浅议弹性力学教学改革与课件制作

郑恒伟　陈世嵬　李定玉　陈小亮

摘要 弹性力学广泛应用于许多工程领域，具有非常多的工程应用实例。目前教学中出现的学生认为弹性力学仅仅是推导公式，甚至出现学习逆反心理的现象。本文提出，在制作课件及课程讲解中，在每部分内容讲解中穿插工程实例，并详细讲解理论知识在工程实例中的应用与体现，将抽象概念具体应用化，提高学生学习的兴趣和学习积极性，培养学生理论知识与工程实例有效链接的思维能力。同时在弹性力学数值实验课中更注重对学生力学建模、求解与分析能力的培养。

关键词 弹性力 学教学改革 课件制作

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.06.055

1现状与背景分析

弹性力学是非常最重要的一门课程，更是工程实际应用中非常重要的断裂力学、塑性力学、复合材料力学、计算力学、岩石力学、土力学等重要专业课程的基础。除了力学专业外，土木工程、建筑桥梁等相关专业均有开设弹性力学专业课程。从20世纪50年代以来，弹性力学被逐渐引入到我国大学课程，主要分为理科弹性力学和工科弹性力学。理科弹性力学更注重弹性力学的严密数学推导，考了弹性体大变形，并利用张量函数，得到不同坐标系下的弹性力学基本方程，以北京大学王敏中教授编著的《弹性力学教程》和同济大学吴家龙教授编著的《弹性力学》最为代表。工科弹性力学只考虑弹性体小变形、利用不同坐标系下的力学平衡得到弹性力学的基本方程，着重培养学生利用基本方程解决弹性力学问题的能力，其中以河海大学徐芝纶院士编著的《弹性力学》最为代表。弹性力学是力学与其相关专业非常重要的专业课程，并广泛应用于土建、石油、采矿、埋地管道等许多工程领域中。但在目前弹性力学课程教学中，学生普遍对弹性力学实际应用不甚了解，再加上弹性力学课程理论公式推导繁多，学生在学习过程中只感觉到该门课程仅仅是公式推导，而且非常抽象化，学习积极性普遍不高，因此亟需对弹性力学教学方法与教学内容的讲解进行改革。

2弹性力学教学改革与课件制作

对弹性力学课程的教学改革与课件制作，需从专業理论背景和工程应用背景出发，选取更为合适的教材。

（1）对弹性力学课程的教学改革，需根据专业人才向企业单位和科研单位的输出，更有针对性地选取教学内容。由于弹性力学课程内容概念抽象、推导过程繁琐，且在教学中以解析为重点，与工程实际问题较为脱离，致使学生学习该课程积极性不高，甚至产生抵触心理，因此对该课程教学改革迫在眉睫。在许多学校研究生教学中采取引导学生自己讲解，由于研究生相对本科生基础要好、知识面也更为宽泛，因此在教学内容选取上更具有灵活性和可操作性。本科生教学还是以教师讲授为主，课程内容需更有针对性和重点讲解内容突出性。对于许多高校压缩教学课时，许多高校力学专业的本科弹性力学课程通常设置为64学时，其中有8学时数值实验课，对于土木等力学相关专业设置为56个学时，其中也有8学时数值实验课。由于弹性力学课程内容较多，具体教学内容应根据专业特点、学生毕业就业或继续深造方向以及学生学时数的不同加以取舍，还需要根据教学过程中学生的学习效果适度调整。

（2）对弹性力学课程的教学改革，需在教学方式、手段和课件制作上引入工程实例，将具体工程应用与弹性力学理论知识结合捆绑式讲解。弹性力学在工程应用方面的实例非常多，广泛应用于土建、石油、采矿、埋地管道等工程领域，如水坝、隧道、输油管道、地基沉降、地震波、尾矿坝、页岩气裂缝通道等各个工程领域都有涉及到弹性力学知识。在我最近几年的弹性力学教学中，学生普遍对弹性力学的应用前景心存疑虑，尤其是弹性力学课程公式繁多，学生认为该门课程就是公式推导，没有任何直观性的计算结果和应用，没有太大实际价值，甚至许多班导师也和学生一样认为弹性力学实用性不强，学生对弹性力学的学习积极性不高。为消除学生的疑虑，在讲授本门课程时，应该广泛介绍弹性力学的工程应用领域，尤其注重在每部分理论内容讲解过程中给出相应的工程实例，使学生深刻体会到弹性力学与其他相关学科的关系，提高学生的学习积极性。

（3）当今大学本科教学理念提出培养学生具有全面知识、业务精通的专业素养，学以致用、技能精湛的能力素养，其中知识全面就包括了专业知识掌握的全面和综合素质发展的全面。如果我们培养出的本科生因拥有了厚实全面的专业知识和综合素质全面发展，将能够快速且高质量地拥有敢于创新、追求卓越的科学素养，勇于改革、善于开拓的技术潜力，具有了这些保障他们在走出校园走向社会到了各自工作岗位上将能得到更好的发展和更多的机会。然而，在专业知识掌握全面和综合素质全面发展的面前，我们还存在很多不足。这就需要教师在弹性力学课件制作时，将重点部分放在专业基础知识和工程应用结合上，这样既能丰富学生的专业基础知识，也能引导他们将专业知识与工程应用结合，获得更全面的专业知识。

3结论

本文针对力学及相关专业弹性力学课程教学改革，根据我国培养创新型人才的大方针，基于作者弹性力学教学实践，以提高学生弹性力学课程学习积极性和学习效果、从理论与工程应用方面培养学生综合应用弹性力学知识的能力为目的，提出以工程应用为基础的弹性力学课程教学与课件制作的教学改革，并对力学专业及相关专业其他课程设置提出一些建议。