朱云輝等

摘要：

材料力學(xué)是高等學(xué)校土建類專業(yè)本科學(xué)生一門(mén)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。文章在分析“三本”土建類專業(yè)學(xué)生材料力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了課程教學(xué)的工程化思想，并通過(guò)教材選擇及教學(xué)大綱優(yōu)化、“填充式”講義編寫(xiě)及應(yīng)用、教學(xué)實(shí)例庫(kù)建設(shè)及工程實(shí)例兩階段講解，以及增設(shè)課程實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面，研究基于“工程化”思想的材料力學(xué)課程教學(xué)體系。2011年以來(lái)的授課過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成績(jī)不斷提高，一定程度檢驗(yàn)了此課程體系的教學(xué)效果，也從另一側(cè)面表明基于“工程化”思想的課程體系更加適于三本土建類專業(yè)學(xué)生的實(shí)際狀況。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；工程化思想； 教學(xué)實(shí)例庫(kù)； 填充式講義

中圖分類號(hào)：G6423；TU501 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2014）02005003

材料力學(xué)是高等學(xué)校土建類專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程基本理論是在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法[1]。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備一定的土木工程材料設(shè)計(jì)、選用及構(gòu)件失效分析的能力，并可直接應(yīng)用課程知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題，從而提高工程實(shí)踐能力。作為土建類專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程，材料力學(xué)具有理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)、與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，在土建類學(xué)科課程體系及專業(yè)發(fā)展中舉足輕重，從而受到廣大院校及授課教師的高度重視，也從課程教學(xué)等不同側(cè)面開(kāi)展研究工作，一定程度豐富了材料力學(xué)課程教學(xué)體系，提高了教學(xué)質(zhì)量[2-4]。

從溫州大學(xué)甌江學(xué)院第三批土建類本科學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，在分析材料力學(xué)實(shí)際教學(xué)情況及存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了工程化課程體系的思想，從教材選擇、教學(xué)大綱內(nèi)容優(yōu)化、建設(shè)教學(xué)實(shí)例庫(kù)及填充式講義的編制及應(yīng)用等方面改革材料力學(xué)課程體系，并形成系統(tǒng)化的教學(xué)思想和教學(xué)材料。通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐，課程教學(xué)體系不斷完善，課程的教學(xué)效果得到了一定程度的提升，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、土建類專業(yè)材料力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）生源現(xiàn)狀

溫州大學(xué)甌江學(xué)院作為溫州大學(xué)的獨(dú)立學(xué)院，主要招生對(duì)象為第三批本科學(xué)生，每年招生土建類專業(yè)學(xué)生200人。從平均角度而言，三本學(xué)生在知識(shí)基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)、學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性方面都不及一本及二本同專業(yè)學(xué)生。因此，課程授課要在充分提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的基礎(chǔ)上開(kāi)展。

（二） 材料力學(xué)課程的專業(yè)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

根據(jù)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，材料力學(xué)課程在大二上半學(xué)期開(kāi)設(shè)。在此之前，學(xué)生僅通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)、工程材料及土木工程概論課程，初步接觸到土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，但對(duì)結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)受力等深層次的內(nèi)容尚未理解。因此，學(xué)生在材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，難以將授課內(nèi)容與工程實(shí)際建立起聯(lián)系，容易僅看到課程枯燥的理論內(nèi)容，從而失去課程學(xué)習(xí)的興趣。因此，授課過(guò)程中，建立理論與工程實(shí)際的結(jié)合點(diǎn)，讓學(xué)生看到所學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，有利于提升學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

（三） 材料力學(xué)授課現(xiàn)狀

在2009—2010年度第一學(xué)期之前，由于缺乏適合三本學(xué)生的教材，在授課過(guò)程中采用與二本學(xué)生相同的教材、教學(xué)大綱及授課方法。但由于生源素質(zhì)的差異，課程效果并不十分理想，影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)和發(fā)展。

從上述情況來(lái)看，材料力學(xué)課程授課存在與三本學(xué)生實(shí)際需求不符的現(xiàn)象，不利于學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展，亟需

