应用型本科材料力学教学改革探讨：以机械设计制造及其自动化专业为例简

应用型本科材料力学教学改革探讨——以机械设计制造及其自动化专业为例

杨超1， 马晓芳2， 朱福先3， 陈菊芳1

(1.江苏理工学院 材料工程学院 ， 江苏 常州213001 ； 2.郑州城市职业学院 建筑工程系 ， 河南 郑州452370 ； 3.江苏理工学院 材料工程学院 ， 江苏 常州213001)

摘要：材料力学是应用型本科机械设计制造及其自动化专业的一门重要的专业基础课，也是与工程实践紧密结合的一门课程，本文以应用型本科人才为培养目标，结合材料力学课程的特点和教学经验，从教学内容、教学方法和优化考核等方面提出了一些合理的建议，取得了一定的教学效果。

关键词：应用型本科 ； 材料力学 ； 实践教学

中图分类号：G642.0文献标识码：B

收稿日期：2014-11-28

基金项目：江苏省教育厅教学改革重点项目(2013JSJG055)；江苏理工学院课程改革专项(KC13011)

作者简介：杨超(1982-)，男，讲师，研究方向为超磁机器与快速启动，电话：13585315399。

0引言

进入20世纪80年代以后，人们已越来越清醒地认识到，实践教学是培养学生实践能力和创新能力的重要环节，也是提高学生社会职业素养和就业竞争力的重要途径。

应用型本科是指以应用型为办学定位的本科院校。应用型本科教育属于较高层次的技术教育，它是相对于普通本科和高职专科而言的，它既不同于一般四年制的普通本科，也不同于专科层次的高职。

在培养规格上，应用型本科培养的不是学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，重视学生的技术应用能力的培养。应用本科则主要培养技术密集产业的高级技术应用型人才，并担负培养生产第一线需要的管理者、组织者以及职业学校的师资等任务。而高职专科主要培养一般企事业部门的技术应用型人才，尤其是培养大量一线需要的技术人才 。

材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限的一门学科。在材料力学的改革中，要从培养学生推导复杂理论公式求解复杂题目的教学理念中转变出来，要更加注重基础知识的培养，同时将力学知识与工程问题相结合，注重培养学生解决实际工程问题的能力，为后续专业课的学习打好基础。

1紧密围绕培养目标，优化教学内容

材料力学是理论性很强的一门学科，是机制专业学生学习专业课前必修的专业基础课之一，材料力学包括理论和实验两部分，理论部分又包括强度、刚度、稳定性三部分内容，特点是理论推导多，公式多，计算多，概念多；特别是在目前“厚基础、宽口径”培养目标下，材料力学的学时被普遍压缩，这就要求我们以培养应用型本科为目标来整合教学内容；首先删减部分公式推导过程，换为重点讲解公式的过程运用，比如在讲解弯曲正应力的时候简单介绍公式的由来，重点放在公式的运用上来；其次要把书本理论知识转化到工程实践上来，比如在讲解轴向拉压时可以拿工程桁架结构中的二力杆来做分析，在讲解弯曲梁时结合塑性和脆性的性质拿工程中的混凝土梁来做分析，在讲解屈服时拿工程中脚手架每层限高来做分析，慢慢地引导学生用书本理论知识来求解工程实际问题；21世纪已经进入电脑信息时代，很多用人单位将学生对软件的运用能力作为考核的重要指标之一，因此在上课时将软件分析部分引入课堂变得尤为重要。在工程新结构不断涌现的当今，作为检测手段的实验分析起到非常重要的作用，因此实验部分应重点培养学生的动手操作能力和创新能力。

2多媒体教学和板书相结合

与传统课堂教学相比，多媒体教学有三大优点：①丰富教学内容，引起学生的学习兴趣；②它能大大增加课堂信息量，提高教学效率，成为解决学时矛盾的重要途；③可改善教学环境，免除教师上课时板书的劳累，而更多地注意课堂教学内容的组织和讲授。但是多媒体课件也有其局限性，比如：过多依赖于多媒体课件，会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，教师把握教学过程的难度增加多媒体教学信息量大，节奏快，难免重点不突出，信息过多过滥还会使学生无法跟上讲课的进度，只能被动地接受授课内容，缺乏思维的过程；在课堂上从头到尾都是使用多媒体课件，教师只是播音员和解说员，失去了对教学应有的控制地位，甚至出现一些教师离开多媒体课件后无法进行教学实践的情况。这就要求老师在必要的时候加入板书教学，特别是重点求解部分要引导学生一步步的分析计算，只有将多媒体和板书有机的结合起来才能达到课堂效果的最优化。

3工程案例分析与软件相结合

应用型本科是培养应用型本科为办学定位，这就要求在课堂上要引导学生将书本理论知识运用到解决工程案例分析上来，比如厂房的桁架结构、生活用的剪刀、车床的车轴、教室的梁、起重机的吊臂、常见的桥梁以及脚手架等，将书本的轴向拉压、剪切、扭转、弯曲以及屈服问题等理论知识引入到工程案例中来；同时工程设计中的CAE分析已成为工程和结构分析中必不可少的数值计算分析工具，这就要求老师将CAE分析软件引入到课堂上来，比如在讲解工程案例时附上CAE分析的结果，并对云图结果进行讲解，根据教学内容向学生渗透CAE工程分析软件的应用，以此培养学生学习利用CAE软件解决工程问题的能力 。

4启发式教学和讨论式教学相结合

启发式教学和讨论式教学是现代教学方法的两种重要的教学方法，启发式教学指在教学工作中依据学习过程的客观规律，引导学生主动、积极、自觉地掌握知识的教学方法。启发式教学的实质在于正确处理教与学的相互关系，它反映了教学的客观规律。启发式教学的关键在于设置问题情境。讨论式教学法强调在教师的精心准备和指导下，为实现一定的教学目标，通过预先的设计与组织，启发学生就特定问题发表自己的见解，以培养学生的独立思考能力和创新精神。两种教学方法的灵活运用更能激发学生的学习兴趣和创新能力；比如在讲解弯曲梁时，结合材料的性质提问为什么混凝土梁中需要配筋，首先启发学生思考混凝土和钢筋分别属于什么材料，根据材料性质的不同再去思考配筋的原因，然后再给出外界加载情况，让同学们去分组讨论并计算梁的应力分布；再比如讲解机械中的传动轴时，对于一些较长的传动轴中间需要增加约束，启发学生从屈服和变形的角度去思考，然后给出加载情况分组讨论并计算传动轴的应力分布。

5优化考核

学期末考试定成绩的方法存在一定的片面性，限制了学生的创新精神，对于应用型本科院校机制专业，材料力学课程所承担的责任是培养学生建立正确的模型，选择合适的计算方法，掌握利用CAE分析软件进行计算并分析结果，为此，教师在传授知识时应更加注重培养学生获取知识和运用知识的能力，并培养学生的创新精神。因此，应加大平时考核力度，成立学习小组并布置大作业让小组同学课下完成，实验成绩的考核要鼓励学生进行创新实验，培养学生的创新能力 。

6结语

教学实践表明，基于应用型本科学生的培养，在材料力学教学的过程中紧紧围绕培养目标，优化教学内容、多媒体教学和板书相结合、工程案例分析与软件相结合、启发式教学和讨论式教学相结合、优化考核，可以促进学生更好的理解并掌握材料力学这门课，为后续专业课程的学习打下坚实的基础，增强了学生分析问题和解决问题的能力。在今后的教学中，老师应积极实践，努力钻研，为社会培养出更多优秀的工程技术人才。