王世光 裴福玉
哈尔滨远东理工学院 黑龙江省哈尔滨市 150025
摘要：本文从教学理念，优化教学内容，实验，教学方法，考核方式等方面对材料力学进行了研究，为材料力学的教学改革做了探讨。
关键词：材料力学；教学研究；教学理念
材料力学主要研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。具有开设专业多、理论知识较深和注重学生工程实践能力培养等特点。学校确立了向应用型大学发展的定位，作为专业基础课程，材料力学课程教学效果将对人才培养起到重要作用。
近几年专业课授课学时不断缩减，传统的教学理念、教学方法和考核手段已经不能满足应用型人才培养教学目标的要求，教学改革势在必行。本文从教学理念、教学内容、实验环节、教学方法和考核方式等方面探讨材料力学教学改革的思路和经验。
一、教学理念要更新
教学理念是对认识的集中体现，同时也是人们对教学活动、看法和持有的基本的态度和观念，是人们从事教学活动的信念。教学理念有理论层面、操作层面和学科层面之分。明确表达的教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。
我们知道，我们所处的时代由于技术的快速进步、交通的便捷、下一代的成长，出现了很多新的机会，新的挑战，当然也面临很多新的问题，我们解决问题的方法，也要随着时代进步与变迁，教育行业也一样，因此，教育理念要适应时代的发展，只有教学理念跟随上时代的变迁，教学的效果才能体现出来，培养出来的学生才能适应社会的需要，进而成为社会合格的参与者、建设者与领导者。
根据学校确定的培养应用型人才的定位以及与世界同行的目标，教学理念应倡导如下新的理念：以人为本的理念、创造性的理念、主体性的理念、个性化的理念、开放性的理念等。以此理论层面为指导，需要完善操作层面与学科层面的教学理念，具体到材料力学学科，通过理论教学与实验指导，教会学生这门学科使用什么原理、能解决什么方面的问题以及如何解决，并且能够举一反三、触类旁通，并将此融汇到教学内容、环节、方法中。
二、教学内容要优化
材料力学是机械工程和土木工程以及相关专业的大学生必须修读的课程。随着高等教育改革的深化和学科间重组与优化，金属材料、材料加工、无机非金属材料、高分子材料等专业被重组为材料科学与工程一级学科，原先的材料力学教材已经不能满足学科授课的需求[1]。因此，需要对本科人才培养方案和教学大纲进行重新修订，以满足既介绍材料力学的普遍规律和测试技术，又兼顾不同专业所学材料的特性要求。
目前，本校机电与汽车工程学院有机械类、电气类、机电类、汽车类等4个专业，为满足不同专业授课需求，教学团队于2020年7月份重新修订了（人才培养方案）和（教学大纲），并重新选择了符合要求的教材。该教材比较全面地涵盖了材料的力学性能研究；另一部分是对杆件进行力学分析；杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆（见柱和拱）、受弯曲（有时还要考虑剪切）的梁和受扭转的轴等几大类，满足了不同专业授课需求。为满足应用型人才培养要求，既注重基础知识理论讲解，又注重工程实践能力培养。基于先期所修高等数学、理论力学等课程知识，引导学生对胡克定律、卡氏第一定理、克罗蒂-恩盖赛定理等进行推导，以提高逻辑思维能力和推理能力，为今后工作或继续深造打下良好理论基础。
同时，结合典型材料和应用实例，对杆件扭转问题、压杆稳定问题等实验环节进行详细讲解，提高学生对实验的重视程度，为下一步实验教学做好准备。
三、实验环节要突出
开设的材料力学课程共包括3大类实验，分别是基本实验，包括破坏性实验和主要力学性能测定等；综合设计性实验，包括组合变形实验和复合梁实验等；创新提高型实验，包括超静定结构、构件在偏心载荷下应力实验分析以及某些工程测试等，试验环节与课程教学同步进行。
