摘要：“材料力學(xué)”是土木工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，該課程主要研究材料的力學(xué)性能及工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問題，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。綜合分析當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及“材料力學(xué)”的課程特點，找出教學(xué)中存在的“痛點”問題。采用重組教學(xué)內(nèi)容、加大案例教學(xué)比重、課下學(xué)生分組討論、增大平時測驗的頻率、課內(nèi)實驗與大賽相結(jié)合、考核環(huán)節(jié)多元化等多種方式創(chuàng)新教學(xué)方式方法，改善教學(xué)效果，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、力學(xué)素養(yǎng)提高的同時，也使教師的教學(xué)能力及教研能力得到了相應(yīng)的提高，最終貫徹新工科建設(shè)理念。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；痛點；創(chuàng)新

TakeMultipleMeasurestoPromotetheLearningEffectiveness

of"MechanicsofMaterials"

TaoXinQinLidaGuoYipuWangYuZhangXiaodong

HeilongjiangUniversityofTechnologyHeilongjiangJixi158100

Abstract：MechanicsofMaterialsisthecorecourseofcivilengineering.Thiscoursemainlystudiesthemechanicalpropertiesofmaterialsandthebearingcapacityofcomponentsinengineeringstructures，andprovidesatheoreticalbasisforsubsequentprofessionalcourses.Comprehensivelyanalyzethecurrentstudents'learningsituationandthecoursecharacteristicsof"MechanicsofMaterials"，andfindoutthe"painpoints"inteaching.Theuseofreorganizationofteachingcontent，increasetheproportionofcaseteaching，groupdiscussionofstudentsafterclass，increasethefrequencyofusualtests，thecombinationofinclassexperimentsandcompetitions，thediversificationofassessmentlinksandotherwaystoinnovateteachingmethodsandmethods，improvetheteachingeffect，sothatstudents'academicperformance，mechanicalliteracycanbeimproved，andtheteachingabilityandteachingandresearchabilityofteachershavebeenimprovedaccordingly.Finally，theconceptofnewengineeringconstructionwillbeimplemented.

Keywords：MechanicsofMaterials；PainPoints；Innovation

一、課程基本情況

“材料力學(xué)”是土木工程專業(yè)的專業(yè)核心課程［12］，該課程主要研究材料的力學(xué)性能及工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問題。它以理論分析為基礎(chǔ)，通過揭示構(gòu)件強度、剛度和穩(wěn)定性的計算理論，為構(gòu)件選用適宜的材料，設(shè)計科學(xué)、合理的截面形狀和尺寸，達(dá)到既安全又經(jīng)濟的設(shè)計要求［34］。本課程開設(shè)在大二上學(xué)期，60學(xué)時，包括6學(xué)時的課內(nèi)實驗。本課程為2015年土木工程升本后開設(shè)，至今為止共進(jìn)行了8輪，2020年開始線上線下混合授課，為后續(xù)專業(yè)課“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“混凝土結(jié)構(gòu)”“鋼結(jié)構(gòu)”等課程提供理論基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)中的“痛點”問題

（一）與工程實際脫節(jié)

歸結(jié)到底，高校都是為社會培養(yǎng)專業(yè)人才。而應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)培養(yǎng)的畢業(yè)生應(yīng)緊緊貼合土建行業(yè)特別是工程實際項目建設(shè)的需求，因此，“材料力學(xué)”課程在設(shè)置授課內(nèi)容時應(yīng)緊密圍繞工程項目的實際需求進(jìn)行。往屆去工地頂崗實習(xí)的學(xué)生反饋，在施工現(xiàn)場進(jìn)行工作時，經(jīng)常會碰到類似模板、腳手架支撐、支護結(jié)構(gòu)的問題。雖知這應(yīng)該用力學(xué)的知識來解決，但由于在力學(xué)課堂上所學(xué)的知識都為簡化了的力學(xué)模型的計算，對于這種實際問題無從下手，無法將實際問題轉(zhuǎn)化成紙面上的計算模型進(jìn)行解答。

