“材料力学性能”课程教学改革与实践

2014-07-19吕春菊舒康颖秦来顺

科技视界 2014年14期

吕春菊舒康颖秦来顺刘薇郭冰

（中国计量学院材料科学与工程学院，浙江杭州310018）

材料力学性能作为一门重要的专业基础课程，为材料科学与工程相关专业本科生介绍材料受外力与环境联合作用所表现出来的力学行为及物理本质方面的专业基础理论知识外，同时要训练学生具备材料力学性能方面的实践能力。本门课程一般在大二下学期或大三开设，直接关系着学生对后续专业课程的深入学习。因此保证该课程的教学质量，激发学生的学习兴趣，对于授课教师来说是一个必须要面对的课题。针对本门课程的特点、性质及教学要求，并结合数年来对材料力学性能的教学实践，我们从教学内容、教学方法、教学手段及成绩考核方面对材料力学性能的教学提出以下教学改革方案。

1 优化教学内容

材料力学性能课程内容繁杂，涉及面广，包括材料在静载荷下的力学性能、其他载荷下的力学性能、断裂韧性、材料的疲劳、高温条件下的力学性能、环境下的力学性能、摩擦与磨损性能等，但此课程的学时又有限，一般都只开设32 学时。因此在素质教育、创新人才培养模式、能力培养的教育教学背景下，对教学体系、教学内容进行以下改革。一方面，我们从材料力学性能的概念出发，遵循材料力学性能的定义，按照材料的承载方式和环境因素调整课程内容；另一方面，不再将陶瓷、高分子、复合材料的力学性能单列成章，而是以材料的力学性能为主线，将三大材料有机地融合到每一章中，在讲述每一章的过程中将各类材料的共性与特性进行总结与归纳。

同时，梳理了材料力学性能与作为前期课程的材料力学尤其是材料科学基础之间的关系，如弱化材料在静载拉伸下的形变过程与机理，强调力学性能指标、影响因素及其断裂失效分析，讲解高温蠕变时，同样弱化蠕变过程，重点讲解蠕变断口形貌、断裂机理等方面。材料力学性能实验方法大都有国家标准，在教学改革中，针对相应的教材内容跟不上实际标准的现象，我们引入最新的测试标准技术作对比，并指导学生如何查找相关的标准，对标准进行阅读，突出教学体系、教学内容的实用性、时代性，为学生今后的学习或实际工作打下良好的基础。

另外地，在材料力学性能的教学过程中，为了扩展学生的国际视野，提高学生的专业英语水平，适当引入了双语教学，即一些章节题目或专业术语采用英语表达，为其阅读专业外文资料奠定了一定的基础，进一步培养学生的科研意识和能力。

2 改进教学方法

在授课过程中注重课堂上的教学互动，摒弃以往“填鸭式”的教学方法。材料力学性能课程涉及面虽多，但相应的有些教学内容因为与实际生活经验直接相关，学生理解起来相对比较容易。因此我们将上课学生分成几个小组并分派相应的章节，课下通过小组内部的学习、查资料、讨论等，完成制作PPT、讲稿等工作，课上教师留出相应的时间随机指定学生代表小组上台上课，充分调动了学生学习的积极性、主动性。

材料力学性能课程基本概念多，内容繁杂，在课堂教学过程中，注重类比式教学方法的应用，引导学生学习，弄清各种概念，理顺材料力学性能课程研究的内容。在讲解新概念、新理论时，采取设问、启发的方式来引出，并循序渐进，深入浅出地讲解。材料力学性能课程是一门与工程有密切联系的专业基础课，其中的一些基本概念和定理可用于解决工程实际问题。基于此，要特别注意理论联系实际的方法讲授课程内容，提高教学效果。

在材料力学性能课程中，对涉及到的图表，如断口形貌、变形过程、实验现象的变化等难以通过语言来表述的内容引入多媒体教学技术，借助多媒体图片、动画、声音等，使难以理解的抽象概念形象化、生动化，降低了以往仅靠想象力理解的难度，加深学生对授课内容的理解。但完全用多媒体教学容易导致讲课进度过快，学生容易疲劳，注意力容易分散，不利于知识的理解和掌握。因此在运用多媒体课件的同时，注意适当的板书，对难点内容或学生提出的问题进行详细讲解，适时总结每次课的教学内容，可以提高学生学习效率。

此外，与学生及时沟通，以便及时调整授课的方式和节奏，合理控制知识难度，最大限度地使学生接受讲授的内容。

3 调整考核评定模式

材料力学性能课程对学生的考核方面的改革主要体现在两个方面：（1）考核内容的改革。结合材料力学性能课程的工程实际特点，减少对概念、公式的考核，命题的重点放在考核学生理解、应用和综合能力。这样不仅测试了学生对基本知识的理解，更要求学生学以致用，在平时学习过程中不断思考，改变了部分学生靠期末搞突击、死记硬背考试过关的思想。（2）考核方式的改革。除了闭卷考试成绩外，学生的期末考试成绩还包括学生课堂反应情况，平时作业的完成情况及阶段性测验的情况等进行综合评定。通过对学生平时学习状态的评价，包括出勤、上课听讲、作业完成、课后自学、网络学习等方面，改变了学生平时的学习状态，提高了学生分析问题和解决问题的综合能力。