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(yè)學生接觸較早的與工程實踐相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)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(yǎng)學生具備工程意識( 安全和經(jīng)濟) ，解決工程實際問題的能力�！恫牧狭W》雖然是基礎(chǔ)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(tǒng)的教學方法。本文結(jié)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(fā)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(lián)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(fā)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(wěn)突然倒塌的例子，提出穩(wěn)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(fā)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(zhuǎn)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(nèi)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(shè)計桿件截面尺寸。同樣的，按照對比、啟發(fā)式講授方法，剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲變形也是涉及到內(nèi)力、內(nèi)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(fā)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(jīng)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(jié)論，學生對此方面內(nèi)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(nèi)容轉(zhuǎn)化成圖形，呈現(xiàn)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(jié)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(jié)
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(shù)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(shù)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(nèi)任意一點的矩的代數(shù)和等于零，力對某一點逆時針轉(zhuǎn)動取矩為正，順時針轉(zhuǎn)動取矩為負。梁發(fā)生平面彎曲時，計算梁的內(nèi)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(cè)所有外力在該截面延伸面上投影的代數(shù)和，外力對該截面上形心取矩順時針轉(zhuǎn)動，投影取正值，逆時針轉(zhuǎn)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(guī)定力取矩順時針轉(zhuǎn)動則力投影為正，而在ΣM0( F) = 0 中規(guī)定力取矩逆時針轉(zhuǎn)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(jié)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(jīng)開始講解下一個知識點，容易造成學生與教師之間的脫節(jié); 材料力學課程內(nèi)容多，而課時少，若只按照傳統(tǒng)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(guī)定的學時內(nèi)講完教學大綱要求的內(nèi)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(chǎn)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(shè)計與多媒體有機結(jié)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(shè)計與多媒體結(jié)合并不是說每堂課都要二者并用，要根據(jù)授課內(nèi)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(fā)現(xiàn)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(nèi)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(yǎng)成習慣，不會就問或是討論，激發(fā)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(tǒng)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(nèi)容。這樣的結(jié)果是應試教育的產(chǎn)物，不能體現(xiàn)高校素質(zhì)教育的目的。為了改變這種狀況，充分培養(yǎng)學生學習的主動性、創(chuàng)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(chuàng)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(jié)論性，直接套用公式的題型，培養(yǎng)學生活學活用知識的能力。
3 結(jié)語
《材料力學》是與工程實踐密切相關(guān)的課程，在工程實踐中材料的選擇要求既安全又經(jīng)濟，稍有疏忽就可導致工程中的安全隱患，這就培養(yǎng)學生在學習這門課程時養(yǎng)成嚴謹治學的態(tài)度。對于本課程講授方法要從灌輸式教育轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式教育，不斷改進教學方法，培養(yǎng)學生學習的主動性、創(chuàng)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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