工程教育认证+“新工科” 背景下《材料力学》教学改革的研究

马万征，李忠芳，马月芹，李孝良

(1.安徽科技学院 资源与环境学院，安徽 凤阳 233100；2.安徽科技学院 机械工程学院，安徽 凤阳 233100；3.冠县实验高级中学，山东 冠县 252500)

《材料力学》是机械类专业和环境科学与工程专业的一门重要的专业基础课程。该课程对机械类学生从事机械设计方面的工作具有非常重要的作用。工程力学的一部分内容为材料力学，环境科学与工程专业的学生进行环境工程设计综合实习需要用到许多工程力学方面的知识，即包含一部分材料力学的基础知识，该课程为环境科学与工程学生以后就业从事环保设备的研发及设计提供极其重要的专业基础知识。材料力学的主要任务是研究构件在外载荷作用下的强度、刚度、稳定性问题，在培养学生的基础理论知识、工程认知和结构设计等方面具有非常重要的作用[1]。

1992年我国启动“工程教育认证”专业评估[2]，工程教育认证是专业认证机构对高等教育机构开设的工程类专业的专门性认证，由专门的职业或行业协会、专业学会同该领域的专家和相关行业一起进行，旨在为相关工程人才进入工业界从业提供预备教育质量保证[3]。材料力学的特点是理论性、逻辑性强，机械类学生在学习的材料力学的时候由于有先期课程做基础，学习效果相对较好，但是非机类如环境科学与工程专业的学生学习工程力学中材料力学部分由于缺乏先期课程的学习，加上材料力学公式多，内容比较抽象，学生容易出现学习兴趣不足，导致教学效果不理想。

新工科以新经济、新产业为背景，以科技创新为核心，在新兴领域实际应用中形成创新创业机制[4]。当前就业形势下，机械类和非机类学生的培养要适应新工科的要求，新行业的需求，能在工作岗位上解决实际工程问题。因此，材料力学的教学过程中应以新工科要求为核心，培养实践能力，创新能力强的现代大学生。

基于工程教育认证和新工科背景下 我校材料力学及相关课程教学急需改变传统教学模式，传统教学模式教学效果不理想，学生学习兴趣不足，培养的学生创新性、工程实践能力远远不能满足当前工科告诉发展的步伐。因此，本文基于工程教育认证为契机，以新工科高速发展为动力，以培养学生创新能力、工程能力为目标，探索材料力学新的教学模式。

1 突破教材束缚，改变教育理念

传统的材料力学以老师主讲，学生主听，填鸭式教学，这种教学模式培养的学生不能适应当前就业要求。因此，授课教师必须转变思想，创新教学理念。以“学生为中心”的工程认证理念，修订人才培养目标及材料力学教学大纲，采用多种教学方法，提高教学效果。教学内容必须符合机械类、非机类专业人才培养目标，合理调整授课学时。针对不同专业制定不同教学大纲，增强授课内容的工程性、创新性。我校材料力学目前的实验项目包含4个：拉伸与压缩实验、扭转实验、梁弯曲正应力实验、等强度梁弯曲试验。演示性实验教学效果不理想，学生对知识的学习深度不够，因此，可以增加设计性实验，以实际案例为教学内容，让学生参与到现实工程实际设计中，在工程设计过程中开展理论、实验知识的学习，培养学生的工程能力、创新能力。

2 构建符合“工程教育认证”+“新工科”要求的教学内容体系

机械类专业和非机类专业毕业生从事机械设计工作以后，很少采用材料力学所学的解题方法来解决工程实际问题，大部分是采用一些大型软件来对工程结构进行受力分析，进而进行结构设计。因此，材料力学教学内容应进行调整，既要注重传统基础知识教学，又要增加力学软件教学内容。这种教学排放量的90%均来自燃煤，这些烟尘的排放已经成为我国生态 环境恶化的重要原因。

材料力学的教学内容优化调整过程中，应该紧密结合学生的专业背景。对不同专业的学生，如机械设计、车辆工程、环境科学与工程等专业学生，制定不同的教学内容侧重点，不能所有专业采用一个教学内容。如环境科学与工程专业的学生应该结合污水处理构筑物、大气污染控制构筑物、固体废弃物处理装置的结构特点，在材料力学的教学过程中，增加这些构筑物结构分析，受力分析，以增加学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。

3 创新教学方法，增强学生创新能力

材料力学是机械类、非机类专业的基础课程，为后续专业知识学习及就业后解决实际工程问题打下良好基础。在教师教学过程中，应该加强理论与实践相结合，培养学生的创新能力。工程教育认证和新工科背景下材料力学的教学方法亟需进行改革。

(1)在教学过程中，可以对理论问题采用计算机仿真软件进行验证，对实际问题采用仿真软件进行受力分析，进而进行结构设计。这种教学方法相比板书、多媒体教学大大增加了学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。

(2)课堂教学过程中，可以采用启发性教学方法。把现实中力学问题引入到课堂教学，通过实际力学问题分析、讲解某一力学理论。把枯燥的力学理论问题讲解的更加生动，即传授力学知识，又活跃课堂气氛，增加了师生之间的教学互动。在材料力学教学过程中，采用启发性教学，对提高学生的学习能力、工程能力、创新能力具有至关重要的作用。

(3)材料力学考核方式的改革。目前材料力学的考核分为两部分：实验成绩和期末试卷成绩。其中实验成绩评定标准不容易确定，导致实验成绩评定方式不合理。期末考试成绩多考核基本理论、公式的使用。学生在学习的过程中对材料力学知识体系没有一个系统的的掌握，只要掌握某些重点理论、公式等，期末考试基本就没有问题。导致学生学习过程中对理论、公式的死记硬背，没有把材料力学知识系统化。工程教育认证和新工科背景下的材料力学考核方式在基本理论考核的基础上，还应该增加对具有工程背景的相关题目。在解决工程问题的过程中，即考察了基本理论、基本公式的应用，又增强了学生的工程背景。

4 结合工程实践，优化实践教学

现在很多课程的实践教学实验内容单调，与工程实际问题脱节，学生对实验的积极性不高。材料力学课程也不例外，很多学校的材料力学实验还是重复上世纪的几个力学实验，不能跟上新工科发展的步伐，培养出来的学生也与当今社会的需要相脱离，造成毕业即失业现象。因此，首先要优化实验教学内容，构建以强化学生工程能力、创新设计能力及自主学习能力培养为目标的实验教学体系[5]。可以把实验项目分为多个层次：演示性实验、设计性实验、创新性实验等。

5 结束语

结合我校建设高水平、应用型大学的目标，我校开设力学课程的主要有机械学院、建筑学院，资源与环境学院，材料力学的教学应进行全面改革，适应工程教育认证及新工科背景下学生就业的要求。通过材料力学教学改革，形成教与考一体，教与学一体，理论与工程实践一体的多维教学新模式[6]。相对于传统的教学模式，经过教学改革学生从被动学习向自主学习、单向学习向多项互动式学习方式转变。学生的学习兴趣得到了很大的提高，许多学生利用材料力学的知识获得了国家级、省级大学生创新创业训练计划等项目的资助，参加了周培源大学生力学竞赛，获得了优异的成绩。但是，工程教育认证要求专业认证具有持续改进措施，材料力学教学改革一样，与时俱进，持续进行教学改革，以提高教学效果，培养出符合工程教育认证标准和新工科就业要求的现代大学生。