淺談應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)教學(xué)改革

淺談應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)教學(xué)改革淺談應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1674-9324〔2022〕32-0123-02

材料力學(xué)是一門理工科專業(yè)的技術(shù)根底課，是溝通根底課程和專業(yè)課程的橋梁[1-3]。材料力學(xué)也是力學(xué)根底課程之一，許多院校都將其作為工科專業(yè)的一門必修的專業(yè)根底課程，它可為實(shí)際項(xiàng)目問題提供強(qiáng)有力的理論根底和技術(shù)支持。因此，學(xué)生必須要掌握好材料力學(xué)的根本知識及理論，為實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用打下良好的理論根底。為了和社會接軌，對材料力學(xué)的教學(xué)改革已刻不容緩。張艷麗等人針對應(yīng)用型本科院校提出了材料力學(xué)的改革計(jì)劃[4]；劉雯雯等提出材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[5]；楊超等人對應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)教學(xué)進(jìn)行了改革與探討[2]。針對應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)課程的教學(xué)改革，筆者也提及下列幾點(diǎn)思考。

一、高校應(yīng)根據(jù)各專業(yè)自身的特點(diǎn)合理確定教學(xué)內(nèi)容

材料力學(xué)課程的教學(xué)首先應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，科學(xué)確定教學(xué)內(nèi)容。針對土建類等相關(guān)專業(yè)，由于在該行業(yè)中柱、梁等構(gòu)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(gòu)件根本變形時(shí)就要以桿件軸向拉〔壓〕和彎曲變形作為教學(xué)的重點(diǎn)。而在機(jī)械行業(yè)中，有些軸類構(gòu)件還要產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，因而對于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，構(gòu)件的軸向拉〔壓〕、彎曲和扭轉(zhuǎn)變形都應(yīng)列為教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。

二、選擇適應(yīng)性教材或自編教材

作為應(yīng)用型本科院校，應(yīng)從應(yīng)用型角度選擇適合自己專業(yè)學(xué)生的教材或本專業(yè)教師自編教材。

1.各應(yīng)用型本科院校不能照搬其他重點(diǎn)院校的優(yōu)秀教材。不可否定，重點(diǎn)院校學(xué)生的獲取知識或?qū)W習(xí)的能力普遍高于一般院校的學(xué)生，有的優(yōu)秀教材只適合于重點(diǎn)院校學(xué)生，因?yàn)檫@些優(yōu)秀教材在難度和深度方面已超過一般普通院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，反之亦然。所以各院校應(yīng)充沛了解本校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，選擇適合學(xué)生專業(yè)的教材。簡言之，適用的才是最好的。

2.要因材施教，各專業(yè)教師最好組成團(tuán)隊(duì)，自編教材。根據(jù)學(xué)生的層次和水平，編制適宜的教材。由于是應(yīng)用型本科院校，自編教材時(shí)要注意下列幾個(gè)方面：最首要根本的一個(gè)方面是自編教材內(nèi)容要合理，當(dāng)然應(yīng)緊緊圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才這個(gè)主線。其次，自編教材應(yīng)密切聯(lián)系項(xiàng)目實(shí)際，所以在自編知識點(diǎn)時(shí)一般都要先引入項(xiàng)目實(shí)例。再者，一些不是非常重要的公式只需作適當(dāng)?shù)慕忉尡砻?，無需長篇大論的推導(dǎo)。當(dāng)然對于一些非常重要的公式或理論，根本的公式推導(dǎo)過程也是必需的。最后，教材難易程度要適中，知識點(diǎn)要相互銜接，循序漸進(jìn)，由淺入深，由簡單到復(fù)雜。

三、綜合應(yīng)用多種教學(xué)辦法和伎倆

為了到達(dá)良好的教學(xué)效果，應(yīng)把各種教學(xué)辦法有機(jī)地結(jié)合起來。本人根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出下列一些辦法。

