材料力学课程教学与信息化建设的联系

杨学弦 陈朝阳 刘硕秋 王小云 周震宇

摘 要：《材料力学》作为高等学校工科类专业一门重要的专业技术基础课，在相关专业教学安排中具有承前启后的重要作用。近年来，为顺应高等教育的改革，高校缩减了相关专业理论和实验课课时。针对《材料力学》课时量的减少带来的教学问题，本文提出搭建《材料力学》网络教学平台的新教学方式解决这一困难。通过网络学习、检查交流、知识扩展和能力扩展4个模块实现网络教学，辅导学生自主的课后学习。这不仅可促进课堂教学，加强师生之间的交流学习，还可提高学生学习的主动性和积极性，符合现代高等教育对人才培养的要求。

关键词：材料力学 信息化建设 教学改革

中图分类号：G645 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-0-02

1 材料力学的教学与信息化建设

材料力学是高等学校工科类专业一门重要的专业技术基础课，在相关专业教学安排中具有承前启后的重要作用。该课程具有理论概念性强，方法技巧性要求高的特点，其理论与计算公式在各工程部门的结构设计中被广泛采用。

近年来，为顺应高等教育的改革，部分高校的材料专业理论课程和实验课程课时被大大缩减[1-2]。若沿用过去的甚至中学教育的教学方法，势必达不到良好的教学效果。材料力学课程内容中，公式推导较多、抽象概念难以用语言或文字简单表达、学生对概念认识模糊等问题。目前的教学主要采用通过传统的板书式教学或单向的多媒体教学。这两种教学方式主要以教师为中心，学生被动接受，导致学生的学习兴趣缺乏，主动学习的愿望较弱，实践动手能力差，偏离了现代高等教育对人才培养的要求。

在新的历史时期，特别是计算机、网络技术高度发达和广泛应用的时期，要求我们培养出的人才不但要有坚实的经典理论分析能力和手算能力，还要有较高的计算机建模分析能力，定性地分析解决问题的能力以及判断能力。而这些作为精英人才所具备的基本素质，传统的单一课堂教学模式己远远不能满足快速发展的社会需求[3]。高等学校本科教学质量与教学改革工程的建设内容中指出：要积极推进网络教育資源开发和共享平台建设，实现精品课程的教案、大纲、习题、实验、教学文件以及参考资料等教学资源上网开放，为广大教师和学生提供免费的优质教育资源，完善终身学习的支持服务体系。

随着教学改革的深入进行，教学方式和手段的改革工作也更加多样化，其中网络教学方式在教学体系中正发挥着越来越重要的作用。计算机辅助教学利用多媒体计算机的功能与特点，使学生可以根据自己的程度选择不同的内容进行学习，从而使教学的内容与表现形式多样化、形象化。由此可见，网络教学引入大学传统教学过程，势在必行。

2 课程教学信息化建设方案

通过网络平台的教学和实践提高学生对材料力学的学习兴趣，增强教师与学生之间的互动，加强学生获取知识、交流信息和解决问题的能力。主要分为以下4个网络模块。

2.1 网络学习模块

该模块是网络学习的主要模块，包括教学大纲、教学计划、电子教案、教学课件和授课视频等内容。教学大纲和教学计划能够让学生了解各章节的重点、难点和学习要求，帮助学生掌握整个课程学习计划。电子教案、教学课件和授课视频则可以让学生随时随地进行学习。教师根据具体教学进度及教学时间安排，可以将课堂上未深入分析的教学内容或有利于学生理解较难的知识点的内容制作成相关视频提供给学生。

另外，材料力学实验课程教学也是帮助学生进一步学习和理解知识的有效方法。同时也是学习本门课程的目的之一。学生对实验仪器的操作及原理的理解直接影响到实验课程的教学效果。教师可以拍摄实验操作视频及实验课程讲解内容，在平台上提供给学生观看。学生可以随时随地反复观看实验操作过程，使学生通过自主的学习掌握规范的实验操作流程，提高实验课程学习效率。

2.2 检查交流模块

该模块主要是帮助学生对所学知识进行检查并与教师及其他同学进行交流。通过超星泛雅网络平台，与学生交流的教师和同学不仅仅限定于自己本校范围，还可以是所有学习本门课程的其他学校教师及同学。知识检查功能需要包括：课后作业解析、实验结果分析和模拟考试等内容。学生通过自主学习，查找自己不足之处。

我们通过超星泛雅平台突破了传统“面授”的局限性，为同学们学习《材料力学》提供了跨时间、跨地域的网络课堂。通过这一平台让学生能够随时随地与教师或同学进行学习和讨论。教师可通过学生上传的相关内容，随时随地掌握学生的学习情况，并及时解决学生在学习中产生的疑问或问题，便于调整后续课程的教学，防止学生走向误区。

本模块的建设是以学生为主体，从学生的学习实际情况出发，教师为其学习提供服务。不仅实现了新时期的素质教育要求，同时也潜移默化地提升了学生学习的积极主动性，建立了良好的学习氛围。

2.3 知识扩展模块

该模块主要是对课堂知识的延伸，主要包括：课程重点知识巩固、相关知识点在实际工程设计中的应用、教师团队科研相关课题展示等。让学生在掌握课本基础知识的条件下，了解所学知识的使用过程。实际工程设计中的应用可将材料专业实习基地或企业的相关工程作业或成果电子化后展示给学生；教师团队科研专题展示可选择与本门课程相关研究内容或材料力学发展的最新动态。学生通过本模块内容的了解和学习，可以扩展课程学习内容的深度和广度。还可以选取部分学生参与到教师的科研工作中，了解科学研究相关工作。

2.4 能力扩展模块

该模块主要是为学生考研复习和竞赛培训服务。材料力学做为专业基础课，是材料学专业研究生考试的专业课程，同时也是全国周培源大学生力学竞赛、全国大学生结构设计竞赛以及大学生基础力学实验竞赛等国家性赛事的必修课程。本模块通过建立精品课程视频，考研和竞赛题库，让学生自主学习。学生将学习过程中的疑问在“检查交流模块”中提交上来，与所有的相关老师或同学进行讨论交流。

3 材料力学信息化教学的优点

材料力学的信息化教学可极大的调动材料科学、机械自动化、土木工程专业等学生对材料力学课程学习的积极性和主动性。让学生自主自由地学习材料力学基础知识，熟练掌握相应的计算分析问题的能力。让学生及时地掌握相关课程内容的最新动态，了解相关研究的成果，极大地扩展学生的视野。有效地实施素质教育，培养具备良好的科学文化素养与合理的知识结构，富有时代前沿性的工程设计能力的工程师，有利于学生毕业后，更快适应飞速发展的国民经济需求。

通过超星泛雅网络平台，建立以课堂教学为主、网络教学为辅的全方位、多层次互动教学模式，为高校工科专业的发展，提供现代化的信息教学方式，调解了材料力学教学课时与教学内容之间的冲突，达到了减少学时，提高教学质量的目的，极大地丰富了工科专业的教学模式。以学生为主体，教师为辅的教学模式，提高了学生学习的主动性和学习兴趣，符合现代高等教育对人才培养的要求。

参考文献

[1] 葛利玲，赵康，白力静，等，“材料科学基础”实验课教学改革与实践[J].高校实验室工作研究，2009，102（4）：10-12.

[2] 王宇飞，朱宏喜，李红霞.“材料科学基础”课程实验教学内容改革与探索[J].实验技术与管理，2015，32（5）：242-244.

[3] 刘军，李英梅，战宇.基于互联网+的材料力学课程建设[J].教海探新高教学刊，2018（20）：108-113.