“材料力学”课程教学改革实践.docx

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1、“材料力学”课程教学改革实践 摘要：“材料力学”是工科一门重要的专业基础课。为了提高课程的教学效率与教学质量和满意21世纪对高素养创新人才的需求，针对“材料力学”的教学现状和课程特点，在教学内容、教学方法等方面进行了探讨。为了取得较好的教学效果，“材料力学”的教学应依据专业特点，科学确定教学内容，综合运用多种教学方法和手段，并注意加强学生感性相识，激发学习爱好。 关键词：材料力学；学习爱好；比较法；归纳法；多媒体 作者简介：张扬，女，河南南阳人，南阳理工学院土木工程系，讲师，上海交通高校船舶海洋与建筑工程学院博士探讨生。李四平，男，河南焦作人，上海交通高校船舶海洋与建筑工程学院，副教授。 中图

2、分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1017-007928-0059-02 “材料力学”是机械、土木等工科专业一门重要的专业基础课。该课程的任务是在满意强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又平安的构件供应必要的理论基础和计算方法。“材料力学”具有较强的理论性、应用性和实践性，与工程实际联系紧密，它为学生学习专业技术学问、分析和解决工程实际问题打下必要基础。 “材料力学”是新生入学后接触较早的联系工程实际的一门课程，其内容庞杂、公式繁多，学生学习时有肯定的难度。随着高等教化教学改革的不断深化，“材料力学”的教学学时在总学时安排上呈下降趋势。为了帮助学生学好这门课程，适应21世纪对“厚

3、基础、宽口径、强实力、高素养”创新人才的需求，达到志向的教学效果，在有限的学时内最大限度地提高教学效率和教学质量，是须要材料力学任课老师不断思索、探讨和探究的问题。 一、依据专业特点，科学确定教学内容 “材料力学”的教学应首先依据专业特点，科学确定教学内容，做到与专业一样。以土木、机械专业为例，在土木工程中常用到受压和受弯构件，受扭构件则较少用到，所以对于土木专业来说，构件基本变形部分应以轴向拉和弯曲变形为教学重点。而在机械工程中受扭构件也被大量应用，所以对于机械专业，轴向拉、弯曲和扭转变形都要作为教学重点。又如，土木工程中的结构通常都是静不定结构，静不定结构的求解应作为土木专业的一个教学重点

4、，须要反复举例演练，例题和作业最好也与专业一样。俗话说“隔行如隔山”，例题和作业与专业相关，不仅能够达到良好的教学效果，而且能够培育学生解决本专业工程实际问题的实力，为学生以后的工程实践打下基础，取得事半功倍的效果。 在“材料力学”的教学中应留意与其他专业课程的连接，保持连贯统一，为后续课程的学习作好打算。例如，材料力学中规定正、负弯矩分别画在构件的上方和下方，同时要标明弯矩符号。而结构力学中规定弯矩画在构件受拉的一侧，无需标明弯矩正负。所以对于土木专业来说，为了能够尽早根据专业要求对学生进行技能训练，在讲到材料力学的弯矩图部分时，应引入结构力学中的相关规定，也提前为“材料力学”课程的学习打下

5、基础。 随着新型材料探讨的不断深化，复合材料在土木工程、交通运输等领域的应用越来越广泛。例如，美国阿兰公司不用钢、木、混凝土等传统建筑材料，全部运用复合材料四层玻璃钢建筑，不仅施工特别便利，而且工程造价比用传统建筑材料低20，抗震性能好，经受8.5级地震后安稳无恙，而类似的钢筋混凝土建筑早已倒塌。在“材料力学”教学中应结合专业介绍一些复合材料的应用实例，并对复合材料力学理论作简要介绍。这些介绍不仅能够使学生了解到专业现状及其发展趋势，同时能够吸引学生，调动学生的学习主动性。 二、加强感性相识，激发学生学习爱好 孔子曾说过：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”只有学生“好之”、“乐之”，才能

6、有高涨的学习热忱和剧烈的求知欲望，才能充分发挥自身的主观能动性，以学为乐，主动主动地学习。可见，爱好是学习的源动力。所以，在“材料力学”的教学中应留意理论联系实际，通过引入一些大家都很熟识的典型实例，加强学生的感性相识，激发学生的学习爱好。例如，可以举日常生活中“切割玻璃”的例子来讲解“应力集中”概念。又如，为了使学生更形象直观地了解梁横截面的应力分布，可以在课堂上用一根矩形截面的木梁做演示试验，事先在其上、下表面的正中位置各挖出一小块，当演示木梁弯曲时，上、下表面的两个小木块中的一个将脱落，而另一个将被挤压，从而可以让学生形象直观地相识到梁横截面上、下两部分的正应力方向相反，一个是拉应力，而

