應用型本科院校機械專業《材料力學》教學模式改革思考

謝金利 張玉林 牛苗苗

【摘 要】根據我校應用型本科學校人才培養的定位和《材料力學》課程特點，提出針對機械專業學生學習材料力學課程存在的問題，采取有效的改善措施，提高應用型本科院校學生對該門專業基礎課程的重視程度和學習積極性，培養我校機械專業學生專業基礎知識能力和實踐能力，從而提高教學質量和教學效果。

【關鍵詞】材料力學;教學模式;教學改革

中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）07-0113-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.047

【Abstract】According to the orientation of talent cultivation in applied-oriented undergraduate schools and the characteristics of "Mechanics of Materials"，this paper puts forward the problems existing in the course of mechanics of materials，and takes effective improvement measures to improve the professional foundation of applied undergraduate students.The degree of emphasis and enthusiasm of the curriculum will cultivate the professional basic knowledge and practical ability of the mechanical majors of our school，thus improving the teaching quality and teaching effect.

【Key words】Mechanics of materials;Teaching mode;Teaching reform

0 前言

材料力學是理工科高等院校機械、土建、航空、造船、汽車、水利等工程專業必修的技術基礎課程。該課程作為機械類學生必修的專業基礎課程之一，在基礎課與專業課之間起橋梁作用，為學習后續課程如機械設計的學習打下堅實基礎。本課程通過機械零件常用材料的變形形式，揭示了外力與材料變形的關系，也讓理論和工程時間更加緊密的聯系起來。

本文以應用型高校人才培養目標為前提，針對該門課程教學過程中出現的實際問題，綜合專業性質探索適合應用性人才培養的機械類《材料力學》高效的教學模式。

1 材料力學教學存在的問題

近幾年來，我校在機械專業課程教學改革中投入的精力逐漸增多，但大多數改革課程都集中在基礎課程如《機械制圖》以及專業課程如《機械設計》等。對《理論力學》及《材料力學》此類專業基礎課程的重視程度不夠，但此類課程與機械專業一系列核心課程密不可分，因此我校機械專業《材料力學》的教學還有待進一步提高。

綜合我校機械專業2017級之前材料力學課程教學，發現以下4方面問題：

1）我校是應用型本科院校，大部分學生工科基礎薄弱。近幾年，我校機械專業對口高職本科生源逐步上升。2016級對口高職本科占機械專業總人數6%，2017級比例猛增到33%。由于教學過程中大部分對口高職學生工學課程基礎極差，導致上課時學生出現厭學等現象。

2）《材料力學》中大部分案例來源于工程實踐，由于該門課程是大二開設，大部分同學對實踐知識接觸不夠，知識框架容易空洞。再者，由于該課程屬于理論型課程，課堂氛圍往往不夠活躍。

3）先修課程《大學物理》和《理論力學》學習深度不夠，掌握不扎實。據有效統計，我校機械專業《大學物理》和《理論力學》掛科率一直處于30%左右。

4）由于我校專業限制，開設此課程的專業只有土木類與機械類，學生人數不多，師資欠缺，“第二課堂”涉足較少。

針對教學過程中出現的這4方面問題，本文采取理論與實踐教學相結合的改善措施，加強機械類專業學生對該門專業基礎課的重視程度與學習熱情。

2 理論課堂改進措施

為了培養專業基礎知識扎實的應用型人才，我校機械專業從2017級開始，針對《材料力學》教學過程中出現的問題，做了如下幾方面改善：

1）因人制宜

針對我校學生普遍工科基礎薄弱，在學習其先修課程如《大學物理》以及《理論力學》時，教師應因人制宜，對于復雜的工程推導過程進行簡化，著重結果，讓學生從心理上不排斥此類課程。加強與后續專業課程有關章節的教學，與機械類專業應用關系不大的章節進行取舍。

2）因“才”施教

大二學生工程實踐經驗不足，在每一章開始，教師應重點提供大量與機械專業相關的構件受力的圖片與視頻資料，讓學生了解該門課程與后續課程的密切關系，從心理上提高對《材料力學》的重視程度。

3）因“材”施教

機械專業《材料力學》教學主要集中在桿件軸向拉壓、剪切、扭轉和彎曲4種變形的理解和掌握。這4種變形方式公式繁多，學生容易混淆，在教學過程中采用對比法讓學生對整體知識框架有深刻理解。

表1是4種基本變形的分析表格。從中可以看出，各種變形的分析具有很強的相似性。學生可以通過表格清晰的認識這4中變形方式之間的區別與聯系。

通過對比學習的方法，讓學生看清了整個知識框架，學生學習印象深刻，教學效果明顯。

4）“手機”進課堂

常規的理論性課堂不夠活躍，在2017級教學期間，提高學生的“手機”使用頻率，運用“藍墨云”班課進行課堂簽到、搶答問題、布置課堂任務等形式，讓當代大學生用他們最離不開的“手機”進行學習，此種方式極大程度帶動了學生學習積極性，教學效果明顯。

3 實踐課堂改進措施

3.1 改善實驗教學環境

我校針對材料力學實驗室建設的工作正穩步進行。起初，我校土木專業與機械專業材料力學實驗室只能進行材料的拉伸實驗和材料的壓縮實驗。我校從2017級開始，增加了彈性模量實驗、純彎曲實驗。

實驗也從開始的演示性實驗上升到實操性實驗。實驗過程中，選取部分學生進行操作，交流，進一步提高了學生對理論結合實際的理解能力。

3.2 通過“第二課堂”培養學生力學興趣

為提高機械類及土建類學生力學興趣，我專業聯合土建專業進行了力學教師交流活動，通過資深教授對青年教師的指導，提高教師的教學水平。

同時從大二學習《理論力學》之初，發掘部分對力學感興趣的同學，培養“第二課堂”興趣。

通過“第二課堂”的主動學習，愛好力學的同學通過學院構建的平臺成立學習小組，營造學習氛圍，培養力學興趣，鼓勵學生積極參加全國周培源大學生力學競賽。

4 結束

本文結合應用型人才培養目標以及機械類專業《材料力學》課程教學過程中出現的問題以及不足，提出了理論課堂和實踐課堂雙重改進的措施。通過因材施教到“手機”進課堂等措施，提高了學生力學專業知識的掌握與認知，為機械類學生后續專業課程學習奠定了堅實的基礎。

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