1.使用多媒體教學(xué)與版書相結(jié)合。現(xiàn)在，多媒體教學(xué)早已遍及各高等院校，幾乎所有課程教師在講授時(shí)都要用到多媒體。教師在教學(xué)時(shí)如果照本宣科，材料力學(xué)課程的教學(xué)就會變得干燥無味。學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)也會不足積極性和主動(dòng)性。然而如果教師能夠結(jié)合生活實(shí)際，比方教師在講解項(xiàng)目實(shí)例時(shí)，可在課件中插入圖片，根據(jù)圖片引出問題，而后過渡到教材上，從而講解相關(guān)知識點(diǎn)，這樣就可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而可以使學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)獲取知識。這就要求教師在課后花費(fèi)大量時(shí)間制作完備的多媒體課件。當(dāng)然，上課時(shí)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(xué)生思考，比方當(dāng)講解重要公式推導(dǎo)時(shí)教師應(yīng)結(jié)合版書，引導(dǎo)學(xué)生公式推導(dǎo)，使學(xué)生容易接受。再如當(dāng)講解例題時(shí)，教師應(yīng)在黑板上分析例題的解題思路，而后可以根據(jù)思路播放其求解過程，等等。所以多媒體教學(xué)應(yīng)與版書相結(jié)合，這樣才有可能到達(dá)事半功倍的教學(xué)效果。

2.比擬法。由于材料力學(xué)公式較多，有些知識點(diǎn)的分析辦法也類似，所以要學(xué)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(xué)好材料力學(xué)的關(guān)鍵一環(huán)。比方在講授扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算公式時(shí)，就可以類比前面的軸向拉壓時(shí)橫截面上的應(yīng)力計(jì)算公式；講到彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式時(shí)，可以類比前面的軸向拉壓橫截面上的應(yīng)力計(jì)算公式以及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的計(jì)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。針對這三種根本變形的計(jì)算公式及各力學(xué)量的含義如表1所示。

再如，我們在討論圓形直桿受扭時(shí)應(yīng)力的時(shí)候，要綜合研究變形幾何、物理和靜力等三方面的關(guān)系。同樣地，我們在推導(dǎo)純彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式的時(shí)候，也要從變形幾何、物理和靜力三個(gè)方面入手。所以教師在講授課程時(shí)，要提醒學(xué)生針對分析辦法類似的知識點(diǎn)，要用類比的方式去學(xué)習(xí)，這樣當(dāng)學(xué)生理解圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算公式之后，再來研究純彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式就顯得容易多了。

3.歸納法。材料力學(xué)的知識點(diǎn)繁多復(fù)雜，這就要求教師每上完一堂課，都要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，將概念和知識點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生能夠從整體上把握本堂課的教學(xué)內(nèi)容，便于課后復(fù)習(xí)。在教學(xué)過程中還要對解題思路、解題辦法等內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，這樣可以使學(xué)生了解或掌握多種解題辦法，開拓學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)生的解題效率，發(fā)散學(xué)生的思維，等等。

4.啟發(fā)式教學(xué)。在教學(xué)中，一定要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而活潑課堂氛圍。在課堂教學(xué)中，一定要注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的主戰(zhàn)場[6]。為到達(dá)這一目標(biāo)可采用啟發(fā)式教學(xué)，可以結(jié)合實(shí)際提出設(shè)問。比方在講到彎曲時(shí)，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(yīng)力集中概念時(shí)，為什么階梯軸的軸肩處要用圓弧過渡，等等。四、注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)

針對應(yīng)用型本科院校，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也顯得尤為重要。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要從根本實(shí)驗(yàn)入手，擴(kuò)充根本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)的思考性，給學(xué)生更多的動(dòng)手動(dòng)腦的時(shí)機(jī)。對根本實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)該從內(nèi)容上進(jìn)行精選，保存必要的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，在原有根底上要提高起點(diǎn)，增加難度，增加思考性。[7]材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是對學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目素質(zhì)教育和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，它也是理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)踐性的主要環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)，不僅能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，還能提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我們知道材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以分為演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性或研究型實(shí)驗(yàn)三大類：演示性實(shí)驗(yàn)是由教師在實(shí)驗(yàn)室演示和學(xué)生在現(xiàn)場參觀的實(shí)驗(yàn)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是由教師指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立操作完成，從而來驗(yàn)證理論正確性的實(shí)驗(yàn)；綜合性或研究型實(shí)驗(yàn)以教師和學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為主，從而到達(dá)激發(fā)學(xué)生發(fā)明興趣和充沛調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)明思維的目的。只有在演示性及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的