李忠芳，馬萬征

（1.安徽科技學院機電與車輛工程學院，安徽鳳陽233100；2.安徽科技學院城建與環(huán)境學院）

基于卓越工程師計劃的材料力學教學改革的研究

李忠芳1，馬萬征2

（1.安徽科技學院機電與車輛工程學院，安徽鳳陽233100；2.安徽科技學院城建與環(huán)境學院）

針對當前材料力學教學中存在的問題,通過對教學內(nèi)容、方法及教學手段等方面的教學改革進行探索.該文結合本校的教學改革實踐提出了理論教學和實驗教學的改革措施，以期提高材料力學教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生動手能力和解決實際問題的能力展.

材料力學；教學改革；理論教學；實驗教學

卓越工程師也稱為中國“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，計劃采用10年時間培養(yǎng)出一批百余萬高質(zhì)量的各類型工程技術人才，為建設創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定人才優(yōu)勢.2010年3月教育部正式啟動第一批試點高校卓越工程師工作，安徽科技學院成為教育部“卓越工程師培養(yǎng)計劃”全國首批試點高校，機械類專業(yè)則是安徽科技學院重點建設的專業(yè).材料力學是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，也是構成專業(yè)課程的基礎性支撐平臺課,它可為工程實踐提供強有力的理論基礎和技術支持，對學生后續(xù)課程的學習和知識結構的完善起著重要的作用[1]，主要內(nèi)容包括：材料拉伸與壓縮，材料扭轉(zhuǎn)，材料彎曲這三種變形形式下的內(nèi)力、應力和變形，強度計算與剛度計算等知識.通過本課程的學習，可使學生掌握材料力學的基本方法，為后續(xù)課程打下良好基礎.因此，卓越工程師計劃下的材料力學教學主要為學生學習專業(yè)課打下一個良好基礎開展而的，具有重要的理論意義和實踐價值.材料力學的教學改革對培養(yǎng)卓越工程師人才具有極其重要的意義.

1 理論教學改革

安徽科技學院選用的教材為高等教育出版社出版，劉鴻文主編的《材料力學》第五版.該教材內(nèi)容較新穎，符合專業(yè)的教學要求.在2012年，經(jīng)過多年的教學實踐和多輪討論形成了課程的教學大綱、授課教案、實驗教案和與之配套的測試技術實驗指導書等，并能在教學中嚴格執(zhí)行.主要采用多媒體授課，有與教材配套的多媒體課件.目前使用教材存在的主要問題是側(cè)重于實際工程應用的內(nèi)容偏少，基本知識講授較多，學生普遍感覺比較抽象，下一步可嘗試自編或參編教材，改進多媒體課件內(nèi)容，突出新知識、新成果以及專業(yè)培養(yǎng)要求相關的應用性內(nèi)容.

隨著計算機技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，材料力學的教學可以考慮計算機輔助教學，對某些材料力學問題可以實現(xiàn)計算機化的教學，使這些問題以圖、文、聲并茂的形式呈現(xiàn)在學生面前，使得教學理論更加生動化，加深學生對理論知識的理解和掌握.要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，必須活躍學生的學術思想，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維[2].在實際的教學過程中，可以讓學生了解當前材料力學的前沿知識，比如新材料的特性、彈性力學，了解在實際的科研工作中，材料力學的實際應用，增加學生的學習興趣及科研潛力.

材料力學的教學過程普遍以“拉伸—剪切—扭轉(zhuǎn)—彎曲”為主線，每種變形的講解都按“內(nèi)力—應力—變形……”順序進行，對每種變形問題，普遍采用“平面截面假設—變形幾何關系—物理關系—靜力平衡條件—應力公式”相同的推導過程[3].在實際的教學過程中，應當總結整個材料力學教學中的主要概念、例題.按照由易入難，適當?shù)恼{(diào)整教學次序，使得各個章節(jié)有機的結合起來.同時改革過程中應注重教學內(nèi)容的完整和嚴謹,突出內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系與有機結合.注意到深層次的劃分,突出對工程實例的力學分析，力爭做到庖丁解牛式的學習效果.可以提高學生學習的主動性，強化學習效果.