（二）學(xué)習(xí)興趣提升難

以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，在期初的教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及效果非常好。但是隨著課程的深入，學(xué)習(xí)難度增加，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣降低，學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度超出了學(xué)生能掌握的范疇，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)明顯下降。最終落入了學(xué)不會就不想學(xué)，越不想學(xué)越不會的狀態(tài)，歸根結(jié)底為學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提升較難。

三、課程教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：使學(xué)生了解各類構(gòu)件受力變形、破壞規(guī)律，掌握各類構(gòu)件結(jié)構(gòu)計算簡圖繪制方法，掌握各類構(gòu)件內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變的分析方法，熟練掌握各類構(gòu)件內(nèi)力圖畫法，熟練掌握各類構(gòu)件設(shè)計計算的基本概念、基本理論、基本方法。

能力目標(biāo)：使學(xué)生具備分析材料力學(xué)性質(zhì)與構(gòu)件力學(xué)性能內(nèi)在聯(lián)系的能力，能夠分析構(gòu)件的破壞規(guī)律，能夠熟練地分析與計算桿件在拉、壓、剪、扭、彎時的內(nèi)力，繪制相應(yīng)內(nèi)力圖，能夠熟練地分析與計算桿件在基本變形下的應(yīng)力和形變，并進(jìn)行相應(yīng)的強度和剛度計算。

價值目標(biāo)：使學(xué)生具有較強理解能力及系統(tǒng)分析能力，具有較強的應(yīng)用能力，能夠理論聯(lián)系實踐，具有嚴(yán)謹(jǐn)、誠信的職業(yè)品質(zhì)和良好的職業(yè)道德，具有社會責(zé)任感，擁有團隊合作和妥善處理人際關(guān)系素質(zhì)，擁有踏實肯干的工作作風(fēng)和熱情、耐心的服務(wù)態(tài)度。

四、課程教學(xué)的創(chuàng)新思路及舉措

（一）課程創(chuàng)新思路

以學(xué)生為主體，以能力為導(dǎo)向，按照課程內(nèi)容的主線重構(gòu)教師授課內(nèi)容為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神為核心，通過理論講授、融入大賽、典型案例分析等活動，把理論知識和實踐應(yīng)用緊密結(jié)合起來，從而使學(xué)生具有較強的工程實踐能力。

（二）課程創(chuàng)新措施

針對以上痛點，分別找出創(chuàng)新舉措，進(jìn)行教學(xué)實踐，最終起到教書育人的成效。

1.重組教學(xué)內(nèi)容

基于“痛點”分析，充分發(fā)揮“以學(xué)生為中心”的理念，結(jié)合材料力學(xué)的內(nèi)容特點，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組。材料力學(xué)涉及的理論內(nèi)容較多，存在大量的公式推導(dǎo)及計算，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在一定難度。因此，日常授課過程中應(yīng)注重將繁雜的問題簡單化。例如，在材料力學(xué)的授課過程中，強度、剛度、穩(wěn)定性是材料正常使用下的基本要求，四種基本變形都要分析強度及剛度問題，可以認(rèn)為強度、剛度問題是貫穿材料力學(xué)計算的主線，恰恰此部分內(nèi)容是學(xué)生記憶較混亂的地方。因此，在強度及剛度問題講解過程中可引入主線意識幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，以強度問題為例，四種基本變形的強度問題基本公式均為應(yīng)力max≤［應(yīng)力］，即材料內(nèi)部的應(yīng)力最大值（包括正應(yīng)力和剪應(yīng)力）均應(yīng)不大于材料的許用應(yīng)力值，不同變形的不同之處為求各自變形的應(yīng)力的公式不同。同時弱化原理及公式的推導(dǎo)，重視知識的應(yīng)用，最后將分散的知識點進(jìn)行歸納總結(jié)，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中抓住主線。知識思維導(dǎo)圖如下圖所示。

