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淺談對《材料力學(xué)》課程教學(xué)改革的思考論文
《材料力學(xué)》是工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生接觸較早的與工程實(shí)踐相關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎課，為后續課程的學(xué)習和解決工程實(shí)際問(wèn)題提供力學(xué)理論指導。這門(mén)課程主要培養學(xué)生具備工程意識( 安全和經(jīng)濟) ，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力�！恫牧狭W(xué)》雖然是基礎課，但是一門(mén)較重要的課程，由于其公式繁多，理論性比較強，學(xué)習枯燥，這就要求改革傳統的教學(xué)方法。本文結合教學(xué)實(shí)際從教學(xué)方法及考核方式等方面作了探討。
1 教學(xué)方法的改革
1. 1 將生活和工程實(shí)例引入課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣
材料力學(xué)是為生活和工程實(shí)踐服務(wù)的，若教師在講課過(guò)程中，將生活和工程實(shí)例引入課堂與材料力學(xué)的基本理論聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生可以意識到所學(xué)課程在工程實(shí)際中的重要性。既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，還可以強化學(xué)生理解和記憶。以下列舉了材料力學(xué)在教學(xué)中的一些生活和工程實(shí)例: 在講材料力學(xué)任務(wù)時(shí)引入加拿大魁北克大橋在施工過(guò)程中由于失穩突然倒塌的例子，提出穩定性要求的重要性[1]; 劈木柴時(shí)，順著(zhù)木柴紋路劈易斷，沿著(zhù)橫紋劈木柴不易斷，提出各向異性的概念等。通過(guò)生活和工程實(shí)例的講解，學(xué)生更容易吸收新知識并提高其解決問(wèn)題的能力。
1. 2 針對桿件基本變形形式，利用對比方法，啟發(fā)式講授
桿件變形基本形式有四種軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉和彎曲。研究軸向拉伸和壓縮時(shí)，應用截面法先探討梁上某一截面上的內力，然后研究軸力圖，考慮單位面積上的受力情況引入應力的概念，材料力學(xué)要應用到工程實(shí)踐中，考慮到安全性引入許用應力的概念。桿件軸向拉伸和壓縮強度計算可以解決三個(gè)方面的問(wèn)題: 強度校核，確定許可載荷，設計桿件截面尺寸。同樣的，按照對比、啟發(fā)式講授方法，剪切、扭轉和彎曲變形也是涉及到內力、內力圖、應力、許用應力、強度和剛度計算方面的問(wèn)題。利用對比方法，可以把零散的知識集中起來(lái)，既減少記憶量，又可以加深對知識的理解。啟發(fā)式教學(xué)可以大大提高學(xué)生的學(xué)習興趣，學(xué)生勇于思考和嘗試，并驗證自己的想法，會(huì )有成就感，自信心也會(huì )倍增，對教學(xué)起著(zhù)積極地作用。
1. 3 圖文并茂，學(xué)生理解記憶
人類(lèi)大腦接受新知識需要經(jīng)過(guò)分析、理解、運用幾個(gè)過(guò)程。材料力學(xué)教材中有很多文字敘述性的結論，學(xué)生對此方面內容不容易理解，學(xué)習比較費勁，記憶也不深，教學(xué)效果不理想。此種情況，教師可以將文字性的內容轉化成圖形，呈現給學(xué)生，然后附上文字說(shuō)明，學(xué)生從直觀(guān)的圖形中加深了對知識的理解，強化了記憶。例如，用簡(jiǎn)便方法計算剪力Fs和彎矩M 時(shí)有一個(gè)結論“左上右下，剪力為正; 左順右逆，彎矩為正”，可以畫(huà)出圖形，讓學(xué)生直觀(guān)了解其含義。
1. 4 對于重點(diǎn)和易混淆的知識，及時(shí)歸納總結
平面任意力系平衡方程有三個(gè): ΣFx，ΣFy = 0，ΣM0( F) = 0，這三個(gè)方程是用來(lái)計算工程實(shí)際中約束反力。其中ΣFx = 0，表示所有各力在x 軸上的投影代數和等于零，投影水平向右取正值，反之取負值( 選用標準直角坐標系) ; ΣFy= 0 ，表示所有各力在y 軸上的投影代數和等于零，投影豎直向上取正值，反之取負值( 選用標準直角坐標系) ; ΣM0( F)= 0，表示各力對平面內任意一點(diǎn)的矩的代數和等于零，力對某一點(diǎn)逆時(shí)針轉動(dòng)取矩為正，順時(shí)針轉動(dòng)取矩為負。梁發(fā)生平面彎曲時(shí)，計算梁的內力，需要寫(xiě)出剪力方程Fs = Fs( x) 和彎矩方程M = M( x) 。利用簡(jiǎn)易方法寫(xiě)剪力方程和彎矩方程，先選定梁的一個(gè)橫截面，該橫截面上等于該截面一側所有外力在該截面延伸面上投影的代數和，外力對該截面上形心取矩順時(shí)針轉動(dòng)，投影取正值，逆時(shí)針轉動(dòng)投影取負值。很多同學(xué)在學(xué)習剪力方程之后，會(huì )將ΣFs = Fs( x) 中力投影正負和中力對某一點(diǎn)取矩正負搞混淆，在ΣM0( F) = 0 中規定力取矩順時(shí)針轉動(dòng)則力投影為正，而在ΣM0( F) = 0 中規定力取矩逆時(shí)針轉動(dòng)則力矩為正，兩個(gè)方程中都是利用力取矩順時(shí)針還是逆時(shí)針判斷去正值還是負值，但判斷標準正好相反，需要歸納總結加強記憶。
