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【摘要】材料力學(xué)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)標(biāo)是介紹在設(shè)計(jì)各種工程結(jié)構(gòu)時(shí)所應(yīng)用的基本概念與原理、計(jì)算方法和計(jì)算手段。但是通常的材料力學(xué)課程過(guò)于注重知識(shí)的系統(tǒng)性和完備性，忽視了材料力學(xué)從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去的特性。因此，采用基于案例的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法，通過(guò)案例學(xué)習(xí)提高學(xué)習(xí)興趣；采用面向綜合能力培養(yǎng)的項(xiàng)目教學(xué)方式，通過(guò)項(xiàng)目分析討論和展示等環(huán)節(jié)提高學(xué)生理論建模、材料組織和表達(dá)能力，從而達(dá)到提高學(xué)生課堂參與程度，縮小經(jīng)典的力學(xué)理論和工程實(shí)際的差異的教學(xué)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】工程背景；材料力學(xué)；教學(xué)方法

1.材料力學(xué)教學(xué)中重點(diǎn)解決的問(wèn)題與目標(biāo)

材料力學(xué)是工科院校的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生課程體系中起著承上啟下的作用，在學(xué)生分析、研究、解決工程問(wèn)題能力培養(yǎng)，專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)提高等方面具有重要的作用。在教學(xué)內(nèi)容的組織方面過(guò)于注重知識(shí)的系統(tǒng)性和完備性，忽視了創(chuàng)造性和發(fā)散性思維的培養(yǎng)；教學(xué)方式上主要以傳授知識(shí)為主導(dǎo)，教學(xué)內(nèi)容缺乏明確的應(yīng)用對(duì)象，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高；教學(xué)成果評(píng)價(jià)方法和手段相對(duì)單一，過(guò)于依賴(lài)閉卷考試，在一定程度上制約了學(xué)生學(xué)生能力培養(yǎng)的導(dǎo)向作用。教師采用多種方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以提高教學(xué)質(zhì)量，如支架式教學(xué)法[1]，注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量[2]，知識(shí)遷移能力培養(yǎng)[3]等。因此本文從材料力學(xué)源于實(shí)踐并回歸實(shí)踐的基本點(diǎn)出發(fā)，在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入工程背景，從工程問(wèn)題中找到力學(xué)原理，進(jìn)而將所學(xué)內(nèi)容反饋到研究項(xiàng)目的方式提升同學(xué)的力學(xué)建模能力。

2.工程背景下的材料力學(xué)教學(xué)方法探討

2.1教學(xué)實(shí)施策略與方法。教學(xué)方法改革：改革傳統(tǒng)的以傳授知識(shí)為中心的教學(xué)模式，以工程問(wèn)題為主要線索，以培養(yǎng)能力為中心，開(kāi)展案例教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、重點(diǎn)難點(diǎn)講授、課堂討論等多種形式的教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)新經(jīng)驗(yàn)的能力。分組專(zhuān)題研究活動(dòng)：首先根據(jù)工程應(yīng)用的特點(diǎn)，考慮問(wèn)題的基礎(chǔ)性和前沿性，強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的綜合性和設(shè)計(jì)性，建立材料力學(xué)專(zhuān)題庫(kù)。學(xué)生分組針對(duì)專(zhuān)題進(jìn)行交流討論，結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)，或直接進(jìn)行材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)，交流展示，形成專(zhuān)題研究報(bào)告。自主實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽：以自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)為目的，讓學(xué)生分組針對(duì)一至兩個(gè)主題自主選題，完成作品的設(shè)計(jì)、方案評(píng)比與交流、實(shí)物制作等。通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目組織與協(xié)調(diào)的能力、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力和實(shí)物制作的動(dòng)手能力。

