應(yīng)用型本科材料力學教學改革探討——以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例

楊超1， 馬曉芳2， 朱福先3， 陳菊芳1

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

摘要：材料力學是應(yīng)用型本科機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是與工程實踐緊密結(jié)合的一門課程，本文以應(yīng)用型本科人才為培養(yǎng)目標，結(jié)合材料力學課程的特點和教學經(jīng)驗，從教學內(nèi)容、教學方法和優(yōu)化考核等方面提出了一些合理的建議，取得了一定的教學效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科 ； 材料力學 ； 實踐教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：B

收稿日期：2014-11-28

基金項目：江蘇省教育廳教學改革重點項目(2013JSJG055)；江蘇理工學院課程改革專項(KC13011)

作者簡介：楊超(1982-)，男，講師，研究方向為超磁機器與快速啟動，電話：13585315399。

0引言

進入20世紀80年代以后，人們已越來越清醒地認識到，實踐教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學生社會職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑。

應(yīng)用型本科是指以應(yīng)用型為辦學定位的本科院校。應(yīng)用型本科教育屬于較高層次的技術(shù)教育，它是相對于普通本科和高職?？贫缘模炔煌谝话闼哪曛频钠胀ū究?，也不同于專科層次的高職。

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)建課程和教學內(nèi)容體系，重視學生的技術(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)的高級技術(shù)應(yīng)用型人才，并擔負培養(yǎng)生產(chǎn)第一線需要的管理者、組織者以及職業(yè)學校的師資等任務(wù)。而高職專科主要培養(yǎng)一般企事業(yè)部門的技術(shù)應(yīng)用型人才，尤其是培養(yǎng)大量一線需要的技術(shù)人才 。

材料力學是研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強度、剛度、穩(wěn)定和導致各種材料破壞的極限的一門學科。在材料力學的改革中，要從培養(yǎng)學生推導復雜理論公式求解復雜題目的教學理念中轉(zhuǎn)變出來，要更加注重基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)，同時將力學知識與工程問題相結(jié)合，注重培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學習打好基礎(chǔ)。

1緊密圍繞培養(yǎng)目標，優(yōu)化教學內(nèi)容

材料力學是理論性很強的一門學科，是機制專業(yè)學生學習專業(yè)課前必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，材料力學包括理論和實驗兩部分，理論部分又包括強度、剛度、穩(wěn)定性三部分內(nèi)容，特點是理論推導多，公式多，計算多，概念多；特別是在目前“厚基礎(chǔ)、寬口徑”培養(yǎng)目標下，材料力學的學時被普遍壓縮，這就要求我們以培養(yǎng)應(yīng)用型本科為目標來整合教學內(nèi)容；首先刪減部分公式推導過程，換為重點講解公式的過程運用，比如在講解彎曲正應(yīng)力的時候簡單介紹公式的由來，重點放在公式的運用上來；其次要把書本理論知識轉(zhuǎn)化到工程實踐上來，比如在講解軸向拉壓時可以拿工程桁架結(jié)構(gòu)中的二力桿來做分析，在講解彎曲梁時結(jié)合塑性和脆性的性質(zhì)拿工程中的混凝土梁來做分析，在講解屈服時拿工程中腳手架每層限高來做分析，慢慢地引導學生用書本理論知識來求解工程實際問題；21世紀已經(jīng)進入電腦信息時代，很多用人單位將學生對軟件的運用能力作為考核的重要指標之一，因此在上課時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)的當今，作為檢測手段的實驗分析起到非常重要的作用，因此實驗部分應(yīng)重點培養(yǎng)學生的動手操作能力和創(chuàng)新能力。