找尋適于三本學(xué)生的課程教學(xué)方法及思路。2009年后，經(jīng)過(guò)學(xué)院材料力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)近四年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和探索，提出了“工程化”的課程教學(xué)思想，不斷完善后形成了適于三本學(xué)生實(shí)際的材料力學(xué)課程教學(xué)體系，在教學(xué)過(guò)程中取得了一定的效果。

二、材料力學(xué) “工程化”課程改革思想

（一）調(diào)整授課教材和優(yōu)化教學(xué)大綱

教材和教學(xué)大綱是課程教學(xué)綱領(lǐng)性文件。為了實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)工程化思想，首先要使學(xué)生能夠掌握課程理論內(nèi)容與工程實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)，如土木工程領(lǐng)域構(gòu)件拉伸和壓縮的知識(shí)主要在工程實(shí)踐的哪些構(gòu)件上應(yīng)用等。有了這些明確的結(jié)合點(diǎn)，學(xué)生會(huì)直接感受到理論知識(shí)的實(shí)用性，一定程度提升學(xué)習(xí)的興趣。為此，課程組將授課教材更換為邱棣華教授主編的《材料力學(xué)》[1]（高等教育出版社出版，教育科學(xué)“十五”國(guó)家規(guī)劃課題研究成果）。該教材以“應(yīng)用型”為基本思想，每章都以工程實(shí)際構(gòu)件舉例作為出發(fā)點(diǎn)，使章節(jié)內(nèi)容的工程應(yīng)用具有明確的指向，符合“工程化”課程教學(xué)改革的思想。

在此基礎(chǔ)上，從工程化的角度出發(fā)，結(jié)合三本學(xué)生理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱，實(shí)踐學(xué)習(xí)興趣大，未來(lái)就業(yè)多在技術(shù)崗位等特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)大綱內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。在專業(yè)委員會(huì)課程大綱內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了軸向拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲內(nèi)力、彎曲應(yīng)力及彎曲變形等實(shí)踐中應(yīng)用度高的內(nèi)容要求。同時(shí)，把能量法、交變應(yīng)力及材料在彈塑性狀態(tài)下的強(qiáng)度計(jì)算等難度較大、實(shí)踐應(yīng)用具有特定性的內(nèi)容降低到“知其理論、曉其應(yīng)用”的程度。教學(xué)大綱的修改，使課程內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合更加緊密，對(duì)三本學(xué)生而言更加具有針對(duì)性。

（二） 采用基于“填充式”講義的授課方法

在材料力學(xué)的授課過(guò)程中，“課堂上教師講學(xué)生聽(tīng)、課后學(xué)生練教師改”是常規(guī)的授課方式。由于教與練的不同步性，使課程學(xué)習(xí)按照“教師教—學(xué)生聽(tīng)—課后練—發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—教師糾正”的過(guò)程展開(kāi)。在這種授課模式下，學(xué)生對(duì)掌握偏差的

知識(shí)點(diǎn)糾偏過(guò)程漫長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性、課后練習(xí)主動(dòng)性提出了很高的要求。針對(duì)三本學(xué)生課程學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)、上課注意力集中度差、缺乏課后練習(xí)主動(dòng)性等問(wèn)題，課程組研究編寫(xiě)“填充式”講義，并應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程中?；凇疤畛涫健敝v義的授課方法是在教師進(jìn)行PPT授課的同時(shí)，印發(fā)與PPT授課內(nèi)容同步的講義。講義主要包括授課內(nèi)容要點(diǎn)和例題解答，使學(xué)生能掌握知識(shí)框架及要點(diǎn)，并能在教師完成知識(shí)點(diǎn)講解后，采用講義進(jìn)行同步練習(xí)。講義對(duì)例題解答過(guò)程部分采用填充式編寫(xiě)，即僅顯示例題的主要解答步驟及非關(guān)鍵性的解答內(nèi)容，對(duì)構(gòu)建計(jì)算式、套用公式、關(guān)鍵參數(shù)選取等關(guān)鍵內(nèi)容采用填空方式讓學(xué)生完成。在學(xué)生完成填充式練習(xí)后，教師通過(guò)PPT講解正確答案。從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，因例題已顯示內(nèi)容的導(dǎo)向作用，非常有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握及題目解答過(guò)程的規(guī)范化。同時(shí)，“填充式”講義的編寫(xiě)和應(yīng)用，在充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，也使教與學(xué)在課堂內(nèi)同步完成，縮短了知識(shí)點(diǎn)的消化過(guò)程，使學(xué)生課后練習(xí)更具針對(duì)性和有效性。

