《材料力学性能》教学改革探讨

王安东　陈彩凤

【摘要】针对当前《材料力学性能》课程改革的必要性，本文从课程内容和实验建设两方面探讨了该课程教学改革的思路和在教学中的应用。通过教学改革，提出了新的教改思路与实验模式，学生学习的积极性和知识系统性得到了提高，工程实践能力和创新能力也得到了加强。

【关键词】材料力学性能；课程改革；课程内容；实验教学

引言：《材料力学性能》是材料类本科生必修的专业基础课之一，由于本门课程的掌握情况对材料类专业学生后续专业课程的深入学习有直接影响，因此积极推进材料力学性能课程的教学改革、强化课程内容建设、培养学生的实验创新能力、结合材料学科前沿发展并主动引导学生学好材料力学性能的知识。由于当前对《材料力学性能》课程建设和教学改革主要围绕着课程内容和实验建设两方面进行，因此笔者结合多年来对材料力学性能的教学实践，就此两方面主要教学改革进行了初步探讨。

一、课程教学的探讨

《材料力学性能》课程教学的核心是帮助学生构建从材料、材料工艺到材料力学性能的知识应用系统和创新技术路线，因此必须让学生明确“材料应用环境——力学性能要求——材料结构与力学性能关系”这一教学主线。将课程内容分为静载荷拉伸力学性能、其他载荷下的力学性能、断裂韧性、变动载荷下的力学性能、环境条件下的力学性能、高温条件下的力学性能、摩擦与磨损性能、纳米材料的力学性能等内容。

另外，由于当前材料学科具有交叉多、综合性强、涉及知识面广的特点，因此要特别考虑到在授课内容中除涉及金属材料的力学性能外，陶瓷材料、复合材料及高分子材料相关的力学性能都已渗透到了教学中。这就要求我们在教学过程中，要适当结合介绍各种材料获得所需力学性能的主要途径，让学生将已学过各种有关材料的知识和正在讲授的内容有机地结合起来，融会贯通地掌握整体知识体系，培养起他们正确地分析判断问题的能力。具体来说，《材料力学性能》涉及到学过的课程主要有《材料力学》、《材料科学基础》、《金属工艺学》、《材料制备新技术》《组织控制原理》、《材料物理性能》等。

根据以上对《材料力学性能》课程内容的分析，在今后的课堂教学过程中，我们需要注意以下几点：

（1）引导材料类T科学生对各种材料的共性基础凝炼。由材料力学性能的基本概念出发，从金属、无机非金属、复合材料和高分子材料力学性能中提炼出共性的理论、规律与分析方法，如各种材料在静载拉伸过程中表现的强度、塑性和韧性等，让学生能了解作为材料力学性能研究的普遍行为、规律与测试方法。

（2）多总结材料力学性能的共性基础与特性表现的关系。从材料“结构—力学性能”的关系出发，通过构建材料力学性能与材料成分/价键、合成/加工间的联系，探明造成材料力学性能差异的结构本质，使学生深入理解“结构—性能”的对应关系。

二、实验教学的探讨

《材料力学性能》实验教学的目的是增强学生对工程实践中（包括设计、制造、使用）与材料力学性能有关的各种问题的感性和理性认识，因此在实施《材料力学性能》实验课程教学过程中，采取开放、互动式的教学模式，也即将实验过程划分为不同阶段，明确每个阶段的任务和考核目标，强化学生的主体地位。实验前，学生要完成相关实验准备工作，包括文献调研、实验设计及预习报告撰写工作，通过查阅相关实验的国家标准文件，了解试样形状尺寸要求和实验测试条件等规定，估算实验设备的技术性能要求。在实验课上，学生要完成实验实施、实验数据处理及实验报告撰写T作，教师要对实验过程中遇到的问题进行分析总结，对实验工作进行评价。最后学生上交实验报告，任课教师进行评阅，对于共性问题进行评析，引导学生进行探讨。实践表明，这一开放、互动式的教学模式可以充分调动学生的积极性、主动性，由于每一个阶段都做到日的明确、考察到位，学生在实验教学开展过程中自觉或不自觉地按照考核标准要求自己，及时了解到自身存在的问题和差距，变被动学习为主动学习。

此外在本课程的实验教学环节中，还要注意实验教学体系的建立及与工程实际的结合。在实验环节中，需要建立从基础实验到综合研究性、工程案例实验的多层次实验内容。在基础实验中，变过去单一材料的力学性能测试为多种材料的性能测试，使学生深入了解材料的共性力学理论及其在不同材料的特性力学差别；在综合实验环节，通过分析材料的综合力学性能，以达到不同材料、力学性能和测试技术的高度统一。同时，将工程构件的失效案例引人到实践环节，加强课堂与工程实际的结合，培养学生发现和解决实际工程问题的能力。

三、结论

随着《材料力学性能》课程改革的深入进行，教学内容和实验建设均在不断更新和充实。在教学内容内上需要积极引导学生对各种材料的共性基础凝炼，由材料力学性能的基本概念出发，从金属、无机非金属、复合材料和高分子材料力学性能中提炼出共性的理论、规律与分析方法；并需要深入阐明材料“结构——性能”的对应关系，使学生了解造成材料力学性能差异的结构本质。实验教学环节中要采取开放式、互动式的实验教学模式，强化学生的主体地位，调动学生的学习主动性；建立从基础实验到综合研究性、工程案例实验的多层次实验内容，注重本课程与工程实际的结合。

参考文献

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