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高校机械工程专业材料力学课程教学改革的途径分析

发表时间：2020/12/29 来源：《教学与研究》2020年12月下作者：王晨

[导读] 随着时代的发展，我国高校教育模式正在不断进行完善，这也促进了机械工程专业的教学改革。材料力学课程是机械工程的专业基础课程，该课程能够培养学生的设计与创新能力。

山西大同大学     王晨      037009

摘要：随着时代的发展，我国高校教育模式正在不断进行完善，这也促进了机械工程专业的教学改革。材料力学课程是机械工程的专业基础课程，该课程能够培养学生的设计与创新能力。但是现阶段部分高校的教学模式较为落后，无法满足时代发展的需求。因此材料力学教师需要采取措施进行教学改革，使教学体系更加科学、完善。基于此，本文从五个方面论述了材料力学课程的教学改革途径，以供相关人士交流和参考。
关键词：机械工程专业；材料力学；教学改革
         引言
         材料力学课程的教学模式正在不断改进，并且教学内容也较为丰富，但是该课程的教学过程仍存在一些问题材料力学是一门专业基础课程，并且与机械工程专业其它专业课程的内容有较大联系，因此，教学内容较为复杂学生不仅需要学习理论知识，还需要学习计算方法以及CAE等软件的使用方法，但是，料力学课程的课时较少，教师无法在有限的课堂时间内讲解所有内容，部分内容需要学生在课下进行自学，从而导致学生的学习压力较大此外，学习该课程还需要学生有一定的数学基础，但是部分学生的数学能力有限，无法深度理解材料力学课程的知识。上述问题均影响了材料力学课程的教学质量，因此教师需要采取措施推动该课程的教学改革，从而可以提高该课程的教学效果，同时也能够提高学生的综合能力。
           一、激发学生的学习兴趣
           材料力学课程的教学内容较为复杂，学生不仅要学习大量的理论知识，同时还需要学习计算方法。以往教师利用过多课堂时间讲解理论的推导过程，此类内容较为枯燥，无法激发学生的兴趣，甚至会导致学生对材料力学课程出现厌恶情绪，因此教师在课堂中需要采取措施改善此种现状。首先，教师可以增加与学生之间的互动。以往，教师通常仅以提问的方式进行互动，此种互动方式虽然能够提升学生的学习主动性，但是无法活跃课堂气氛教师可以与学生进行合作探究，能够改善此种教学现状。首先教师在课堂之前发放预习方案，让学生进行自学并制作ppt，然后在课堂中进行讲解，最后教师再进行评价和总结。此种教学方式既可以加强师生之间的互动，同时也能够使学生感受到自学的趣味。其次，教师可以利用日常生活中的力学知识进行教学。材料力学课程的部分概念较为复杂，学生难以理解而教师可以借助生活中的常识进行教学，既可以使学生更好的理解知识，也能够激发学生的探索动力。例如在学习平面应力状态这一概念时，教师可以引导学生观察墙体的裂缝，并让他们思考“墙体裂缝的角度有什么共同点？”。
           二、丰富教学内容
        材料力学课程的内容与机械工程专业其它专业课程有较大联系，当教师在课堂中仅讲解本课程的知识时，既不利于学生理解，也不符合高等院校不同专业的教学需求，因此教师需要丰富教学内容、拓展教学知识。例如：材料力学课程主要包含了杆件的有关知识，应力等知识不仅适用于一维杆件，同时，也适用于三维弹性体，教师可以在课堂中，    适当讲解弹性力学的有关知识，从而，可以扩大该课程的研究对象。

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此种教学方式有利于学生后续专业课程的学习。此外，教师也可以利用，学生感兴趣的内容，进行知识拓展，从而，改善课堂气氛，同时，改变学生的学习状态。

          三、重视实验教学
        由于机械工程专业要求学生具备较高的实践能力，因此教师需要进行实验教学，引导学生进行操作，才能够满足该专业的教学要求，但是现阶段材料力学课程的实验教学还存在较多问题。首先，教师没有意识到开展实验教学的重要性，仅根据课本中的验证过程引导学生进行模仿性实验，此类实验教学较为枯燥，也无法提高学生的实践能力。其次，材料力学课程的教学内容较多，但是课时较少，从而导致实验教学的课时有限，学生在课堂中仅能验证一些理论，而无法进行探索性实验。最后，材料力学课程的实验设备较为落后，学生借助此类设备无法得出精准的实验结果，此类实验不仅无法帮助学生理解知识，甚至还会误导学生[2]。
         因此教师以及高校都需要重视实验教学，首先教师需要减少验证性实验的教学，并引导学生进行探索性实验，此种创新教学内容不仅可以提高学生的实践及探索能力，还能够推动实验教学的改革。其次，高校需要更换实验设备，使用先进的设备既可以提高实验效率，也能够使实验结果更加准确。
       四、重视软件教学
       现阶段，CAE等软件的应用范围较为广泛，此类软件可以辅助教师进行教学，教师可以利用CAE等软件进行建模能够向学生直观的展示建模过程以及结果，从而可以有效提高教学效果。此外，此类软件也有利于学生进行自学，学生根据教师的引导利用此类软件进行建模，从而可以加深对知识的理解，同时也可以更加熟悉此类常用软件。例如教师在讲解杆件的应力等内容时，可以使用仿真软件模拟杆件的受力，并且，可以演示其变形情况，有利于学生的理解]。
          五、利用多媒体技术进行教学
         在传统的材料力学课堂中，教师一般使用板书的形式进行讲解，但是该课程包含较多计算方法以及公式，教师需要花费大量的课堂时间书写板书，从而导致教学效率较低，并且部分力学知识无法进行动态演示，从而影响了教学效果，而教师利用多媒体技术进行教学能够改变这一现状。首先，教师可以在课前准备多媒体课件，就可以节约书写板书的时间，从而可以充分利用课堂时间。其次，教师可以利用视频进行动态演示，既可以使材料力学课堂充满趣味，同时也能够提高教学效果[4]。此外，随着时代的发展，慕课等学习平台越来越多，这些平台的学习资源较为丰富，教师既可以借助这些平台进行教学，也可以引导学生利用这些平台进行自学。
        六、结束语
         综上所述，材料力学课程能够教给学生基础力学知识，不仅能够提高机械工程其它专业课程的教学质量，同时也能够促进学生综合发展。但是现阶段材料力学课程教学过程中存在的问题较多，无法满足学生发展的需求，因此教师需要采取措施推动材料力学课程的教学改革，例如激发学生的学习兴趣、丰富教学内容、重视实验教学、利用多媒体技术进行教学等措施均可以完善该课程的教学模式，同时也可以培养出高素质人才。