2多媒體教學和板書相結(jié)合

與傳統(tǒng)課堂教學相比，多媒體教學有三大優(yōu)點：①豐富教學內(nèi)容，引起學生的學習興趣；②它能大大增加課堂信息量，提高教學效率，成為解決學時矛盾的重要途；③可改善教學環(huán)境，免除教師上課時板書的勞累，而更多地注意課堂教學內(nèi)容的組織和講授。但是多媒體課件也有其局限性，比如：過多依賴于多媒體課件，會使教師學生之間失去互動性，難以發(fā)揮教師在課堂上的主導作用和學生的主體作用，教師把握教學過程的難度增加多媒體教學信息量大，節(jié)奏快，難免重點不突出，信息過多過濫還會使學生無法跟上講課的進度，只能被動地接受授課內(nèi)容，缺乏思維的過程；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員，失去了對教學應(yīng)有的控制地位，甚至出現(xiàn)一些教師離開多媒體課件后無法進行教學實踐的情況。這就要求老師在必要的時候加入板書教學，特別是重點求解部分要引導學生一步步的分析計算，只有將多媒體和板書有機的結(jié)合起來才能達到課堂效果的最優(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)用型本科為辦學定位，這就要求在課堂上要引導學生將書本理論知識運用到解決工程案例分析上來，比如廠房的桁架結(jié)構(gòu)、生活用的剪刀、車床的車軸、教室的梁、起重機的吊臂、常見的橋梁以及腳手架等，將書本的軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲以及屈服問題等理論知識引入到工程案例中來；同時工程設(shè)計中的CAE分析已成為工程和結(jié)構(gòu)分析中必不可少的數(shù)值計算分析工具，這就要求老師將CAE分析軟件引入到課堂上來，比如在講解工程案例時附上CAE分析的結(jié)果，并對云圖結(jié)果進行講解，根據(jù)教學內(nèi)容向?qū)W生滲透CAE工程分析軟件的應(yīng)用，以此培養(yǎng)學生學習利用CAE軟件解決工程問題的能力 。

4啟發(fā)式教學和討論式教學相結(jié)合

啟發(fā)式教學和討論式教學是現(xiàn)代教學方法的兩種重要的教學方法，啟發(fā)式教學指在教學工作中依據(jù)學習過程的客觀規(guī)律，引導學生主動、積極、自覺地掌握知識的教學方法。啟發(fā)式教學的實質(zhì)在于正確處理教與學的相互關(guān)系，它反映了教學的客觀規(guī)律。啟發(fā)式教學的關(guān)鍵在于設(shè)置問題情境。討論式教學法強調(diào)在教師的精心準備和指導下，為實現(xiàn)一定的教學目標，通過預先的設(shè)計與組織，啟發(fā)學生就特定問題發(fā)表自己的見解，以培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新精神。兩種教學方法的靈活運用更能激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新能力；比如在講解彎曲梁時，結(jié)合材料的性質(zhì)提問為什么混凝土梁中需要配筋，首先啟發(fā)學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，讓同學們?nèi)シ纸M討論并計算梁的應(yīng)力分布；再比如講解機械中的傳動軸時，對于一些較長的傳動軸中間需要增加約束，啟發(fā)學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算傳動軸的應(yīng)力分布。

5優(yōu)化考核

學期末考試定成績的方法存在一定的片面性，限制了學生的創(chuàng)新精神，對于應(yīng)用型本科院校機制專業(yè)，材料力學課程所承擔的責任是培養(yǎng)學生建立正確的模型，選擇合適的計算方法，掌握利用CAE分析軟件進行計算并分析結(jié)果，為此，教師在傳授知識時應(yīng)更加注重培養(yǎng)學生獲取知識和運用知識的能力，并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。因此，應(yīng)加大平時考核力度，成立學習小組并布置大作業(yè)讓小組同學課下完成，實驗成績的考核要鼓勵學生進行創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力 。

6結(jié)語

教學實踐表明，基于應(yīng)用型本科學生的培養(yǎng)，在材料力學教學的過程中緊緊圍繞培養(yǎng)目標，優(yōu)化教學內(nèi)容、多媒體教學和板書相結(jié)合、工程案例分析與軟件相結(jié)合、啟發(fā)式教學和討論式教學相結(jié)合、優(yōu)化考核，可以促進學生更好的理解并掌握材料力學這門課，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)，增強了學生分析問題和解決問題的能力。在今后的教學中，老師應(yīng)積極實踐，努力鉆研，為社會培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。