在教學的過程中，可以綜合采用多種教學方法和教學手段，例如啟發(fā)式教學、歸納法教學等，這樣可以提高學生對理論知識的掌握程度，啟發(fā)式教學能夠引導學生積極思考，調(diào)動學生的學習積極性和主動性，活躍課堂氣氛.歸納法教學即教師在每章內(nèi)容講述完后，對每章的知識點進行歸納總結，讓學生清晰的認識到本章的知識層次結構，在所有課程結束后，可利用思維導圖（如Mind-manager）等工具對整個材料力學的知識進行分類總結，把所有的知識進行有機的連接起來，對學生掌握材料力學的整體知識具有促進作用.

2 實驗教學改革

實驗教學是教學過程中的重要組成部分.對學生鞏固、加深理論知識，對培養(yǎng)學生自己動手發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,對培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神等方面都有著不可替代的重要意義和作用[4].材料力學的本質(zhì)都是實驗學科，其理論的建立和發(fā)展均以嚴格的材料力學實驗為基礎的學科[5].我校的材料力學課程已開出十個實驗學時，其中包括材料拉壓扭基本實驗和四個學時的電測實驗，已基本滿足教學需要.但是，隨著卓越工程師計劃的實施，目前的實驗教學亟需改進，以適應卓越工程師培養(yǎng)的要求.

在實驗教學的過程中，應當對目前的驗證型實驗進一步完善，增加設計型的實驗，設計性實驗則是給定實驗目的和實驗條件，讓學生自己設計方案并按要求完成實驗目的的實驗[6].既提高了學生分析問題和解決問題的能力，又滿足了學生對深層次知識的需求，拓展了學生的思維模式，滿足卓越工程師人才培養(yǎng)的要求.

3 結束語

材料力學應用型教學改革成功與否，其中一條檢驗標準是學生能否有效地將所學的理論知識應用于實踐，在實踐中創(chuàng)新理論.為滿足卓越工程師培養(yǎng)的要求，通過理論教學和實踐教學的改革，可以端正學生的學習態(tài)度，激發(fā)學生的學習熱情，使其更好地掌握材料力學的理論知識和實踐知識，能夠提高學生應用材料力學的知識解決工程實踐問題的能力，為其成為合格的工程設計和施工人員以及優(yōu)秀工程師奠定良好的基礎.

〔1〕胡瑋軍.材料力學教學改革探討[J].科技信息:學術研究,2007(8):82-83.

〔2〕楊志軍，趙學友.材料力學課程教學改革與創(chuàng)新[J].內(nèi)蒙古科技大學，2011（3）:25-26.

〔3〕安萬德.機械類專業(yè)材料力學教材、教學改革的設想[J].科技信息，2011（28）:91.

〔4〕馬萬征，李忠芳，邢素芝，等.基于應用能力培養(yǎng)為主的實驗教學改革研究[J].赤峰學院學報，2012,28（9）：231-232.

〔5〕舒開鷗，趙大華.“材料力學實驗”課程教學改革研究-以九江學院為例[J].長春理工大學學報，2010,5（4）：152-153.

〔6〕歐陽思潔，錢燦.材料力學實驗教學改革實踐與思考[J].實驗科學與技術，2012,10（4）：79-81.

O341

A

1673-260X（2013）03-0005-02

車輛工程重點建設學科（AKXK20102-5）；安徽高校省級自然科學研究項目“板料成形變壓邊力控制機理及其變壓邊力成形控制技術”（KJ2011Z081）；安徽科技學院自然科學研究項目“鎂合金汽車后舉門沖壓成形設備開發(fā)”（ZRC2010265）；國家級卓越工程師計劃：機械設計制造及其自動化，安徽省高等學校省級質(zhì)量工程項目：卓越工程師計劃，車輛工程