辅修学位《材料力学》教学改革研究

2013-08-15张长辉尤培波

华北水利水电大学学报(社会科学版) 2013年6期

张长辉，尤培波

(1．华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450045;2．河南城建学院，河南平顶山 467036)

面对前所未有的机遇和挑战，我国教育还不完全适应国家经济社会发展和人民群众接受良好教育的要求，学生适应社会和就业创业能力不强，创新型、实用型、复合型人才紧缺［1］。双学位本科教育作为人才培养模式的一种改革尝试，为培养跨专业、跨学科、一专多能的复合型人才提供了有效途径，在各门课程的教育教学中，面临新出现的各种问题，如何保证教学质量值得思考和研究，笔者针对辅修学位《材料力学》课程的教学改革谈谈自己的看法。

一、教学现状及存在的问题

《材料力学》是高等学校理工科专业在高等数学和理论力学之后开设的一门技术基础课，主要研究构件在外力作用下的变形和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性的基本理论及方法［2］。综合分析，目前辅修学位《材料力学》课程的教学现状表现在以下几个方面。

第一，《材料力学》本身抽象性较强，各部分间的连贯性较差，教学中还要兼顾课程内在逻辑的需要、工程实践的需要和后续课程的需要，这为该课程的教学带来了一定困难。

第二，由于申请修读第二学士学位专业要跨学科申报，很多高中为文科类学生，在大学一年级不开设高等数学课程，基础较差，学习起来比较吃力。

第三，少数同学认为第二学位是附属的，没有第一学位重要，从根本上不重视第二学位课程的修读，不去上课或上而不听，考前也不复习甚至依赖考试作弊。更有甚者认为双学位是学校揽钱的工具，只要交钱了就能及格，抱着六十分万岁心理，平时上课随便应付。这样导致学习气氛受到影响，学生整体素质下降，逃课、旷课现象增多，甚至影响到教学质量。

第四，按照辅修学位教学计划，《材料力学》实际讲课学时只有48学时，这与主修学位很早以前的80左右学时相比，在教学内容变化不大的情况下，课堂教学的形势十分严峻。

针对学生基础差，教学内容多而繁杂，但课时数较少的现状，如何采取有效的教学手段和方法切实提高教学质量和教学效率，如何有效地调动学生学习的积极性和主动性让学生扎实地掌握课程基础理论知识，并能将这些知识应用到工程实际中去，是辅修学位《材料力学》课程教学改革中亟需解决的问题。

二、教学改革的措施

(一)提高认识，做好备课

《材料力学》本身是一门包含很多基本概念和基本定理的技术基础课，为学习结构力学、钢结构、混凝土结构等后续课程提供必要的基础。对此课程的学习情况将直接影响到后续课程的学习，起着承上启下的作用，同时又可直接用来解决工程实际问题，在很多领域得到广泛应用。必须让学生从思想上认识到这门课程的重要性。

第二学位教育主要是为了社会培养跨学科的复合型人才。《材料力学》的任务是使学生掌握这门课的思想方法，具备定性分析与本专业有关的一些最基本的强度、刚度和稳定性问题的能力，并且在需要时能协助设计人员解决类似的工程问题。教学中备课内容的选择上应以基本概念、基本理论为主，将原教材内容分成基本、一般和次要内容，做到着重基本、教授精华，一般内容学生只作一般了解，也即只给出结论，次要内容以自学为主。像内力、应力、应力状态、位移和变形，强度和刚度以及稳定性这些概念、理论和方法做到精讲，结合例题讲透。同时在教学中应该结合工程实例组织教学，有意识地培养学生的工程概念以及分析工程问题和进行工程计算的基本技能。

(二)运用好多媒体

要用较少的学时完成过去较多学时的内容，就是在有限学时内使课堂信息量最大化，这就需要改变过去传统的黑板粉笔头的教学模式，运用好多媒体。

多媒体教学将文字、图形、图像、声音、动画视频融为一体，使很多难以理解的概念变得生动具体，能够提高学生的学习兴趣，同时还能节省板书时间，增强授课效率。但是，多媒体教学容易使教师学生之间失去互动性，难以发挥教师在课堂上的主导作用和学生的主体作用，同时容易出现学生的注意力集中在图片、动画视频而使重点转移的现象。因此，多媒体只能是一种辅助教学手段，绝不能代替教师授课，只有采用多媒体教学与课堂板书相结合，才能发挥各自的优势，收到最佳的教学效果。

(三)突出水利专业特色，加强实例教学

对于辅修水利水电工作专业学位《材料力学》而言，更多的是和工程实例相结合，突出水利专业特色，让学生在了解工程实例的过程中不断学习，引发学生更大学习兴趣，以达到学以致用的目的。

第一，用材料力学的知识和公式解释工程现象［3］，理论联系实际。例如，用扭矩图解释为什么要把主动轮放在轴的中间;用梁横截面正应力分布规律解释铸铁梁截面一般设计为关于中性轴非对称;用水库大坝及水池侧壁水压力解释线性均布荷载，用水池底部水压力解释均布荷载;用悬臂梁解释拱坝的部分荷载传递原理;用温度应力解释混凝土重力坝设置温度缝的原因等。又如，低碳钢拉伸时的屈服现象是由于在切应力最大的45°斜截面上材料发生滑移所致;铸铁圆截面杆的扭转破坏是由于在45°方向拉应力最大从而使材料发生断裂所致。

第二，收集尽可能多的涉及材料力学问题的工程事故案例在课堂上进行介绍，引导学生去自主分析，从而加强对材料力学知识的理解和应用。例如:1876年美国横跨阿士特毕拉河上同名桥因为斜压杆失稳而破坏;美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而产生断裂;1864年，英国戴尔戴克水库在蓄水中发生裂缝垮坝，死亡250人，800所房屋被毁;1959年，西班牙佛台特拉水库发生沉陷垮坝，死亡144人;1967年，印度柯依那水库诱发地震，坝体震裂，死亡180人。

(四)搞好互动，加强交流

有效的交流和沟通是事情成功的关键。作为辅修学位任课教师，搞好互动交流，包括与学生的交流和管理人员的交流很重要。

第一，与学生的交流。要做好与学生的互动，一方面是课堂上的师生互动［4］，通过课堂提问、讨论、学生上台讲解等方式，让学生去积极主动思考。通过自己回答或听取其他同学的回答思索最准确的解答，以提高学生分析问题和解决问题的能力。另一方面，课下还要适时地对学生加以引导，以减少学生自主学习的盲目性，同时帮助学生解决学习上遇到的困难。

第二，与教师的交流。一方面，任课教师加强与辅修学位管理人员的联系，了解整体学生的学习状况，有助于有针对性进行备课。另一方面，任课教师加强与学生所在系的联系，了解学生主修专业的学习情况，随时调整自己授课计划，并帮助学生调整自己的学习计划。

(五)改革考试考核办法

改革考试考核方法不是放松要求，也不是反对考试，像《材料力学》这样的技术基础课要注意培养学生分析问题、解决问题的能力。传统的考试制度是任课老师“一包到底”，期末一次性考试，往往不能较为客观反映教师的教学效果和学生的学习效果［5］。

为了有效地对考和学两个方面的质量评价和估计，可以根据教学目标，建立试题库，运用试题库，实现教考分离。课程考核按平时成绩和期末考试加权计算。平时成绩按出勤、课堂提问、作业等综合评定，期末考试可以考虑“一纸开卷”，即允许学生自带一张纸，纸上内容由学生自己总结，既培养了学生总结、归纳的能力，又避免了考试中作弊现象的发生［6］。