知識思維導(dǎo)圖

2.加大案例教學(xué)的比重

在以往的教學(xué)過程中已經(jīng)證明案例式教學(xué)的教學(xué)效果明顯，特別是在培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的應(yīng)用型本科院校的土木工程教學(xué)過程中的效果尤為顯著，在后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)過程中更能體現(xiàn)出案例教學(xué)的優(yōu)勢。因此，在材料力學(xué)的教學(xué)過程中應(yīng)增大案例的引入。比如，在講授結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性計算部分時，其主要包括四種基本變形，在實際工程中涉及單獨變形的構(gòu)件較少，工程中絕大多數(shù)的變形都為組合變形或是細(xì)長桿的壓桿穩(wěn)定，這兩種問題工程實踐性強，與基本變形相比，其學(xué)習(xí)過程中存在一定的難度。因此，在講解這兩種變形時可引入工程實際案例，案例教學(xué)能夠把學(xué)習(xí)情境代入實際問題當(dāng)中，應(yīng)用所學(xué)的課堂知識解決實際工程中的某些問題，使學(xué)生解決工程問題的能力得到提升。

3.課下組織學(xué)生分組學(xué)習(xí)討論

在以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的自學(xué)能力非常差，甚至出現(xiàn)課下作業(yè)不完成的現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象可成立學(xué)生助教團，每班的班長、學(xué)習(xí)委員、團支書作為助教團成員，如若其他同學(xué)想?yún)⒓又虉F，可自愿參加。每名助教帶一個學(xué)習(xí)小組，每班至少3組（涵蓋班級所有學(xué)生），每周每組至少開展集中學(xué)習(xí)活動2次，教師布置探討任務(wù)，每次不少于1小時，學(xué)生匯報探討地點，進(jìn)行組內(nèi)探討，保留影像資料。助教定期向教師反饋每名成員的學(xué)習(xí)情況，積極采取相應(yīng)的措施，活動可采取的形式可多樣，比如復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)、做題、探討等。教師可經(jīng)常參加學(xué)生的課下學(xué)習(xí)小組，最后教師每周在課堂總結(jié)上一周探討情況。通過此種強制的方法增加學(xué)生的課下學(xué)習(xí)能力，同時加強學(xué)生自學(xué)及獨立思考的能力。

4.增大平時測驗的頻率

在以往的教學(xué)過程中，每當(dāng)講完一個知識點后教師會為學(xué)生安排相應(yīng)的習(xí)題課來鞏固所學(xué)知識。但隨著習(xí)題課的進(jìn)行，教師發(fā)現(xiàn)效果并不明顯，學(xué)生的參與度較低，起不到習(xí)題課應(yīng)有的效果，因此將平時的習(xí)題課改為階段性測驗，作為學(xué)生查漏補缺的依據(jù)，成績納入期末成績中。通過此種方法，學(xué)生的參與度明顯提升，最大限度地防止學(xué)生學(xué)習(xí)“死循環(huán)”的發(fā)生。

5.課內(nèi)實驗與大賽相融合

“材料力學(xué)”的授課學(xué)時中包含6學(xué)時的課內(nèi)實驗，以往的課內(nèi)實驗是將所有學(xué)生進(jìn)行分組，教師演示低碳鋼及鑄鐵的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)實驗，學(xué)生的參與度較低，學(xué)生普遍提不起興趣。因此，我們將課內(nèi)實驗與大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽相融合，利用2學(xué)時來對傳統(tǒng)實驗進(jìn)行大組演示，4學(xué)時用來做結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽所需實驗，主要為結(jié)構(gòu)原材料竹條的拉伸、壓縮、彎曲試驗。學(xué)生分組自行完成實驗設(shè)計、操作及分析等全部內(nèi)容，提高了實驗教學(xué)效果的同時培養(yǎng)了學(xué)生的動手實踐能力。

