材料力學課程教學與信息化建設的聯系

楊學弦 陳朝陽 劉碩秋 王小云 周震宇

摘 要：《材料力學》作為高等學校工科類專業一門重要的專業技術基礎課，在相關專業教學安排中具有承前啟后的重要作用。近年來，為順應高等教育的改革，高校縮減了相關專業理論和實驗課課時。針對《材料力學》課時量的減少帶來的教學問題，本文提出搭建《材料力學》網絡教學平臺的新教學方式解決這一困難。通過網絡學習、檢查交流、知識擴展和能力擴展4個模塊實現網絡教學，輔導學生自主的課后學習。這不僅可促進課堂教學，加強師生之間的交流學習，還可提高學生學習的主動性和積極性，符合現代高等教育對人才培養的要求。

關鍵詞：材料力學 信息化建設 教學改革

中圖分類號：G645 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-0-02

1 材料力學的教學與信息化建設

材料力學是高等學校工科類專業一門重要的專業技術基礎課，在相關專業教學安排中具有承前啟后的重要作用。該課程具有理論概念性強，方法技巧性要求高的特點，其理論與計算公式在各工程部門的結構設計中被廣泛采用。

近年來，為順應高等教育的改革，部分高校的材料專業理論課程和實驗課程課時被大大縮減[1-2]。若沿用過去的甚至中學教育的教學方法，勢必達不到良好的教學效果。材料力學課程內容中，公式推導較多、抽象概念難以用語言或文字簡單表達、學生對概念認識模糊等問題。目前的教學主要采用通過傳統的板書式教學或單向的多媒體教學。這兩種教學方式主要以教師為中心，學生被動接受，導致學生的學習興趣缺乏，主動學習的愿望較弱，實踐動手能力差，偏離了現代高等教育對人才培養的要求。

在新的歷史時期，特別是計算機、網絡技術高度發達和廣泛應用的時期，要求我們培養出的人才不但要有堅實的經典理論分析能力和手算能力，還要有較高的計算機建模分析能力，定性地分析解決問題的能力以及判斷能力。而這些作為精英人才所具備的基本素質，傳統的單一課堂教學模式己遠遠不能滿足快速發展的社會需求[3]。高等學校本科教學質量與教學改革工程的建設內容中指出：要積極推進網絡教育資源開發和共享平臺建設，實現精品課程的教案、大綱、習題、實驗、教學文件以及參考資料等教學資源上網開放，為廣大教師和學生提供免費的優質教育資源，完善終身學習的支持服務體系。

隨著教學改革的深入進行，教學方式和手段的改革工作也更加多樣化，其中網絡教學方式在教學體系中正發揮著越來越重要的作用。計算機輔助教學利用多媒體計算機的功能與特點，使學生可以根據自己的程度選擇不同的內容進行學習，從而使教學的內容與表現形式多樣化、形象化。由此可見，網絡教學引入大學傳統教學過程，勢在必行。

2 課程教學信息化建設方案

通過網絡平臺的教學和實踐提高學生對材料力學的學習興趣，增強教師與學生之間的互動，加強學生獲取知識、交流信息和解決問題的能力。主要分為以下4個網絡模塊。

2.1 網絡學習模塊

該模塊是網絡學習的主要模塊，包括教學大綱、教學計劃、電子教案、教學課件和授課視頻等內容。教學大綱和教學計劃能夠讓學生了解各章節的重點、難點和學習要求，幫助學生掌握整個課程學習計劃。電子教案、教學課件和授課視頻則可以讓學生隨時隨地進行學習。教師根據具體教學進度及教學時間安排，可以將課堂上未深入分析的教學內容或有利于學生理解較難的知識點的內容制作成相關視頻提供給學生。

另外，材料力學實驗課程教學也是幫助學生進一步學習和理解知識的有效方法。同時也是學習本門課程的目的之一。學生對實驗儀器的操作及原理的理解直接影響到實驗課程的教學效果。教師可以拍攝實驗操作視頻及實驗課程講解內容，在平臺上提供給學生觀看。學生可以隨時隨地反復觀看實驗操作過程，使學生通過自主的學習掌握規范的實驗操作流程，提高實驗課程學習效率。

