基于應用型人才培養的材料力學課程改革研究與探討

段軍　班宇鑫　譚金蘭　肖明葵

【摘要】隨著目前應用技術大學轉型的發展，對高等工科學校材料力學課程的教學內容和方法等，提出了材料力學課程理論教學和實驗教學的改革意見，并結合工程實踐對力學實驗教學進行了更深入的探討，也初步指明了應用型人才培養目標下，材料力學課程新的教改方向。

【關鍵詞】應用型 材料力學 工程實踐

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0195-02

【Abstract】Along with the development of the current university of applied technology transformation， the content of the teaching for material mechanics course in universities of technology and method， etc.， puts forward the theory of material mechanics course teaching and experimental teaching reform， and combining the engineering practice of mechanics experiment teaching has carried on the further discussion， also pointed out the preliminary applied talents training target， the new educational reform direction of mechanics of materials course.

【Key words】Applied； Mechanics of materials； The engineering practice

一、引言

高等工科院校中，材料力學課程是材料科學、土木工程、機械工程等專業的重要專業基礎課程，是學習專業課程的必要基礎，其經典理論一直被廣泛應用于現代工程和科學技術中 [1]。它包含理論課程和實踐性教學環節，理論課程教學目的是使學生對桿件的強度、剛度和穩定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎知識，比較熟練的計算能力，一定的分析問題的能力；實驗課程教學目的是使學生掌握測定金屬材料性質的基本知識，基本技能和基本方法，了解實驗應力的基本概念和初步掌握驗證材料力學理論公式的方法。通過這門課程的學習，培養學生的力學素質和定性、定量分析能力以及面對問題時自主思考、獨立解決的能力，同時提高實踐動手能力，使其成為知識和能力協調發展的應用型人才[2]。

目前，根據國家改革戰略的需要，部分高校向應用技術技能型人才培養目標轉型，以滿足社會和市場人才需求。教育思路轉變，應用型和技能型人才培養目標定位，以及培養方式的轉變，課程改革在應用科技大學改革試點中勢在必行。對于正處于轉型與發展關鍵時刻的高校，課程改革研究對轉型發展具有重要的現實意義。

二、課程教學內容改革

1.理論課程教學內容改革

由于高校應用型本科轉型發展對人才培養要求的轉變，材料力學課程教學內容必然進行調整和改革。在課程內容選取上，教師們根據學生實際情況和人才培養的要求，確定為基本理論夠用，工程應用加強的選取原則，弱化繁瑣理論公式的推導，加入大量力學在工程實際問題的應用實例。例如，在講解梁的剪力圖和彎矩圖的繪制、位移計算以及壓桿穩定時，由于該部分內容是學生學習專業課必然遇到的力學問題，也是后續課程的基礎，因此，將這些內容定位為詳講內容，并在教材內容的基礎上加入工程實例分析講解，提高了學生的興趣，基本理論的掌握得到加強，同時也讓學生學到了應用力學知識解決工程實際問題的能力，教學質量有了很大的提高。

理論課程教學內容的改革還應確定為模塊化課程內容，即根據后續課程和工程實際要求，將教學內容劃分為各個模塊進行教學，每一模塊解決一定的理論問題或工程實際問題，學生能夠有目的學習，以期更好地組織教學，提高教學質量。

2.實驗課程教內容學改革

實驗教學環節是力學理論與工程實際相結合的重要紐帶。實驗教學內容就應隨著實際工程技術的發展需要而做出相應變化。針對土木、機械等工科專業應用型人才培養目標，材料力學課程基本要求是使學生掌握工程中的力學知識，并具有比較熟練的力學計算能力、一定的分析問題和解決問題的能力，而材料力學實驗的基本要求應該更加注重培養學生的力學素質和動手能力，掌握工程實際中力學問題的試驗方法和手段，因此，實驗課程除了原有的經典實驗內容以外，不僅可以增加一些常用工程材料的實驗內容，如混凝土的拉壓，型鋼的抗彎應力測試等，還可以制作一些鋼筋混凝土梁、板等不同結構類型的實體模型，測試其受力下的應力應變狀態。

三、課程教學方法改革

1.理論課教學方法改革

教學方法改革的目的是加強學生的動手能力、培養綜合運用專業基本理論與方法解決工程實踐問題的能力。理論課改變傳統的“灌輸式”和過分偏重理論講授的教學方法，把培養學生接受新知識的能力、分析問題和解決問題的能力以及創新能力作為改進教學方法的出發點和歸宿。筆者在課堂上實施工程案例教學法[3]，在教學中，結合多媒體教學，將大量工程問題以圖片形式展示，將工程中的力學問題融入教學內容，使得學生在學習力學基本理論的同時，學會應用力學基本知識解決工程實際問題。還通過實行啟發式、討論式、研究式等[4]與實踐相結合的教學方法，發揮學生在教學活動中的主體地位，增強學生學習材料力學的興趣，提高了教學質量。

2.實驗課教學方法改革

在力學課程教學中，力學實驗教學作為力學課程體系中的重要組成部分，在培養應用型人才方面有著不可替代的作用。然而處于轉型階段的大多數工科高等院校中的材料力學實驗教學存在著諸多問題，如實驗內容相對比較單一，主要是驗證、演示性的實驗，結合工程實際的設計性、綜合性實驗幾乎沒有；實驗教學的過程中，大部分時間用于講解實驗目的、實驗原理和實驗數據的取得與計算，學生動手操作較少，以至于部分學生認為做實驗只是抄抄數據，寫寫實驗報告，對動手做實驗缺少興趣，這樣不利于發揮學生的主動性和提高實踐能力。

為提高學生學習材料力學實驗課程的興趣，盡早了解力學課程在工程中的應用，筆者通過工地實地調研，了解到在工程實際中需要進行測試的許多力學問題，在重慶甲誠實業集團、貴州建工集團和北京西地環球工程咨詢公司重慶分公司的幫助下，幾十名學生親自動手參與了該集團推出施工用的新型盤扣式腳手架（如圖1）的力學試驗，成功嘗試了一次工程實踐型力學實驗課程教學（如圖2）。這次結合工程實踐的材料力學實驗課程教學使學生走出校門，直接到施工現場，在工程實踐中發現力學問題，提出實驗方案，進行實際工程的力學測試。不僅能增強學生對力學理論的理解和運用，還能極大地提高學生動手能力，培養其實驗興趣、工程實踐素質和創新意識。

四、結語

在材料力學的教學實踐中，結合課程的特點，通過改革教學內容和采用多種教學方法，培養學生的整體力學水平，提高學生的綜合能力。特別是在將工程實踐與力學教學相結合的嘗試中，學生表現出了極大的興趣，對力學知識在土木工程中的應用也有了更深的了解。如何靈活的選取適應應用型人才培養的教學內容，將各種教學方法有機結合，完善推廣工程實踐型材料力學課程教學體系，更好地服務于應用型人才培養目標是進一步的研究方向。

參考文獻：

[1] 李琳.材料力學實驗教學改革的思考及探索[J].力學與工程應用，2012（1）：414—415.

[2] 張旭光，王秀振等.獨立學院土木專業材料力學課程實驗教學研究與探討[J].高等建筑教育，2013，22（5）：125-128.

[3] 王曄，楊姝.工程力學課程教學方法改革探索[J].力學與工程應用，2012（1）：398—400.

[4] 李曉蓮，時志軍，李靈君.材料力學課程教學方法探討[J].山西建筑，2009，35（30）：194-195.