材料力学在三本院校的教学改革探索
Abstract： This paper analyzes the problems in material mechanics teaching of civil engineering specialty in universities which trains applied talents. To arouse the students' interest in learning， cultivate students’ ability to analyze and solve problems， and effectively improve the quality of teaching， this paper discussed the teaching reform of material mechanics course from teaching content， teaching method， etc.
Key words： material mechanics；teaching reform；teaching methods；assessment method
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0222-02
0 引言
《材料力学》是普通高等工科院校一门重要的技术基础课，至今已有300余年的发展历史，其经典理论在现代工程和科学技术中一直被广泛应用。随着科学技术的飞速发展，材料力学课程也面临新的机遇和挑战：现代工程技术对力学要求越来越高，对学生参加工作后的实践能力要求也越来越迫切，而现行的教育体系很难满足这些需求。高等教育的教学模式要从知识型向创造型和实践型转变，把应试教育转变为素质教育，这是一个重大的工程，也是势在必行的趋势。材料力学课程只有适应这个发展趋势，才能为社会培养处创新并且具有实践能力的综合素质的人才。
1 材料力学在三本院校的教学现状及存在问题
随着社会的进步经济的发展，高等教育也在不断的深化改革，目前国内的高等教育已经由过去的精英教育向大众教育转变，由于各个院校的扩招，高等院校的学习人数越来越多，随之带来的问题就是学生的基础普遍下降。而三本院校的学生基础也是普遍非常薄弱，随着高校提出要培养应用型、综合型人才，力学这类技术基础课的课时被压缩的越来越少，加上材料力学本来就很枯燥，很多学生对此本来就没有多大兴趣，加上课时的精简，很多内容不能很透彻的灌输给学生，由于前面的内容了解不透彻，后面的知识理解起来也就非常吃力，这样就造成了学生更加讨厌这门课程。然而，在现代工程技术的应用实践中，对力学或者材料力学的需求越来越高。在这种教学与实践发生冲突的情况下，现有《材料力学》教学模式的弊端越来越明显，主要表现为以下几个方面：①教学内容方面。就教学内容而言，多年来一直没有跟着社会的发展而变化，而且教课形式还是以前的理论形式，虽然加了一些材料类型的实验，但是实验都比较少，而且由于实验设施有限，很多情况下学生都是观看，不能亲自动手。现在的教学内容多数强调理论，很多课程之间不仅重复而且很多都严重脱节，并且现有的教学方式都是强调理论知识还有解题技巧，并没有结合实际工程进行讲解。随着新兴行业、新兴学科的不断出现，理论和实际脱轨的现象越来越严重；②教学方法方面。半个世纪以来，我们的教学模式还是停留在以“教室、教师、教材”为中心的灌输式教学方法，这种情况下学生只能被动的学习，没有兴趣，无法调动学生的主动性和积极性，应该在教学中增加一些实践的案例，这样不仅使学生理论结合实际，而且还能开发学生的创造性思维，有利于提高学生的整体素质；③考试考核体系方面。既有的教学都是将所学给予在期末一次的考试分数上，由于都是以分数定能力，所以大家都会考前突击看书，突击记忆，死记硬背。而且如果通不过来年还要重修，往往老师考试之前都要划重点，很多同学都是死记硬背重点，不仅不理解，而且对于其他的知识都不理会，只是一味的背重点然后搞题海战术。即使这样，很多学生为了通过考试，不得不作弊。因此，这种分数制不但制约了学风建设，还造成学生对知识不能灵活运用。
2 材料力学课程教学改革措施
笔者认为，应从多方面如教学内容、教学方法、考核体系等入手，实现三本院校应用型土木类专业材料力学这门基础课程的教学改革。
2.1 优化理论教学内容，突出材料力学研究问题的思路和解决问题的方法，以及与后续课程和工程实际的联系。在讲授材料力学教学内容时，应当打破陈规，注重课程知识的横向应用，纵向联系以及与其他相关学科的交叉。如：首先系统讲解轴向拉伸与压缩这一最简单的基本变形，以“外力―内力―应力―变形―强度―刚度”为主线，以“外力特点、截面法计算内力、应力的分布规律及应力变形特点及变形计算、强度刚度条件的建立及应用”为具体内容，在稍后开展的剪切、扭转、弯曲等基本变形讲解中举一反三，运用同样的思路总结出材料力学研究问题的基本思路和方法。这样，学生在学习过程中既可以始终抓住这门课程的主线，使其不偏离方向，又可以做到灵活运用，加深对知识的理解。只有这样，学生不再是死记硬背公式、概念，而是掌握了一个运用自如的理论工具。