实验教材采用王彦生等主编的《材料力学实验》[2]。为保证试验环节顺利进行，学校先后斥资购进新型冲击试验机和拉伸试验机，试验所需样品均采购于国内专业力学测试标准样品供应商。学生可以在教师规定的范围内自定实验参数，充分发挥自主思考能力和创新能力。测试技术讲解和实验环节锻炼，培养了学生分析问题、解决问题能力及创新能力。
四、教学方法要改进
教学方法是完成教学任务的有效手段，是教学过程的重要组成部分，对教学过程有效实施及教学效果保障十分重要，是高等学校教师进行教学改革的重点内容。是在教学理念确定后，实施教学理念最重要的一环。
为了提高学生对材料力学课程学习的积极性，获得更好的教学效果，采用了启发式教学、分组讨论式教学、引入中国大学慕课精品课程和适时引入案例等几种教学方法。启发式教学是以学生为教学主体，教师利用具有启发性的教学方式刺激学生思维，调动学生积极性，引导学生进行自主学习和独立思考，从而达到启迪思维、发展智力、提高分析问题和解决问题能力的目的[3]。启发式教学中的教与学是平等的，教师与学生相互尊重、相互配合、相互信任，共同完成教学任务。在课堂上营造公平、和谐、融洽的对话环境，不给学生施加压力，既满足学生探究未知的好奇心理，又保证学生学习的积极性。在启发式教学过程中，问题设置要符合学生认知能力、理解能力的发展要求，不可跳跃太大，否则容易造成“启而不发”，同时，还要运用图形、表格、动画、类似案例等方式通过对比、延伸、提炼等方式启发。分组讨论式教学是把学生分成若干组，对不同问题进行讨论、比较相同与不同之处，获得定性或定量答案或认知[4]。在分组讨论教学中，学生通过头脑风暴和空间思考与想象，各抒己见，相互交流，共同合作，充分发挥学生的主体作用。组内学生可以优势互补，每个人都能发挥自己的不同能力，有助于培养探究意识和合作精神。引入中国大学慕课精品课，学生可以对不明白之处可以反复回看，仔细揣摩。案例教学是一种结合现实生产实例，通过各种相似案例或相反案例、不同渠道信息、理论知识、经验和观点的碰撞来达到启示理论和启迪思维的教学方法[5]。任课教师要善于在生活和生产中收集、总结与教学内容相关的案例，加以综合、分析后运用到课堂教学，以激发学生学习兴趣，唤起探究欲。
五、考核方式要改革
课程考核方式为考试，原来学生最终成绩由期末考试的卷面成绩和实验成绩来决定，忽略了学生平时作业成绩及课堂表现与出勤情况，不利于提高学生学习积极性和主动性。近两年，学生最终成绩改由期末考试的卷面成绩、实验成绩和平时成绩组成，期末考试卷面成绩占总成绩50%，实验成绩和平时成绩各占25%。其中，实验成绩主要参考学生实验过程中动手能力及实验报告撰写情况；平时成绩主要参考出勤率、作业完成情况和课堂表现。新的考核方式更注重对学生学习过程的考核，有利于激励学习热情，形成良好的教学互动局面。
六、结束语
材料力学课程改革势在必行，虽取得了一定效果，但随着时代的要求与发展和知识更新，材料力学课程内容也在不断更新和充实，教学理念、方式、方法需要不断总结和完善。
今后，要在进一步优化教学内容、引入学科前沿知识、调整实验环节和考核方式等方面改革，为提高学生创新能力、动手能力，培养应用型人才积累经验。
参考文献：
[1]裴立宅，刘翠娟，樊传刚.材料力学性能课程的教改思路[J].中国轻工教育，2010（3）：64-66.
[2]王彦生等.材料力学实验[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：1-9.
[3]宫伟力，彭岩岩.互动启发式教学在创新型人才培养中的应用[J].继续教育研究，2014（5）：111-113.
基金项目：哈尔滨远东理工学院优秀课程建设项目（2019JD002）
作者简介：王世光 （1962-） 男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨远东理工学院教师，研究方向：机械设计与理论