提高《材料力学》教学质量的研究

刘 露 沈玉凤

山东理工大学，山东淄博 255049

提高《材料力学》教学质量的研究

刘 露 沈玉凤

山东理工大学，山东淄博 255049

材料力学是机械类专业的一门重要技术基础课，对培养学生的工程意识，思维方式都有重要的作用。本文做了提高教学质量的一些研究，包括研究目的的介绍，力学史及工程实例的引入，上课的互动以及教学过程中软件的运用等。在教学实践中对这些措施进行了应用，取得了不错的教学效果。

材料力学；教学质量；研究

引言

材料力学是机械类专业一门重要的技术基础课，该课程是学习机械设计等后续课程的理论基础，是联系基础课和专业课的桥梁，起着承上启下的作用。但该课程公式多，理论知识抽象，知识点繁杂，学习起来有一定难度。前边基本变形的学习学生还能接受，但从应力状态开始有些学生学习起来就感觉有些吃力。所以如何提高材料力学教学质量就成了我们力学老师要研究的问题。

根据多年的力学教学经验，以及对学生学习情况的总结，提出了一些提高教学质量的措施，以改进本课程的教学效果，提高学生的思考能力，培养学生的工程意识。

1 交代清楚新内容引入的目的，意义

讲授新内容时要复习已学内容，然后引入新知识。新内容引入这个环节是非常重要的，要交代清楚研究此内容的目的，意义，这样学生学习起来才思路清楚，明白了在工程应用中的作用。例如在讲授应力状态时，为什么要分析不同面上的应力？给出梁横力弯曲的弯矩图，可以看到不同截面上弯矩是不同的。再给出杆件拉伸时横截面上和斜截面上应力图，可以得出过一点不同截面上应力分布也不同。所以我们要进行强度校核就要找到内力最大的面，即危险面。为什么要分析一点的应力呢？从弯曲和扭转的内力图我们可以看出同一面上不同点的应力是不同的。所以我们要通过分析点的应力来找到危险点。这样讲授下来就可以使学生很清楚为什么要分析面的应力和点的应力，也能很好的理解学习应力状态的目的和意义。

2 介绍一些力学家的情况

材料力学的理论知识很多，学习起来感觉有些枯燥。在讲授过程中可以穿插一些力学家的故事，既可以调节课堂的气氛，激起学生的兴趣，还可以学习那些科学家对待科学知识的严谨的态度。比如提出胡克定律的英国的虎克，建立了受压柱体失稳临界值的计算公式的欧拉等。

3 引入工程实例

材料力学知识点多，概念抽象，但这门课程却十分重要，起着承上启下的作用，并且应用性极强，所以学习理论知识要多联系工程实例，这样有助于学生对所学内容能更好地理解，同时也拓展了工程思维，扩大了视野，培养了创造性思维的能力。我们的生活中力学现象无处不在，实例很好找。方便面调料袋子从开口处撕，就是应力集中的应用。把衣服拧干是一种扭转的现象。拔树时来回晃是疲劳破坏的应用。

当然还可以找一些工程实例的图片，比如脚手架以及桥坍塌的图片，既可以很好地理解一些知识点，还可以使学生意识到工程设计的重要性，从现在就要培养成为一名合格的工程师的素质。

4 公式推导多结合图片，略讲推导过程

材料力学公式推导多而且也很繁琐，如果老师在黑板上详细地推导，不仅费时而且学生容易产生疲倦心理，收效甚微。我们的目标是培养学生理解和应用公式的能力，所以在推导过程中多用图片，略讲推导过程。例如在推导纯弯曲时正应力的公式，先给出梁弯曲时横截面的图片，可以看出纵向纤维一边伸长，一边缩短，中性层的概念就很好理解了。给出截面上应力分布图，很清楚可以看到，哪边受拉，哪边受压，哪点的应力最大。重要的图片多保留一会，可以加深学生的印象。具体很详细的数学推导过程可以讲得快一些，重点是推导的思路，以及弯曲正应力分布以及应用范围，这样才可以把本公式正确地运用到以后的工程设计中。

5 上课注意和学生的互动，课间休息可以放些轻松的音乐

上课不是一直都是老师在满堂灌，老师很累，学生也集中不起注意力，容易走神。要注意老师和学生的互动，讨论，让学生发表自己的想法见解。讲授过程中引导学生去思考问题。比如在讲脆性材料的扭转时，可以拿一支粉笔，扭断后让学生观察断面形状，让学生分析为什么。这样既可以调动学生思考的积极性，还可以调节课堂气氛，否则一堂课下来，学生很疲惫，教学效果不好，尤其是上午一二节时。课间建议学生不要坐在教室里不动，到教室外边换换环境，同时也可以在教室里放一些轻音乐，放松一下。

6 商业软件可以运用到课程教学中

商业软件比如ANSYS在工程分析中应用很多，可以应用到教学中，让学生接触一些，同时也可以促进对本课程知识的理解。例如基本变形的内力图都可以通过本软件给出，应力大小用不同颜色显示，可以更好地理解内力的概念。还有应力集中，从应力分布图上就可以很明显看出应力集中的现象。因此商业软件对课程学习起到了辅助的作用。

7 上好习题课

材料力学知识点多，课时又少，容易掌握得不扎实，所以讲授知识时也要安排一些习题课，特别是在有重要内容而且知识比较难理解的地方。比如拉压那一章超静定问题，还有扭转强度和刚度校核问题，弯曲内力图的绘制等都需要安排习题课。选一些典型例题，可以促进学生对所学内容的掌握，还可以让学生来做一些题，以便于及时发现学生学习过程中存在的问题。习题课并不是泛泛地都是老师在讲题，每做一题要对知识点进行总结，提炼出重要东西，以促进学生对理论知识的掌握提升一个高度。

8 课程考核可以尝试采取一纸开卷的方式

现在很多学校的材料力学的考核采取了一纸开卷的方式。因为材料力学的公式太多，学生把太多的精力用在背这些公式上，而忽视了对这些公式的理解以及适用范围，只死记硬背住了，这与培养学生的工程思维的目的相违背。可以考试前任课老师把一张统一的纸发给学生，让学生自己把公式总结到这张纸上，考试时可以带着查阅，考试后收回。这样既可以锻炼学生总结提炼重点知识的能力，还可以使学生更有精力去理解基础知识，为以后把所学知识运用到工程实际中打下良好的基础。

9 结语

材料力学是工科院校机械类专业重要的一门技术基础课，如何提高教学质量是我们力学老师一直研究的一个课题。在新内容的引入要交代清楚研究目的，讲授知识时穿插力学家的故事以及工程实例等，我们在教学实践中进行了应用，教学效果不错。我们还要不断地去研究更进一步地去提高教学质量，为学生学习专业知识，毕业以后走上工作岗位都打下一个坚实的基础。

[1]刘鸿文.材料力学[M]，第5版.高等教育出版社，2011.1

[2]谢冰.改进材料力学可能教学几点体会[J].中国教育技术装备，2012（12）：70-72

[3]王涛等.提高材料力学课堂教学品质的研究.装备制造技术[J]，2011（12）:201-203

[4]蔡路军等.材料力学教学中对学生创新能力培养的探讨[J].分析与探究，2012（2）81-82

The Research on Improving Teaching Quality of Mechanics of Materials

Liu lu Shen Yufeng
Shandong University of Technology, Shandong Zibo 255049

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.084

刘露（1972-），女，硕士研究生，讲师，研究方向固体力学；

沈玉凤（1965-），女，硕士研究生，教授，研究方向计算力学。