突出与后续课程的联系，为学生学习后续课程打下坚实的基础，这应是材料力学课程教学内容改革的基本目标之一。例如：对于弯矩图，材料力学给出了方程法、简易法和叠加法三种画法，而后续课程结构力学中采用的是分段叠加法，因此，在材料力学课程的教学中，可在学生掌握简易法和叠加法的基础上，强化分段叠加法这一教学内容，而方程法可作为学生的自学内容；对于位移的求解方法，能量法在结构力学中广为使用，此教学内容应得到强化；挠曲线近似微分方程求位移的方法在后续课程中的应用较少，与其他教学内容的联系也较少，可略讲或将其作为学生自学内容。 教学过程中，教师不但要按照大纲把理论知识讲解透彻，还要在讲解过程中适当引入一些实际的工程问题。可以给出一个实际的工程，让学生结合课本的理论知识解决实际问题。这样不但提高了学生学习的兴趣，而且还开发学生的思维，使学生敢于踊跃发言活跃课堂气氛，这样就使学生不仅学到课本的知识，而且还能提高大家运用知识分析问题，解决问题的能力。例如，在讲解压杆的稳定性时，可给出实际钢结构中柱与梁的连接形式，让学生思考柱在不同平面内失稳时应如何建立力学模型，如何简化端部的约束等等。当然，把知识转化为能力是一个需要不断积累沉淀和不断实践的过程，我们要坚持不懈才能收到良好的效果。
2.2 改进教学方法，加强多媒体在教学中的应用，注重学生学习兴趣和能力的提高。传统的教学手段是灌输式的教学，学生只是被动的接受，很难有自己的兴趣和独立思考的机会。在教学过程中应该尽可能用生活中学生能接触、见到或易于理解的实例讲解。如汽车的扶手、自行车辐条、教室中的楼板、座椅、户外的旗杆等等，不仅提高了学生的学习兴趣，加深了对实际问题的认识，还可引导学生继续思考，启发学生的思维。教师在教学过程中，应尽量多采用形象化的教学工具（如教学模型、图片、曲线图等），这样可以加强学生的直观认识。其次，对于基本理论、基本概念一定要讲透彻，对于重要的难点，不但要在课堂上多花时间重点讲解，还要组织课堂讨论，课下布置相关作业，强化对知识的理解，做到“突出重点，化解难点”；再次，对于每章都要有总结，这样可以帮助学生做到脉络清晰，同时对于相似点要单独拿出来总结，找出他们的相同点和不同的，方便大家记忆并且不容易混淆；最后，还是要多结合实际例子讲解，这样不仅掌握了知识，还能够运用知识解决生活实际中的问题，让大家感觉学有所用，认识到知识的力量。通过这些，肯定可以增加学生学习的兴趣，提高他们的素质和能力。
在教学过程中利用多媒体技术，将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，使学生更直观地了解工程实际。同时，图文音像并茂、生动形象的多媒体技术更能激发学生的学习积极性和创造性。在力学公式推导、典型题目等方面，发挥传统的板书教学连贯性的特点，注重过程的推导，边推导边讲解，细化每个过程，这样教学效果就会更加理想。将传统的教学手段与多媒体教学手段相结合，发挥其各自的特长，使两者在教学中实现优势互补，才能取得最佳的教学效果，提高教学质量。
2.3 完善课程考核办法。目前各个高校所使用的考核制度即考试以及平时上课的出勤情况，一般情况下，出勤和课下作用占一部分比重，最终的期末考试占绝大部分比重。其实，考试的目的就是为了督促学生好好学习，掌握知识，学到技能，促进其全面素质的提高。可是现实中应用的这个考核制度并不能够做到这些。现在的考试多数都是考核老师讲的重点，课下作业题目，正在结合实际的题目根本没有，为了保持“低淘汰率”，考前老师通常都会划重点，只有考前一周好好突击就能过关，这样不仅增强了学生平时学习的惰性，而且还扼杀了学生的创造力、思考能力等。显然，现行的考核制度有着不可避免的缺陷，因此应当在以后的教学中增加其他方面的考核（如动手能力、语言表达能力、创造性思维能力等）。
为了能真正挖掘学生的潜能，使学生学有所用，学有所得，对课程的考核应将学生动手能力、应用能力、对问题的分析和处理能力纳入考核的范围，变一次考核为多次、多方面的考核方式，使考核的成绩能够真正反映出学生的综合素质。如平时成绩占35%、实验考核占15%，平时课堂考核或实验教学考核不及格者，不准参加期末考试。期末闭卷考试成绩占50%，期末笔试不及格者准予补考，考试内容包括基本概念、基本原理、思考题和计算题。考试题型应为填空、选择、简答和计算。在实施过程中，应坚持公平、公正、公开的原则，平时成绩、实验考核成绩及时公布，让每个学生都能知道自己的考核成绩，知道自己的位置，能有的放失地去学习、复习，提高自己的能力和综合素质。
3 结语
通过对教学内容、教学方法、教学手段和考核体系方面的创新，受到了学生的普通欢迎，不仅提高了学生学习的兴趣，并且也提高了教学质量。在达到教学大纲要求的同时，还教会了学生如何运用课本知识解决实际问题。从材料力学教学实践中我们深刻的体会到：教学模式的改革不是一蹴而就的，这是一项长期而艰巨的任务，在我们制定合理完整的计划的同时，还要结合教学实际，不断探索总结，更需要我们坚持不懈的克服困难，确保教学模式改革的顺利实施。