1. 5 運用多種教學(xué)手段，提高教學(xué)效果
材料力學(xué)是一門(mén)理論性很強的課程，有很多公式需要推導，如單純采用多媒體教學(xué)，教師講課速度會(huì )加快，學(xué)生對公式推導過(guò)程還沒(méi)理解清楚，任課教師已經(jīng)開(kāi)始講解下一個(gè)知識點(diǎn)，容易造成學(xué)生與教師之間的脫節; 材料力學(xué)課程內容多，而課時(shí)少，若只按照傳統的應用黑板講授知識，在寫(xiě)板書(shū)、繪圖方面會(huì )浪費很多時(shí)間，很難在規定的學(xué)時(shí)內講完教學(xué)大綱要求的內容; 材料力學(xué)是一門(mén)比較枯燥的學(xué)科，加上教學(xué)手段單一化，使學(xué)生產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，容易感到累，導致學(xué)生上課注意力不集中。面對以上情況，就需要任課教師集思廣益，探索多種教學(xué)手段，板書(shū)設計與多媒體有機結合起來(lái)應用到課堂中，可以自制教學(xué)模型，活躍課堂氣氛。板書(shū)設計與多媒體結合并不是說(shuō)每堂課都要二者并用，要根據授課內容特點(diǎn)決定。此外，注重讓學(xué)生到黑板上做練習，既有利于學(xué)生注意力集中，又有利于學(xué)生及時(shí)發(fā)現自己掌握知識的情況，便于查漏補缺。讓學(xué)生在輕松的氛圍中學(xué)習，教學(xué)效果可事半功倍。
1. 6 課堂上組織學(xué)生做練習、討論
目前材料力學(xué)課時(shí)較少，內容偏多，導致教師上課一直在講課，學(xué)生只能在課后做練習[3]。大學(xué)教育和高中教育很大的一個(gè)不同點(diǎn)是，在大學(xué)，教師與學(xué)生見(jiàn)面主要是在上課時(shí)間，課后很少有給學(xué)生答疑的機會(huì )。筆者認為教師應該在課堂上留出一些時(shí)間讓學(xué)生看書(shū)或做練習，這樣學(xué)生既可以向老師請教問(wèn)題也可以學(xué)生之間互相討論，教師可以將學(xué)生提出的共性問(wèn)題集中講解。如此循序漸進(jìn)，學(xué)生也會(huì )養成習慣，不會(huì )就問(wèn)或是討論，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習興趣和動(dòng)力，反過(guò)來(lái)，學(xué)生的學(xué)習熱情也會(huì )促進(jìn)教師上課的激情。
2 考核方式的改革
傳統的考核方式是平時(shí)成績(jì)占30%，期末閉卷考試成績(jì)占70%，基本上期末考試成績(jì)決定了學(xué)生是否可以達到及格線(xiàn)。為了保證及格率，教師出題只能?chē)@教材，這就造成了一部分學(xué)生平時(shí)上課不認真，學(xué)習不積極主動(dòng)，有的甚至曠課，考前僅突擊一周考試也可及格，考試過(guò)后都忘了學(xué)過(guò)什么內容。這樣的結果是應試教育的產(chǎn)物，不能體現高校素質(zhì)教育的目的。為了改變這種狀況，充分培養學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性、創(chuàng )造性，迫切需要對考核方式進(jìn)行改革。期末考試成績(jì)所占百分比可適當降低，增加學(xué)生在課程學(xué)習過(guò)程中創(chuàng )造性能力的考核，期末考試試卷應加大思考、能力提升題的題量，減少結論性，直接套用公式的題型，培養學(xué)生活學(xué)活用知識的能力。
3 結語(yǔ)
《材料力學(xué)》是與工程實(shí)踐密切相關(guān)的課程，在工程實(shí)踐中材料的選擇要求既安全又經(jīng)濟，稍有疏忽就可導致工程中的安全隱患，這就培養學(xué)生在學(xué)習這門(mén)課程時(shí)養成嚴謹治學(xué)的態(tài)度。對于本課程講授方法要從灌輸式教育轉變?yōu)閱l(fā)式教育，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，培養學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性、創(chuàng )新性和活學(xué)活用知識的能力，更好的達到高等教育的目的。
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