基于卓越工程师计划的材料力学教学改革的研究

李忠芳，马万征

（1.安徽科技学院机电与车辆工程学院，安徽凤阳233100；2.安徽科技学院城建与环境学院）

基于卓越工程师计划的材料力学教学改革的研究

李忠芳1，马万征2

（1.安徽科技学院机电与车辆工程学院，安徽凤阳233100；2.安徽科技学院城建与环境学院）

针对当前材料力学教学中存在的问题,通过对教学内容、方法及教学手段等方面的教学改革进行探索.该文结合本校的教学改革实践提出了理论教学和实验教学的改革措施，以期提高材料力学教学质量，培养学生动手能力和解决实际问题的能力展.

材料力学；教学改革；理论教学；实验教学

卓越工程师也称为中国“卓越工程师教育培养计划”，计划采用10年时间培养出一批百余万高质量的各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人才优势.2010年3月教育部正式启动第一批试点高校卓越工程师工作，安徽科技学院成为教育部“卓越工程师培养计划”全国首批试点高校，机械类专业则是安徽科技学院重点建设的专业.材料力学是机械类专业的一门重要专业基础课程，也是构成专业课程的基础性支撑平台课,它可为工程实践提供强有力的理论基础和技术支持，对学生后续课程的学习和知识结构的完善起着重要的作用[1]，主要内容包括：材料拉伸与压缩，材料扭转，材料弯曲这三种变形形式下的内力、应力和变形，强度计算与刚度计算等知识.通过本课程的学习，可使学生掌握材料力学的基本方法，为后续课程打下良好基础.因此，卓越工程师计划下的材料力学教学主要为学生学习专业课打下一个良好基础开展而的，具有重要的理论意义和实践价值.材料力学的教学改革对培养卓越工程师人才具有极其重要的意义.

1 理论教学改革

安徽科技学院选用的教材为高等教育出版社出版，刘鸿文主编的《材料力学》第五版.该教材内容较新颖，符合专业的教学要求.在2012年，经过多年的教学实践和多轮讨论形成了课程的教学大纲、授课教案、实验教案和与之配套的测试技术实验指导书等，并能在教学中严格执行.主要采用多媒体授课，有与教材配套的多媒体课件.目前使用教材存在的主要问题是侧重于实际工程应用的内容偏少，基本知识讲授较多，学生普遍感觉比较抽象，下一步可尝试自编或参编教材，改进多媒体课件内容，突出新知识、新成果以及专业培养要求相关的应用性内容.

随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，材料力学的教学可以考虑计算机辅助教学，对某些材料力学问题可以实现计算机化的教学，使这些问题以图、文、声并茂的形式呈现在学生面前，使得教学理论更加生动化，加深学生对理论知识的理解和掌握.要培养学生的创新精神，必须活跃学生的学术思想，激发学生的创造性思维[2].在实际的教学过程中，可以让学生了解当前材料力学的前沿知识，比如新材料的特性、弹性力学，了解在实际的科研工作中，材料力学的实际应用，增加学生的学习兴趣及科研潜力.

材料力学的教学过程普遍以“拉伸—剪切—扭转—弯曲”为主线，每种变形的讲解都按“内力—应力—变形……”顺序进行，对每种变形问题，普遍采用“平面截面假设—变形几何关系—物理关系—静力平衡条件—应力公式”相同的推导过程[3].在实际的教学过程中，应当总结整个材料力学教学中的主要概念、例题.按照由易入难，适当的调整教学次序，使得各个章节有机的结合起来.同时改革过程中应注重教学内容的完整和严谨,突出内容的内在联系与有机结合.注意到深层次的划分,突出对工程实例的力学分析，力争做到庖丁解牛式的学习效果.可以提高学生学习的主动性，强化学习效果.

在教学的过程中，可以综合采用多种教学方法和教学手段，例如启发式教学、归纳法教学等，这样可以提高学生对理论知识的掌握程度，启发式教学能够引导学生积极思考，调动学生的学习积极性和主动性，活跃课堂气氛.归纳法教学即教师在每章内容讲述完后，对每章的知识点进行归纳总结，让学生清晰的认识到本章的知识层次结构，在所有课程结束后，可利用思维导图（如Mind-manager）等工具对整个材料力学的知识进行分类总结，把所有的知识进行有机的连接起来，对学生掌握材料力学的整体知识具有促进作用.

2 实验教学改革

实验教学是教学过程中的重要组成部分.对学生巩固、加深理论知识，对培养学生自己动手发现问题、分析问题、解决问题的能力,对培养学生创新精神等方面都有着不可替代的重要意义和作用[4].材料力学的本质都是实验学科，其理论的建立和发展均以严格的材料力学实验为基础的学科[5].我校的材料力学课程已开出十个实验学时，其中包括材料拉压扭基本实验和四个学时的电测实验，已基本满足教学需要.但是，随着卓越工程师计划的实施，目前的实验教学亟需改进，以适应卓越工程师培养的要求.

在实验教学的过程中，应当对目前的验证型实验进一步完善，增加设计型的实验，设计性实验则是给定实验目的和实验条件，让学生自己设计方案并按要求完成实验目的的实验[6].既提高了学生分析问题和解决问题的能力，又满足了学生对深层次知识的需求，拓展了学生的思维模式，满足卓越工程师人才培养的要求.

3 结束语

材料力学应用型教学改革成功与否，其中一条检验标准是学生能否有效地将所学的理论知识应用于实践，在实践中创新理论.为满足卓越工程师培养的要求，通过理论教学和实践教学的改革，可以端正学生的学习态度，激发学生的学习热情，使其更好地掌握材料力学的理论知识和实践知识，能够提高学生应用材料力学的知识解决工程实践问题的能力，为其成为合格的工程设计和施工人员以及优秀工程师奠定良好的基础.

〔1〕胡玮军.材料力学教学改革探讨[J].科技信息:学术研究,2007(8):82-83.

〔2〕杨志军，赵学友.材料力学课程教学改革与创新[J].内蒙古科技大学，2011（3）:25-26.

〔3〕安万德.机械类专业材料力学教材、教学改革的设想[J].科技信息，2011（28）:91.

〔4〕马万征，李忠芳，邢素芝，等.基于应用能力培养为主的实验教学改革研究[J].赤峰学院学报，2012,28（9）：231-232.

〔5〕舒开鸥，赵大华.“材料力学实验”课程教学改革研究-以九江学院为例[J].长春理工大学学报，2010,5（4）：152-153.

〔6〕欧阳思洁，钱灿.材料力学实验教学改革实践与思考[J].实验科学与技术，2012,10（4）：79-81.

O341

A

1673-260X（2013）03-0005-02

车辆工程重点建设学科（AKXK20102-5）；安徽高校省级自然科学研究项目“板料成形变压边力控制机理及其变压边力成形控制技术”（KJ2011Z081）；安徽科技学院自然科学研究项目“镁合金汽车后举门冲压成形设备开发”（ZRC2010265）；国家级卓越工程师计划：机械设计制造及其自动化，安徽省高等学校省级质量工程项目：卓越工程师计划，车辆工程