2.2 檢查交流模塊

該模塊主要是幫助學生對所學知識進行檢查并與教師及其他同學進行交流。通過超星泛雅網絡平臺，與學生交流的教師和同學不僅僅限定于自己本校范圍，還可以是所有學習本門課程的其他學校教師及同學。知識檢查功能需要包括：課后作業解析、實驗結果分析和模擬考試等內容。學生通過自主學習，查找自己不足之處。

我們通過超星泛雅平臺突破了傳統“面授”的局限性，為同學們學習《材料力學》提供了跨時間、跨地域的網絡課堂。通過這一平臺讓學生能夠隨時隨地與教師或同學進行學習和討論。教師可通過學生上傳的相關內容，隨時隨地掌握學生的學習情況，并及時解決學生在學習中產生的疑問或問題，便于調整后續課程的教學，防止學生走向誤區。

本模塊的建設是以學生為主體，從學生的學習實際情況出發，教師為其學習提供服務。不僅實現了新時期的素質教育要求，同時也潛移默化地提升了學生學習的積極主動性，建立了良好的學習氛圍。

2.3 知識擴展模塊

該模塊主要是對課堂知識的延伸，主要包括：課程重點知識鞏固、相關知識點在實際工程設計中的應用、教師團隊科研相關課題展示等。讓學生在掌握課本基礎知識的條件下，了解所學知識的使用過程。實際工程設計中的應用可將材料專業實習基地或企業的相關工程作業或成果電子化后展示給學生；教師團隊科研專題展示可選擇與本門課程相關研究內容或材料力學發展的最新動態。學生通過本模塊內容的了解和學習，可以擴展課程學習內容的深度和廣度。還可以選取部分學生參與到教師的科研工作中，了解科學研究相關工作。

2.4 能力擴展模塊

該模塊主要是為學生考研復習和競賽培訓服務。材料力學做為專業基礎課，是材料學專業研究生考試的專業課程，同時也是全國周培源大學生力學競賽、全國大學生結構設計競賽以及大學生基礎力學實驗競賽等國家性賽事的必修課程。本模塊通過建立精品課程視頻，考研和競賽題庫，讓學生自主學習。學生將學習過程中的疑問在“檢查交流模塊”中提交上來，與所有的相關老師或同學進行討論交流。

3 材料力學信息化教學的優點

材料力學的信息化教學可極大的調動材料科學、機械自動化、土木工程專業等學生對材料力學課程學習的積極性和主動性。讓學生自主自由地學習材料力學基礎知識，熟練掌握相應的計算分析問題的能力。讓學生及時地掌握相關課程內容的最新動態，了解相關研究的成果，極大地擴展學生的視野。有效地實施素質教育，培養具備良好的科學文化素養與合理的知識結構，富有時代前沿性的工程設計能力的工程師，有利于學生畢業后，更快適應飛速發展的國民經濟需求。

通過超星泛雅網絡平臺，建立以課堂教學為主、網絡教學為輔的全方位、多層次互動教學模式，為高校工科專業的發展，提供現代化的信息教學方式，調解了材料力學教學課時與教學內容之間的沖突，達到了減少學時，提高教學質量的目的，極大地豐富了工科專業的教學模式。以學生為主體，教師為輔的教學模式，提高了學生學習的主動性和學習興趣，符合現代高等教育對人才培養的要求。

參考文獻

[1] 葛利玲，趙康，白力靜，等，“材料科學基礎”實驗課教學改革與實踐[J].高校實驗室工作研究，2009，102（4）：10-12.

[2] 王宇飛，朱宏喜，李紅霞.“材料科學基礎”課程實驗教學內容改革與探索[J].實驗技術與管理，2015，32（5）：242-244.

[3] 劉軍，李英梅，戰宇.基于互聯網+的材料力學課程建設[J].教海探新高教學刊，2018（20）：108-113.