项目教学法在材料力学课程教学中的应用研究

林朝斌

摘 要 首先指出项目教学法概念及其在材料力学课程教学中具有重要意义，进而阐述项目教学法在材料力学课程中的具体应用过程：选择减速器作为合适的项目、对项目进行细化分解、对课程内容进行解构和重构。最后指出项目教学法的应用和效果。

关键词 项目教学法；材料力学；减速器

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）04-0075-02

材料力学课程是机械类专业中的一门专业基础课，对培养学生工程理念及学习其他后续课程具有十分重要的意义与作用。近年来，由于科学技术的迅猛发展，要求学生掌握的新知识日益增多，学校在保持现今学制不变的情况下，只能削减很多传统课程学时，材料力学是其中的一门。材料力学具有理论性强、内容抽象、基本概念众多、比较难理解的特点，这就要求教师必须在有限的学时内，采用高效的教学方法来提高教学质量，提高学生的能力，已期收到良好的教学效果。

项目教学法是指实施一个完整的项目工作所进行的教学活动，具体是指在教学过程中以一系列项目作为载体，把相关的知识点融入项目的各个环节，在逐步推进项目的开展中通过对问题的深化和扩充，来拓展知识的广度和深度，最后得到一个完整的项目解决方案，从而达到学习知识、培养能力的目的[1]。根据材料力学课程的特点和现状，很有必要在材料力学课程教学中应用项目教学法。

1 项目教学法在材料力学课程中应用的总体思路

在材料力学课程教授过程中应用项目教学法，要以典型的工程项目为依托，以材料力学知识要点为纲，实际的工程项目为目，做到纲举目张。要做到使学生在学习的课程中遇到某项知识点时能非常明确它的工程背景，充分感受到材料力学在工程设计中的重要性。项目教学法中所选择的工程项目应该是一个具体完整的、有广泛应用价值的机械产品的设计。应该具有以下特点：1）设计的产品应该具有典型性；2）能充分体现理论知识和实践技能的相互融通；3）应该有一定的设计难度，在设计过程中要求学生以已有知识为基础，经过逻辑思维之后能在一定范围内学习新知识和新技能。

项目教学法的学习过程应当是一个人人动手动脑参与的创造性的实践活动。学习的目的不是推导、验证已有的原理，而应该是为完成项目所经历的探求过程中，逐步理解和掌握课程要求的知识点和技能，体验发现问题、解决问题的乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。

2 项目教学法在材料力学教学中的实施

精选典型工程项目 选择一个恰当的项目是项目教学法能否顺利实施的重要前提。材料力学作为机械类专业的专业基础课，要为工程实践提供相应的力学知识，培养学生利用材料力学解决工程实践问题的能力。材料力学课程的主要内容是介绍杆状构件的拉压、剪切、扭转和弯曲四种基本变形及组合变形的强度、刚度的分析计算。在项目的选择上要充分考虑到上述知识点的特点，经过比对，可以发现减速器设计是一比较符合要求的项目。减速器包含了箱体、齿轮、轴承、轴、键、螺纹连接件、带等零部件，构件的难易程度合适，而且学生在前期课程中有所接触，在设计过程中所需的知识和材料力学基本教学要求有比较好的对应性。

项目的分解和教学过程的重构 要完成减速器设计项目，需要涉及多门机械学科的知识，而在学习材料力学时，学生有多门相关课程还未学习，因此在组织教学过程中，要特别注意所授具体知识的统筹分析与划分，要了解各门课之间的相关性、知识结构的特点，哪些知识是材料力学必须讲授的基础知识，哪些知识是相关课程已经提及的或需要深入研究的，哪些是放在后续课程讲授的，只有分清知识特点，才能合理分解项目，引导学生学习相关知识的同时培养分析问题、解决问题的能力。

下面结合减速器设计项目，具体阐述项目教学法的实施步骤。

首先，教师对应减速器设计项目进行项目分解，使得原来的众多综合性问题分解为一个个单独的力学问题。以便学生上手，根据减速器设计和材料力学课程的特点，项目分解如表1所示。然后教师和学生对整体项目进行讨论，学生要阐述他们对整体项目见解，联系本身已有知识，阐述项目中认为自己不能解决的问题。教师在其中要不断地对项目进行阐述解释，使得减速器设计这样的综合性工程项目变成学生能逐步理解的一个个力学问题，解决学生的困惑。

减速器属常用设备，教师应该在讨论中启发学生掌握其结构、使用功能及存在的问题，进一步了解需要解决的问题，即目前结构情况下的强度校核存在的问题与改进措施、改进后的强度计算等。对于分解后的小项目，教师一定要联系设计实践来讲述力学问题，这样有助于加深学生对工程实践和材料力学问题之间联系的理解，有助于以后在实践过程中学会选择有效的理论工具。课程的组织形式可以变成一个个小的专题讨论课，要充分发挥学生的主动探索性，提升学生学习的兴趣，教师也要适时点拨，把握方向，保证课程的完整性和延续性。在各小项目完成后，对减速器整体设计也应做说明和讨论。

项目教学法的思考 以工程实践项目为主线的项目教学方法和传统的演绎教学方法相比较，可发现项目教学法能有效地提高学生解决实际工程问题的能力，培养其创新思维。在材料力学课程中如何做到选择恰当的项目、充分发挥项目的作用，把理论讲授和工程项目有机地结合起来，是十分值得探究的。项目教学法的实施过程对教师也是一个促进。任课教师必须充分掌握完成一个工程实践项目所有涉及的专业理论知识和专业技能，做到胸有成竹。因此，选择一个教师自己已完成的工程实践课题作为项目教学的案例，有助于教师从容应对教学中出现的各种各样的问题，使得学生的行为能够在教师的掌控之中，随时为学生提供必要的理论和技术支持。

项目教学法能有效地培养学生的观察能力、动手能力、研究和分析问题的能力。为增强效果，在实施过程中应要求学生提前阅读相关教材、预习教学内容，准备与项目相关的知识，广泛获取类似问题的信息，并且组成项目小组，明确每人在项目中所承担的任务，在教师的指导下完成预期的教学任务。项目教学法最重要的特点是突出理论联系实际，但在授课过程中，切忌完全就项目论项目、以项目的实施代替力学系统知识的学习，应积极引导学生在授课过程中巩固力学基础知识，并能运用力学知识解决工程中的实际力学问题[2]。

3 小结

大量实践经验表明，适应现代工业生产节奏的人才需要具备创新的思维能力。材料力学的课堂授课学时比较少，在实施项目教学法的教学过程中，要特别注意力学基本概念和项目内容的融会贯通。通过课程教授过程中的探索过程，体现出理论和实践技术的相互融合，使学生创造能力得到提升，强化学生利用已掌握的知识来分析、解决问题的能力，掌握高超的实践动手能力，并为学生在以后的工程实践中利用材料力学知识解决实际问题奠定坚实的理论基础。

参考文献

[1]姜太源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]王国欣，李一帆.项目教学法在工程力学课程教学中的应用研究[J].科教文汇，2010（6）：42-43.

[3]刘鸿文.材料力学I[M].北京：高等教育出版社，2010.