以学生为主体的材料力学教学改革

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[摘要] 提高教学效果,激发学生学习兴趣,培养专业能力,是课堂教学改革的主要目的。作者结合自己多年从事《材料力学》教学的经验,以及学生专业发展需要,在广泛征求学生意见的基础上,和学生一道共同探讨了教学内容的重组、教学方法的改革,提出了重视教学思路、培养实验技能、采用多媒体辅助教学等、多种教学方法相结合的综合教学模式,收到了很好的教学效果。

[关键词] 教学方法 实验 多媒体 内容重组

一、引言

材料力学既是一门基础科学,又是一门技术科学,是许多工程与科学的基础。长期以来已经形成了相对稳定的课程体系,在几十年的人才培养中发挥了重要作用。传统的经典理论在现代工程和科学技术中仍广泛被应用。这就决定了材料力学教学仍应以经典理论为主。但在科学技术日新月异的今天,在精简学时的同时,必须改革材料力学课程体系、教学内容和方法,减少重复,增添与现代科技发展相适应的新内容,提高效率,保证质量,适应新时期的发展和要求。积极推进本课程的课程教学改革,对提高学生分析、研究、解决工程问题能力,提升专业素养十分重要。

多年来,材料力学教学大纲过分强调课程本身理论的系统性与完整性,注重公式的推导,与本专业相关课程的联系较差,联系工程实际问题不够,尤其缺乏对学生将工程实际问题转化为适当的力学模型的培养。

由于教学内容过多过繁,增加了学生接受和消化知识的困难,也不利于学生独立思考和分析与解决问题能力的培养,更谈不上培养学生分析解决工程实际问题的能力。

教学方法陈旧,课堂气氛沉闷,力学知识本身的枯燥无味,再加上学生缺乏主动性与积极性,不能给学生留出充分的思维空间和讨论空间,教学效果不理想,成绩不佳,影响后续课程的学习。本文结合师范学院机械制造与自动化专业培养目标的特殊性,对材料力学课程的教学改革作如下的探讨。

二、教学内容的重组

按原来的基本类型分章,把教材内容分为三大部分,第一部分为四种基本变形包括拉伸与压缩、扭转、剪切与挤压、弯曲变形。第二部分为强度理论和组合变形。第三部分为压杆稳定。四种基本变形用相同的研究方法重点介绍受力特征、变形特征、应力分布及强度校核理论,讲授时注重工程实际问题的应用,着重培养学生熟练掌握用强度校核公式解决三类不同问题的方法。材料力学的研究对象也应从各向同性(单一的金属材料)拓宽到复合材料上。在强度理论方面可以加入断裂破坏准则。拉、压、弯、扭及其组合变形是材料力学的基本内容,掌握这部分内容的关键就是准确进行各种变形的外力、内力、应力和变形的计算与分析,寻找危险点的极值应力。传统的教学内容有它本身的整体性与系统性,重组后的内容要与传统内容达成完美结合,还需要一个过程,这就需要在实际组织教学时进行大量的教学实践和研究。

三、教学方法的改革

教学的目的,除了让学生掌握材料力学的教学内容,还要让学生掌握分析问题、解决问题的方法。不但教给学生知识,还应该教给学生获取新知识、创造新成果的思维方式和思想方式,要使学生的思维活跃起来,求知欲强烈起来。所有这些都需要我们改变过去“填鸭式”的教学方法,针对机械专业学生的特点,以激发学生的求知欲、竞争欲和表现欲为目的,采取一定的措施来改革教学方法。

突出学生主体地位,培养学生的学习与应用能力。教学过程是教与学,教师是主导,学生是主体。教师不可能传授给学生终生享受的知识和技能,但却可以通过对学生能力的培养,传授给他们学习与应用的能力。为了培养学生的学习能力,每章内容讲授前,首先要让学生预习,通过预习提出每章内容的重点、难点,并引导他们自己查资料解决问题,不仅培养学生的学习能力,还要培养学生的自学能力,突出学生学习的主体地位,充分调动学生学习的主动性、积极性。为了培养学生的应用能力,即分析解决问题的能力,材料力学教学除了按教材教学外,还将国内外新材料、新工艺、新技术等方面的知识渗透到教学中,扩大学生知识面,强化学生分析问题、解决问题的能力,使他们在走向工作岗位后对所学知识有较强的应用能力。

四、采用现代化教学手段,提高教学的效率与效果

充分利用材料力学课程的工程背景,利用多媒体技术,将工程实例生动地展现在学生面前,用动画将抽象难懂的内容形象地表达出来,化解教学难点、缩短学生的认知过程;吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,学生基本上能当堂消化该节课的内容,大大地提高了课堂教学效率和效果。

五、加强实验环节,提高学生实验能力

实验是材料力学教学的一个重要环节,是理论联系实际的重要手段。目前的实验指导书并没有对实验的全过程进行系统阐述,实验报告多是填空式,对学生认知能力及动手能力的培养极为不利。为此,结合拉压、扭转、弯曲三大实验,实验前指导学生进行认真的准备,自己动手设计实验方案;实验过程中,让学生认真观察实验现象,分析总结实验结果,重点培养学生科学的工作方法,严谨的工作态度及踏实的工作作风;实验完成后,由学生通过思考,按实验规范自行设计、完成一份科学合理的实验报告。通过实验全过程的实施,让学生清楚地知道实验是科学研究的重要手段,使学生对材料力学知识有更加深入地了解。由此可见,实验课可起到理论课起不到的作用,对于提高学生的综合素质有很重要的意义。

六、结束语

材料力学的课程改革,是一项长期而又艰巨的任务。改革既要符合专业的培养目标,保证学生具有宽厚、扎实的基础和基本的应用能力,又要积极稳妥,循序渐进。由于力学课程教学涉及面广,各专业对力学课程教学的要求又不尽相同,所以改革应该分层次、分阶段、有针对性地进行,要在探索中不断总结经验,逐步完善。所有的改革都应以发展学生智能,提高学生素质,培养高质量的应用型本科人才为出发点。

参考文献:

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[5]刘长文.材料力学教学方法探讨.长沙铁道学院学报(社会科学版),2004,(12).