項目教學法在材料力學課程教學中的應用研究

林朝斌

摘 要 首先指出項目教學法概念及其在材料力學課程教學中具有重要意義，進而闡述項目教學法在材料力學課程中的具體應用過程：選擇減速器作為合適的項目、對項目進行細化分解、對課程內(nèi)容進行解構和重構。最后指出項目教學法的應用和效果。

關鍵詞 項目教學法；材料力學；減速器

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）04-0075-02

材料力學課程是機械類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎課，對培養(yǎng)學生工程理念及學習其他后續(xù)課程具有十分重要的意義與作用。近年來，由于科學技術的迅猛發(fā)展，要求學生掌握的新知識日益增多，學校在保持現(xiàn)今學制不變的情況下，只能削減很多傳統(tǒng)課程學時，材料力學是其中的一門。材料力學具有理論性強、內(nèi)容抽象、基本概念眾多、比較難理解的特點，這就要求教師必須在有限的學時內(nèi)，采用高效的教學方法來提高教學質(zhì)量，提高學生的能力，已期收到良好的教學效果。

項目教學法是指實施一個完整的項目工作所進行的教學活動，具體是指在教學過程中以一系列項目作為載體，把相關的知識點融入項目的各個環(huán)節(jié)，在逐步推進項目的開展中通過對問題的深化和擴充，來拓展知識的廣度和深度，最后得到一個完整的項目解決方案，從而達到學習知識、培養(yǎng)能力的目的[1]。根據(jù)材料力學課程的特點和現(xiàn)狀，很有必要在材料力學課程教學中應用項目教學法。

1 項目教學法在材料力學課程中應用的總體思路

在材料力學課程教授過程中應用項目教學法，要以典型的工程項目為依托，以材料力學知識要點為綱，實際的工程項目為目，做到綱舉目張。要做到使學生在學習的課程中遇到某項知識點時能非常明確它的工程背景，充分感受到材料力學在工程設計中的重要性。項目教學法中所選擇的工程項目應該是一個具體完整的、有廣泛應用價值的機械產(chǎn)品的設計。應該具有以下特點：1）設計的產(chǎn)品應該具有典型性；2）能充分體現(xiàn)理論知識和實踐技能的相互融通；3）應該有一定的設計難度，在設計過程中要求學生以已有知識為基礎，經(jīng)過邏輯思維之后能在一定范圍內(nèi)學習新知識和新技能。

項目教學法的學習過程應當是一個人人動手動腦參與的創(chuàng)造性的實踐活動。學習的目的不是推導、驗證已有的原理，而應該是為完成項目所經(jīng)歷的探求過程中，逐步理解和掌握課程要求的知識點和技能，體驗發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。

2 項目教學法在材料力學教學中的實施

精選典型工程項目 選擇一個恰當?shù)捻椖渴琼椖拷虒W法能否順利實施的重要前提。材料力學作為機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課，要為工程實踐提供相應的力學知識，培養(yǎng)學生利用材料力學解決工程實踐問題的能力。材料力學課程的主要內(nèi)容是介紹桿狀構件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲四種基本變形及組合變形的強度、剛度的分析計算。在項目的選擇上要充分考慮到上述知識點的特點，經(jīng)過比對，可以發(fā)現(xiàn)減速器設計是一比較符合要求的項目。減速器包含了箱體、齒輪、軸承、軸、鍵、螺紋連接件、帶等零部件，構件的難易程度合適，而且學生在前期課程中有所接觸，在設計過程中所需的知識和材料力學基本教學要求有比較好的對應性。

項目的分解和教學過程的重構 要完成減速器設計項目，需要涉及多門機械學科的知識，而在學習材料力學時，學生有多門相關課程還未學習，因此在組織教學過程中，要特別注意所授具體知識的統(tǒng)籌分析與劃分，要了解各門課之間的相關性、知識結(jié)構的特點，哪些知識是材料力學必須講授的基礎知識，哪些知識是相關課程已經(jīng)提及的或需要深入研究的，哪些是放在后續(xù)課程講授的，只有分清知識特點，才能合理分解項目，引導學生學習相關知識的同時培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