7、另一个是压应力。 为了调整课堂气氛，激发学生的学习热忱，在材料力学的教学中还可以引用一些大家比较熟识的与结构破坏有关的事务。例如，豪华游轮泰坦尼克号的沉没灾难，哥伦比亚号航天飞机的失事灾难，重庆綦江“彩虹桥”倒塌事故等。举这样一些实例，不仅能够帮助学生理解材料力学的有关内容，而且将书本学问和现实生活有机联系在一起，使这门课程充溢趣味性、好用性，能够起到激发学生爱好和学习主动性的作用。 材料力学的发展是理论与试验的最好融合。理论探讨离不开试验作基础，试验又反过来检验理论的正确性。试验教学不仅能够加深学生对理论的理解，激发学生的学习爱好，而且能够培育学生解决实际问题的实力，提高学生的动手实力。在保

8、证完成基本试验的前提下，要尽可能多地开展综合性试验和探讨性试验，体现学生的试验主体地位，培育学生的实践动手实力，激发学生的学习热忱。 三、综合运用多种教学方法和手段 为了达到较好的教学效果，在“材料力学”的教学中应综合运用多种教学方法和手段。“材料力学”的教学方法主要包括比较法、归纳法、启发式教学等。除了传统的“黑板+粉笔”教学手段外，随着信息技术的迅猛发展，多媒体教学已被广泛应用于材料力学的教学实践中。 1.比较法 “材料力学”的公式繁多，学生能否精确记忆公式是确定材料力学教学效果的一大关键。在教学中应留意运用比较法，对相像公式进行比较，找出其中的规律，从而能够把不同的内容联系在一起，帮助学

9、生记忆，减轻学生的负担，达到良好的教学效果。例如，比较轴向拉、扭转、弯曲变形时横截面的应力公式，可以得出如下规律：，详细见表1。这样不仅把三个公式变成了一个公式，使学生能够轻松记住这三种基本变形时横截面的应力公式，而且还把不同章节的内容联系起来。 2.归纳法 “材料力学”的内容烦杂，老师每讲完一章后，都要对章节内容进行归纳总结，将概念和学问点串成一个整体，使学生能够从整体上驾驭章节内容，便于课后复习。为了提高学生的解题实力和解题效率，在教学中还要特殊留意对解题思路、解题方法等内容进行归纳总结，最好以口决形式给出，便于学生记忆。例如，轴力图的画法可归纳为：从左向右画，力向左则向上画，力向右则向下

10、画，没有力的区段为平直线。又如，剪力图的画法可归纳为：从左向右画，按力的走向干脆画，没有力的区段为平直线，有均布荷载q的区段为斜直线，斜向按q的走向画。 3.启发式教学 启发式教学能够引导学生主动思索，调动学生的学习主动性和主动性，活跃课堂气氛。在“材料力学”的教学中应留意运用启发式教学，依据详细状况有针对性地分层次设问，谆谆教导，引导学生独立思索，培育学生分析和解决问题的实力。 例如，讲到求解静不定结构的杆件内力时，可以分以下六个层次设问。复习：求解杆件内力的方法是什么；静定结构的特点是什么；与静定结构比较，静不定结构的特点是什么；静不定结构的未知数多于平衡方程的数目，无法干脆列平衡方程求解

11、杆件内力，怎么办；变形协调方程表示的是杆件变形之间的关系，在式子中未出现所要求的未知数，怎么办。总结：求解静不定结构的杆件内力的方法是什么。在设问时，要留意视察学生的课堂反应，刚好给出问题的相关提示，启发学生主动主动地思索。 4.多媒体教学 多媒体教学是通过文本、声音、图像、动画等多种媒体刺激学生的感官，吸引学生的留意力和激发学生的学习爱好，具有生动形象、简单接受、节约时间、敏捷多样等优点。但由于多媒体的信息量大，过快的信息更新不利于学生思索，所以多媒体教学只能作为“材料力学”的一种协助教学手段，不能代替传统的“黑板+粉笔”教学模式。在“材料力学”的教学中，应依据详细状况，综合运用传统教学模式

12、和多媒体教学，各取所长，以期达到志向的教学效果。 例如，利用多媒体技术可以把低碳钢拉伸试验中的试件改变、载荷P、曲线和曲线都做成动画形式，并放在一起，这样就可以把随着载荷P的增加，曲线和曲线的弹性、屈服、强化和局部变形四个阶段以及试件变形的全过程清晰、形象地呈现出来，能够加深学生对这部分内容的理解，也提前为学生试验做好打算。 四、结语 为了适应21世纪对复合型创新人才的需求，“材料力学”的教学须要在教学内容、试验教学、教学方法和教学手段上不断进行深化改革，培育学生解决工程实际问题的实力，提高课程的教学效率和教学质量。为了取得较好的课堂教学效果，应依据专业特点，科学确定“材料力学”课程的教学内容

13、，综合运用多种教学方法和手段，并注意加强学生感性相识，激发学习的爱好。 参考文献： 1刘鸿文.材料力学M.北京:高等教化出版社,2000. 2沃丁柱.复合材料大全M.北京:化学工业出版社,2002. 3孙国钧,赵社戌.材料力学M.上海:上海交通高校出版社,2022. 4陈琦,刘儒德.当代教化心理学M.北京:北京师范高校出版社, 2022. 5栗洪武.学校教化学M.西安:陕西师范高校出版社,2022. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页