（三） 建設(shè)教學(xué)實(shí)例庫(kù)，加強(qiáng)授課過(guò)程中工程實(shí)例的講解

基于“應(yīng)用型”的教材和教學(xué)大綱內(nèi)容，授課教師在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)材料力學(xué)理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納和整理，形成了與章節(jié)理論知識(shí)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的教學(xué)實(shí)例庫(kù)，包括工程圖片、動(dòng)畫(huà)及錄像等。工程圖片主要是對(duì)應(yīng)于某一理論知識(shí)點(diǎn)的構(gòu)件，如：與構(gòu)件受拉內(nèi)容對(duì)應(yīng)的工程圖片包括桁架下弦桿、懸索橋懸索等。實(shí)例庫(kù)的動(dòng)畫(huà)及錄像主要是針對(duì)構(gòu)件拉伸實(shí)驗(yàn)、復(fù)雜變形實(shí)例變形過(guò)程等。在授課過(guò)程中，除了在講授理論知識(shí)點(diǎn)時(shí)適時(shí)播放動(dòng)畫(huà)或錄像，使學(xué)生更加直觀理解課程內(nèi)容外，對(duì)實(shí)例庫(kù)中的工程實(shí)例圖片采用兩階段講解方法，進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識(shí)點(diǎn)與實(shí)踐的結(jié)合。兩階段講解方法是：在章節(jié)引言部分，首先介紹本章節(jié)的理論內(nèi)容，然后結(jié)合教學(xué)實(shí)例庫(kù)實(shí)例，對(duì)這些理論內(nèi)容在工程實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行初步講解，使學(xué)生清楚知道本章節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要用在工程實(shí)踐的哪些方面，并提出在這些構(gòu)件分析時(shí)需要解決的問(wèn)題，使學(xué)生帶著問(wèn)題參與課程學(xué)習(xí)活動(dòng)。在章節(jié)理論知識(shí)講解完畢后，對(duì)前言中講解過(guò)的工程實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)講解，主要是應(yīng)用本章節(jié)理論內(nèi)容具體分析前言部分講解的實(shí)例，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，一定程度上提高應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及具體構(gòu)件的分析能力。

（四）設(shè)置課程實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐認(rèn)知

為解決學(xué)生工程實(shí)踐認(rèn)知能力薄弱的問(wèn)題，在授課過(guò)程中設(shè)置6個(gè)學(xué)時(shí)的工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。在緒論部分理論內(nèi)容講解完成后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生了解與課程內(nèi)容對(duì)應(yīng)的工程構(gòu)件實(shí)際狀況。在后續(xù)授課過(guò)程中，根據(jù)課程進(jìn)展，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的方式加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，并對(duì)理論與實(shí)際的差異性進(jìn)行分析，拓展學(xué)生視野。

三、課程改革效果

作為土建類專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，材料力學(xué)受到了廣大師生的重視。為提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的效果，筆者基于三本材料力學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出課程教學(xué)的工程化思想，并從教材選擇、大綱優(yōu)化、教學(xué)實(shí)例庫(kù)建設(shè)及“填充式”講義授課方法等方面，對(duì)課程進(jìn)行了系統(tǒng)的改革研究。通過(guò)2011年以來(lái)的課堂應(yīng)用和實(shí)踐，基于“工程化”思想的課程教學(xué)體系不斷完善成熟，同時(shí)，不斷提高的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)生課程成績(jī)也一定程度佐證了課程改革的效果，此系統(tǒng)教學(xué)方法可以作為相關(guān)課程改革的借鑒。參考文獻(xiàn)：

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