下面結(jié)合減速器設計項目，具體闡述項目教學法的實施步驟。

首先，教師對應減速器設計項目進行項目分解，使得原來的眾多綜合性問題分解為一個個單獨的力學問題。以便學生上手，根據(jù)減速器設計和材料力學課程的特點，項目分解如表1所示。然后教師和學生對整體項目進行討論，學生要闡述他們對整體項目見解，聯(lián)系本身已有知識，闡述項目中認為自己不能解決的問題。教師在其中要不斷地對項目進行闡述解釋，使得減速器設計這樣的綜合性工程項目變成學生能逐步理解的一個個力學問題，解決學生的困惑。

減速器屬常用設備，教師應該在討論中啟發(fā)學生掌握其結(jié)構、使用功能及存在的問題，進一步了解需要解決的問題，即目前結(jié)構情況下的強度校核存在的問題與改進措施、改進后的強度計算等。對于分解后的小項目，教師一定要聯(lián)系設計實踐來講述力學問題，這樣有助于加深學生對工程實踐和材料力學問題之間聯(lián)系的理解，有助于以后在實踐過程中學會選擇有效的理論工具。課程的組織形式可以變成一個個小的專題討論課，要充分發(fā)揮學生的主動探索性，提升學生學習的興趣，教師也要適時點撥，把握方向，保證課程的完整性和延續(xù)性。在各小項目完成后，對減速器整體設計也應做說明和討論。

項目教學法的思考 以工程實踐項目為主線的項目教學方法和傳統(tǒng)的演繹教學方法相比較，可發(fā)現(xiàn)項目教學法能有效地提高學生解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。在材料力學課程中如何做到選擇恰當?shù)捻椖?、充分發(fā)揮項目的作用，把理論講授和工程項目有機地結(jié)合起來，是十分值得探究的。項目教學法的實施過程對教師也是一個促進。任課教師必須充分掌握完成一個工程實踐項目所有涉及的專業(yè)理論知識和專業(yè)技能，做到胸有成竹。因此，選擇一個教師自己已完成的工程實踐課題作為項目教學的案例，有助于教師從容應對教學中出現(xiàn)的各種各樣的問題，使得學生的行為能夠在教師的掌控之中，隨時為學生提供必要的理論和技術支持。

項目教學法能有效地培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、研究和分析問題的能力。為增強效果，在實施過程中應要求學生提前閱讀相關教材、預習教學內(nèi)容，準備與項目相關的知識，廣泛獲取類似問題的信息，并且組成項目小組，明確每人在項目中所承擔的任務，在教師的指導下完成預期的教學任務。項目教學法最重要的特點是突出理論聯(lián)系實際，但在授課過程中，切忌完全就項目論項目、以項目的實施代替力學系統(tǒng)知識的學習，應積極引導學生在授課過程中鞏固力學基礎知識，并能運用力學知識解決工程中的實際力學問題[2]。

3 小結(jié)

大量實踐經(jīng)驗表明，適應現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的人才需要具備創(chuàng)新的思維能力。材料力學的課堂授課學時比較少，在實施項目教學法的教學過程中，要特別注意力學基本概念和項目內(nèi)容的融會貫通。通過課程教授過程中的探索過程，體現(xiàn)出理論和實踐技術的相互融合，使學生創(chuàng)造能力得到提升，強化學生利用已掌握的知識來分析、解決問題的能力，掌握高超的實踐動手能力，并為學生在以后的工程實踐中利用材料力學知識解決實際問題奠定堅實的理論基礎。

參考文獻

[1]姜太源.職業(yè)教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.

[2]王國欣，李一帆.項目教學法在工程力學課程教學中的應用研究[J].科教文匯，2010（6）：42-43.

[3]劉鴻文.材料力學I[M].北京：高等教育出版社，2010.