分析的結(jié)果，并對(duì)云圖結(jié)果進(jìn)行講解，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生滲透CAE工程分析軟件的應(yīng)用，以此培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)利用CAE軟件解決工程問(wèn)題的能力 。

4啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)相結(jié)合

啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)方法的兩種重要的教學(xué)方法，啟發(fā)式教學(xué)指在教學(xué)工作中依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀(guān)規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、積極、自覺(jué)地掌握知識(shí)的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)在于正確處理教與學(xué)的相互關(guān)系，它反映了教學(xué)的客觀(guān)規(guī)律。啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問(wèn)題情境。討論式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下，為實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)預(yù)先的設(shè)計(jì)與組織，啟發(fā)學(xué)生就特定問(wèn)題發(fā)表自己的見(jiàn)解，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神。兩種教學(xué)方法的靈活運(yùn)用更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力；比如在講解彎曲梁時(shí)，結(jié)合材料的性質(zhì)提問(wèn)為什么混凝土梁中需要配筋，首先啟發(fā)學(xué)生思考混凝土和鋼筋分別屬于什么材料，根據(jù)材料性質(zhì)的不同再去思考配筋的原因，然后再給出外界加載情況，讓同學(xué)們?nèi)シ纸M討論并計(jì)算梁的應(yīng)力分布；再比如講解機(jī)械中的傳動(dòng)軸時(shí)，對(duì)于一些較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸中間需要增加約束，啟發(fā)學(xué)生從屈服和變形的角度去思考，然后給出加載情況分組討論并計(jì)算傳動(dòng)軸的應(yīng)力分布。

5優(yōu)化考核

學(xué)期末考試定成績(jī)的方法存在一定的片面性，限制了學(xué)生的創(chuàng)新精神，對(duì)于應(yīng)用型本科院校機(jī)制專(zhuān)業(yè)，材料力學(xué)課程所承擔(dān)的責(zé)任是培養(yǎng)學(xué)生建立正確的模型，選擇合適的計(jì)算方法，掌握利用CAE分析軟件進(jìn)行計(jì)算并分析結(jié)果，為此，教師在傳授知識(shí)時(shí)應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此，應(yīng)加大平時(shí)考核力度，成立學(xué)習(xí)小組并布置大作業(yè)讓小組同學(xué)課下完成，實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 。

6結(jié)語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐表明，基于應(yīng)用型本科學(xué)生的培養(yǎng)，在材料力學(xué)教學(xué)的過(guò)程中緊緊圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、多媒體教學(xué)和板書(shū)相結(jié)合、工程案例分析與軟件相結(jié)合、啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)相結(jié)合、優(yōu)化考核，可以促進(jìn)學(xué)生更好的理解并掌握材料力學(xué)這門(mén)課，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在今后的教學(xué)中，老師應(yīng)積極實(shí)踐，努力鉆研，為社會(huì)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。