6.考核環(huán)節(jié)多元化

在最大限度地滿足課程教學(xué)目標(biāo)的前提下，將最終成績比例設(shè)置為40%和60%。占比40%的平時成績由課內(nèi)實驗、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課外作業(yè)及平時測驗組成。其中，實驗部分由低碳鋼及鑄鐵的拉壓扭實驗報告和大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽中所用竹條的實驗記錄分析表共同組成；學(xué)習(xí)表現(xiàn)由課上及課下的分組討論情況以及線上線下平時表現(xiàn)及活躍度組成；課外作業(yè)由智慧樹作業(yè)的完成情況組成。

五、創(chuàng)新成效

學(xué)生成績明顯提高。對比2019、2020、2021三屆學(xué)生的“材料力學(xué)”成績，學(xué)生的及格率為48.4%、62.5%、85.4%，平均分為51.6分、61.1分、75.2分，平均分、及格率都有了顯著提高。同時通過課內(nèi)實驗融入大賽的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生的動手能力得到了提高，參加大賽的積極性也在不斷提高。在剛剛結(jié)束的“盈建科杯”第十六屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽黑龍江分區(qū)賽中，由教學(xué)團隊教師指導(dǎo)的隊伍獲得一等獎1項、二等獎2項，最佳制作獎、團體二等獎及優(yōu)秀組織獎各1項。另外，通過使用課下研討小組的學(xué)習(xí)模式，已有大部分學(xué)生意識到這種模式的益處，在課程結(jié)課后積極找到教師表達(dá)想要建立學(xué)生社團的想法，想要延續(xù)這種學(xué)習(xí)模式，增強自己的自學(xué)及分組研討的能力。

6結(jié)論

總結(jié)以往的教學(xué)過程，發(fā)現(xiàn)存在的問題及需要繼續(xù)改進(jìn)點如下：（1）“平時表現(xiàn)”分?jǐn)?shù)評定存在主觀性，需要持續(xù)改進(jìn)；（2）缺少用人企業(yè)對畢業(yè)生的持續(xù)反饋。

針對土木工程學(xué)生學(xué)習(xí)“材料力學(xué)”過程中存在的“與工程實際脫節(jié)”“學(xué)習(xí)興趣提升難”等痛點問題，通過采取重組教學(xué)內(nèi)容、加大案例教學(xué)比重、課下學(xué)生分組討論、增大平時測驗的頻率、課內(nèi)實驗與大賽相結(jié)合、考核環(huán)節(jié)多元化等多種方式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成績提高的同時，學(xué)生的力學(xué)素養(yǎng)也有了長足的進(jìn)步。教師在改革的過程中也取得了一定的成績，真正做到了教學(xué)相長。

參考文獻(xiàn)：

［1］王桃桃，王琦，劉玲華.土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革設(shè)想［J］.四川建材，2015，41（02）：297298.

［2］王曉天，范國慶，王樹范，等.基于“卓越計劃”的土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革與實踐［J］.長春工程學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，15（04）：143145.

［3］劉燕，魏建國.土木工程專業(yè)理論力學(xué)課程實驗教學(xué)改革探索［C］//中國力學(xué)學(xué)會.力學(xué)與工程應(yīng)用.威海：第十四屆北方七省市區(qū)力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)會議，2012：339340.

［4］魏德敏.土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革動態(tài)分析［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2004（04）：159160.

基金項目：2022年黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目“應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革研究”，項目編號：SJGY20220674；2022年黑龍江工業(yè)學(xué)院高等教育教學(xué)研究與改革項目“當(dāng)前就業(yè)形勢下道路工程課程建設(shè)研究——以黑龍江工業(yè)學(xué)院為例”

作者簡介：陶鑫（1987—），男，漢族，黑龍江東寧人，碩士研究生，副教授，研究方向為新型建筑材料組織與性能。