独立学院材料力学课程教学方法探讨

王鑫　邹思敏

摘 要：通过对独立学院土木专业材料力学的教学改革进行探讨，提出了培养学生“四点意识”的观点，以此激发学生学习的主观能动性、引导学生用材料力学的知识分析和解决实际工程问题、加深对力学问题的理解。教学实践表明：该方法对于提高独立院校的材料力学教学效果，培养高素质应用型人才效果明显。

关键词：独立学院；材料力学；教学改革；应用型人才

独立院校作为我国教育事业的重要组成部分，越来越受到社会的关注。独立学院本科作为一个独特的人才培养层次，由于生源、培养目标的不同，其课程设置应具有一定的针对性。材料力学作为三大力学之一，其对于土木工程专业的重要性不言而喻。越来越大的就业压力使得独立学院的学生更加注重专业课、而容易忽视专业基础课尤其是力学课程的学习，然而这种“功利性”直接影响了独立学院力学课程的教学效果。

作为以培养应用型人才为目标的独立学院，如何在力学课程中提高学生的兴趣及自主学习的能力是一个值得深思的问题。笔者结合自身的教学经历，就独立学院土木工程专业材料力学课程的教学提出培养学生以下“四种意识”的见解，希望能为独立学院土木工程专业材料力学的教学提供一些启发。

1.将实际工程简化为力学模型的意识

力学是土木工程专业课学习的基础，对学生来说兴趣是最好的老师，与其说一万遍这门课程如何重要，倒不如让学生自觉认识其重要性[1]。

笔者在教学生涯中发现：独立学院的学生有相当大的热情去了解他们毕业后的工作，因此相对于力学问题，他们往往更关注工程中的实际问题，这是学生在学习中“功利性”的根源。这种“功利性”常常导致学生在平时的学习中不努力，临近考试出现“临时抱佛脚”的问题。据统计，材料力学历来是工科学生补考率较高的一门课程。然而力学知识学不扎实不仅会影响学生专业课的学习、而且影响其今后职业生涯的发展。

然而，任何事物都有其两面性，笔者探索出了一种如何将这种“功利”化为“动力”的教学方法——通过建立力学模型将工程结构问题转化为力学问题，在教学中灌输力学无处不在的思想，充分调动学生的积极性去探索实际工程中的力学问题。例如在力学课程中如通过房屋、桥梁结构等可以感知的具体例子，引导学生思考工程结构为什么是这样、其受力特点和传力路径是怎样的、有没有可能改进？如让学生自己去思考解决晾衣杆最多能晾多少件衣服，引导学生自己去解决一些简单的力学问题[2]。

通过培养学生将实际工程问题简化为力学模型的意识，激发了学生的学习兴趣，学生尝试着失败，继而改进，在解决问题中深刻理解知识。在授课过程中，不断地结合工程和生产实例对课本内容进行分析讲解，使学生充分认识这门课程与生产实际紧密相连，这种生动而形象地把力学问题与工程问题相结合而抽象出力学模型的教学方法，不仅锻炼了学生的力学能力，而且使学生为今后的专业课学习和职业发展打下基础。

2.强化绘图意识

图形是工程师表达想法的第二语言，因为具有直观形象的特点而广泛的应用于土木工程的工程实践中，如建筑施工图，结构施工图等，识图绘图能力作为独立学院应用型本科的基本能力，越来越凸显它的重要考核作用[3]。作为土木工程专业的专业基础课之一的材料力学课程中也渗透了图形这一重要的工具，材料力学中构件（杆件）受力图——基本变形中的内力图（如轴力剪力弯矩图等），因此在材料力学学习中要求学生深刻理解图形的内涵。笔者在教学过程中发现，由于多媒体技术的引入，一方面极大的提高了上课效率，但是由于PPT的课件内容播放速度快，学生思考的时间短暂，在脑海中形成的知识点印象并不是那么深刻，从作业中反映出来的问题往往也比较明显——有的同学在绘制内力图时符号含糊不清，各种基本受力图形在绘制过程中无法实现对应等。针对这些情况，笔者在教学中有意识的培养学生的绘图能力，如采用了通过开展定性绘图比赛，让学生动手在黑板绘制，让其他同学指出问题，定期讲解作业本中出现问题及整改等措施，逐步使学生更深刻掌握内力图绘制的方法与技巧。

3.建立外力-内力-应力-强度的纲领意识

材料力学内容复杂，知识点多，大多数学生学起来有一定的困难，除了要对他们的知识结构做调整，还涉及到学习的兴趣和持久性[4]。笔者发现：材料力学课程中“拉、压、剪、扭、弯”各种基本变形都按“外力-内力-应力-变形-强度”的同一次序进行分析讨论，对每种基本变形问题，又都采用“平面假设-变形几何关系-物理关系-静力平衡条件-应力公式”这一相同的推导过程。在教学的过程中通过总结复现等手段，通过培养学生“外力-内力-应力-变形-强度”的纲领意识，鼓励学生自己去推导，集中起来讨论并加以分析，个别讲解演算，实现让学生在各种基本变形深刻理解的基础上，对组合变形下杆件的内力分析、应力分析与强度计算方法的贯通，这样极大的提高了他们的主观能动性，同时在比较和总结中深化知识构架。

4.溯源与拓展的意识

在材料力学课程中一般是给学生介绍一些基本假设，继而推出公式，但是大部分学生只处于会用公式的阶段。在推演公式阶段培养学生溯源与拓展的意识，对学生更深刻的理解材料力学问题很有帮助。比如加强学生对轴向拉伸压缩的平面假设和纯弯曲的纵向纤维假设理解，让学生自己提出不同的假想。又如强度理论的讲授中，鼓励学生提出自己的理论，同时为了培养创新能力，安排若干个拓展专题来实现。例如，让学生进行钢结构压杆稳定的设计，这样一方面为学生以后钢结构的学习打好基础，另一方面也可培养学生撰写技术文件以及制图的能力。又如，探索桥梁结构的结构形式以及在材料力学中力学特点，这样既可培养学生如何把工程实际问题简化为力学模型，提高理论联系实际的能力，为将来到生产岗位解决工程实际问题打下基础，又可使学生对利用材料力学方法解决工程问题初步建立一种感性的认识。从而达到以第一课堂为战场，第二课堂为提升载体，充分发掘学生的兴趣，提高解决实际问题的能力。

5.结论

结合自身的教学经历，基于独立学院本科这一独特的人才培养层次，就独材料力学课程的教学提出培养学生四种意识的见解，通过在我校土木工程专业教学改革中的试点运用检验，该方法对提高独立学院材料力学课程的教学效果十分明显，笔者在此与各位教育同仁们分享，希望能为我国独立院校的人才培养尽绵薄之力。

参考文献

[1] 司鹄.材料力学课程教学体系改革研究与实践[J].高等建筑教育，2005.14（1）：62-63.

[2] 邓宗白、周克印、虞伟建.深化材料力学教学改革.创建省一类优秀课程[J].南京航空航天大学学报：社科版，2003.5（23）：35-36.

[3] 陈茹仪、孙洪军.材料力学课程教学方法、教学手段的研究与改革[J].辽宁工学院学报，2007，9（3）：133-134.

[4] 孙立红、吴云鹏、刘宝良.深化材料力学教学改革提升学生专业素养[J].高等教育研究，2008.25（3）：54-55.