2.2基于案例的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法。教學(xué)中難點(diǎn)需要多種形式共同協(xié)作完成，因此基于材料力學(xué)能力培養(yǎng)目標(biāo)，提出了基于案例教學(xué)的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法。實(shí)施時(shí)，首先以教學(xué)中主案例為線索，輔以相關(guān)案例，構(gòu)成了分析問(wèn)題的工程背景，從案例的分析中提出問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。然后以主案例為例，分析案例的力學(xué)建模，引出力學(xué)分析中的主要理論和方法，給出力學(xué)模型分析的主要步驟和關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的討論，根據(jù)具體情況指定或讓小組同學(xué)完成分析。因此，在基于案例的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法中，案例學(xué)習(xí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，分析討論和展示提高了學(xué)生的材料的組織和表達(dá)能力，模型建立分析增強(qiáng)了學(xué)生從物理模型建立和分析能力。基于案例教學(xué)的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法以問(wèn)題探究作為主要的驅(qū)動(dòng)力。教學(xué)方法對(duì)于教師本身的知識(shí)深度和廣度以及教師對(duì)于課堂的掌控具有一定要求，其中教學(xué)時(shí)教師對(duì)于整個(gè)過(guò)程的進(jìn)度把握和范圍的界定最為關(guān)鍵。如果對(duì)于問(wèn)題的深度和廣度把握不準(zhǔn)，往往導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的無(wú)力感，反而使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的興趣。而如果對(duì)于進(jìn)度的把握不準(zhǔn)，例如某一環(huán)節(jié)過(guò)于放任，往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的熱情的下降，教學(xué)時(shí)間成為垃圾時(shí)間。基于案例教學(xué)的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法是融合了課堂講解法和問(wèn)題探究教學(xué)法，通過(guò)工程案例的引入，提高了學(xué)生對(duì)于概念的認(rèn)識(shí)。通過(guò)問(wèn)題探索的方式，使學(xué)生從被動(dòng)的吸收，變成了我要學(xué)的模式。通過(guò)課堂討論增加了學(xué)生參與課堂的主動(dòng)性。通過(guò)系統(tǒng)推進(jìn)，雙層反饋的形式，加生了學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。

2.3面向綜合能力培養(yǎng)的項(xiàng)目教學(xué)。為了提高同學(xué)團(tuán)隊(duì)合作能力、自主探索能力、工程問(wèn)題建模能力，因此在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入項(xiàng)目教學(xué)，即學(xué)生自主組隊(duì)針對(duì)工程或者生活實(shí)際中的具體問(wèn)題進(jìn)行項(xiàng)目式探索工作。在項(xiàng)目的選擇上，既要考慮問(wèn)題的基礎(chǔ)性、綜合性和設(shè)計(jì)性，也需要考慮同學(xué)的興趣。然后，同學(xué)分組針對(duì)專(zhuān)題進(jìn)行交流討論，結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)，或直接進(jìn)行材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)，交流展示，形成專(zhuān)題研究報(bào)告。在項(xiàng)目的專(zhuān)題研究環(huán)節(jié)中，以記錄、報(bào)告、自評(píng)、互評(píng)等方式評(píng)估，建立完整可靠的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以充分實(shí)現(xiàn)考核方式和內(nèi)容對(duì)于學(xué)生能力培養(yǎng)的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)作用。

3.結(jié)論

為了提高同學(xué)學(xué)習(xí)興趣并突出教學(xué)內(nèi)容的工程性特點(diǎn)，采用基于案例的系統(tǒng)推進(jìn)教學(xué)法，通過(guò)案例學(xué)習(xí)提高學(xué)習(xí)興趣；采用面向綜合能力培養(yǎng)的項(xiàng)目教學(xué)方式，通過(guò)項(xiàng)目分析討論和展示等環(huán)節(jié)提高學(xué)生理論建模、材料組織和表達(dá)能力，從而達(dá)到提高學(xué)生課堂參與程度，縮小經(jīng)典的力學(xué)理論和工程實(shí)際的差異的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)實(shí)踐表明，工程背景的引入，學(xué)生對(duì)于課堂的參與度、對(duì)于實(shí)際工程問(wèn)題的興趣都有所提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張效忠,孫國(guó)民.支架式教學(xué)在材料力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].高教學(xué)刊,2019(02):81-83.

[2]劉萍華.20年來(lái)我國(guó)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革文獻(xiàn)綜述[J].力學(xué)與實(shí)踐,2009(06),67-69.

[3]劉燦昌,剛憲約等.知識(shí)遷移能力在《材料力學(xué)》課程學(xué)習(xí)中的培養(yǎng)[J].2018(12):226-227.

作者:吳欣 張奎 單位:杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院