民办本科院校土木工程专业材料力学课程改革的探索与实践

钟星鸣

摘 要 材料力学是一门重要的专业基础课程。根据土木工程专业知识结构体系和民办本科院校的特点，分析材料力学课程存在的问题，提出了从课程内容、课时、课题组、授课方法和以赛代练的角度去探索有效措施，予以实施，取得明显效果。

关键词 民办院校 材料力学 课程改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

1 地位和作用

1.1 力学与土木工程

各类工程设施的科学建造技术统称为土木工程。力学与土木工程关系密切，力学是土木工程的理论基础，在土木工程专业核心知识体系中包含的力学知识分别为：理论力学、材料力学、结构力学、流体力学和土力学。

1.2 材料力学在课程体系中的作用

对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。材料力学是土木工程实践与力学结合起来形成的其中一门重要课程。从土木工程专业的知识结构和能力结构来看，材料力学处在关键部位，是土木工程专业的一门重要的专业基础课；是从掌握一定的基础知识进一步向掌握专业知识过渡的进程中起到桥梁作用。①有了材料力学知识为基础，才能掌握结构力学、结构基本原理与设计方法等专业课程。

2 存在的问题

2.1 培养目标和学生素质的矛盾

应用型本科院校的人才培养模式是“本科规格+实践技能”，民办院校不可复制。民办院校土木工程专业的培养目标是掌握土木工程学科的基本原理和基本知识，经过工程师基本训练并侧重工程建造能力的高级应用型人才。如在高职高专中力学课程只需要开设一学期的建筑力学，让学生会用力学公式，对原理和分析方法的要求较低。本科院校对基础知识要求较高，材料力学课程是一门重要的基础课程，而民办本科院校学生的素质稍微比公办的差，学生学习能力稍差，必然导致培养目标与学生素质的矛盾。

2.2 材料力学课时的问题

材料力学是一门理论抽象性稍强的课程。按照高等学校土木工程本科指导性专业规范共有756课时为专业知识体系，其中材料力学推荐课时为54。对于民办院校土木专业学生是远远不够。

2.3 土木工程与材料力学结合的问题

土木工程是具有很强的实践性的学科，材料力学是一门理论性学科。理论与实践需要良好的结合。

3 课程改革的探索与实践

3.1 课程改革的措施

（1）为了保证培养目标，材料力学基本内容不削弱，合理分配各知识点课时。结合民办院校学生素质，材料力学课程中应力状态理论、超静定系统、能量法不宜过多扩展。②

（2）高等学校土木工程本科指导性专业规范是按总课时2500统计的，根据学生的实际情况，学校增加至2700左右，来保证人才培养的质量。根据材料力学课程的特点和重要性，材料力学课时增至72。

（3）由相关教授成立力学课程组，成员为教力学课程和力学相关后续课程教师，共同讨论解决材料力学课程中出现的问题。教师相互交流教学经验、相互听课，促进教学质量提高。

（4）材料力学课程偏于理论，通过丰富授课技巧和结合工程实践问题来提高学生学习的积极性。主要方法有：

结合历史讲授。例如：在讲材料的力学性能时，可以讲述中国古代的“双色剑”。铜和锡的强度和硬度都比较低，延伸率比较高。当把铜和锡合起来制成的锡青铜是强度和硬度较高、延伸率较低的合金。双色剑的刃部和脊部的含锡量不同，使得剑的刃部强度较高和脊部延伸率较大。这种剑既锋利又坚韧，不易折断；③

结合人物事迹讲授。在材料力学中涉及较多的公式，这些公式的推导是单调枯燥的。使用适当的人物与事迹作为基本概念的引入是教学中惯用的方法。例如：伽利略、虎克、圣维南、欧拉；④

科学的学习方法。掌握了较好的学习方法可以让学生在学习材料力学过程中，提高学习效率、增强学习兴趣。每个学生都有各自的学习方法，这种学习方法可能是有教师引导形成的，也可能是自己通过思考琢磨出来的。在授课过程中，总结材料力学公式记忆法，⑤积极发动学生思考和讨论各自的学习方法；

培养学生观察和分析问题的能力。在日常生活中会观察到许多与材料力学课程知识相关的现象，这些问题的解决需要学生结合课程知识进行深入思考，分析问题得到解决的措施。在授课过程中可以结合土木工程实例。例如：从材料力学理论角度去分析建筑工程质量事故分析与防治；

材料力学课程比较抽象，有些概念比较抽象。例如：内力。在授课过程中，利用有限元分析软件辅助教学，可使得学生较好理解。在组合变形中，利用ANSYS、ABAQUS等软件分析受力情况，得出杆件的应力云图、应变云图、内力云图等形象的结果，增加学生的感性认识。

（5）组织竞赛，以赛代练。在科技节中，组织举行了建筑模型竞赛，模型中力学结构的合理性是重点评分标准之一。今后将举行力学竞赛和力学模型竞赛。

3.2 课程改革的成就

通过以上改革的措施，民办院校土木工程专业材料力学课程改革以取得了以下的成就：学生学习积极性和兴趣得到提高，考试成绩是至今最好的；学生对土木工程专业也有了进一步的了解，为后续课程打下了坚实的力学基础；教师在授课中方向更明确，与后续课程的衔接更完美；课题组对材料力学课程的建设发挥重要的作用。课程组对材料力学课程的教材编写和选订、教学内容的确定、教学质量的提高等起到重要作用。材料力学是一门需要不断联系工程实际发展的课程，课程组将组织教师继续进行改革。

基金项目：本文是广东省高等职业技术教育研究会的重点课题“民办高职院校课程改革影响因素及其优化策略研究”（GDGZ11Z008）的研究成果之一

注释

① 殷尔禧，白嘉楠，李和平.浅谈材料力学课程改革与教材建设[J].力学与实践，1991.13（3）：59-60.

② 段纪成.材料力学课程体系改革管见[J].高等工程教育研究，2003（1）：81-82.

③ 老亮.中国古代材料力学史料杂录_三[J].力学与实践，1991.13（3）：72.

④ 李敏，贾丽杰，王明春.材料力学教学中的人物与事迹[J].力学与实践，2010.32（2）：114-116.

⑤ 卞步喜，刘一华.材料力学公式记忆法[J].力学与实践，2007.29（2）：64-65.