材料力学课程教学改革探索——以晋中信息学院为例

张志红，傅建平

(晋中信息学院，山西 晋中 030801)

1 教学内容调整

晋中信息学院的人才培养模式是“专业教育+完满教育+通识教育+商科教育”，其中专业教学的学分占40%。针对专业教育模块学时少、内容多而杂、公式推导繁琐的情况，对教学内容安排进行了调整，如表1所示。

材料力学的公式推导较多，针对晋中信息学院学生的实际情况，对公式的推导过程进行了弱化或削减，重点强调公式的应用。

2 教学方式改革

2.1 翻转课堂式教学

晋中信息学院于2019年9月成功引进超星泛雅学习基础平台，为翻转课堂式教学的实现提供了便利。

表1 材料力学课程的教学内容及课时安排Tab.1 Teaching content and arrangement of mechanics of materials course

根据材料力学教学要求与特点，将教学资源(包括知识点教学视频、PPT课件、动画、拓展视频等内容)上传到学习通平台，方便学生提前预习，为自主学习和拓展学习打好基础。在材料力学弯曲内力的教学中，为了使学生能更好地掌握剪力图和弯矩图的绘制，综合多方面考虑，最终采用了翻转课堂式教学。

A.课前自主学习知识点。(1)剪力方程和弯矩方程；(2)剪力图和弯矩图；(3)载荷集度、剪力和弯矩间的关系。至少提前1天向学生发布教学安排，使其明确教学重难点。学生通过学习通平台完成任务点学习及测验，教师通过任务点完成情况、成绩统计、学生访问统计、测验整体情况等方面了解学生的学习情况和测试结果，及时调整课堂教学计划。

B.知识检测和互动总结。(1)在课堂初期选取一个典型例题让学生完成(施加的外力有集中力、均布载荷和外力偶矩)，绘制的内力图如图1所示。

图1 内力图Fig.1 Internal force diagram

(2)总结快速绘制梁的内力图的方法：

总结1：内力Fs、M的变化规律如图2所示。

图2 内力Fs、M的变化规律Fig.2 Change rule of internal force Fs and M

总结2：简支梁的两端和悬臂梁的自由端，剪力的大小=集中力的大小，剪力的方向左上右下；弯矩的大小=外力偶矩；弯矩的方向左顺右逆。

总结3：剪力Fs=0处，弯矩取极值。

总结4：剪力Fs=0的一段梁内，弯矩保持为常量。

总结5：在x=x2和x=x1两截面上的剪力之差等于两截面间分布载荷图的面积；两截面上的弯矩之差等于两截面间剪力图的面积。

C.巩固提升。在学习通上发布作业，学生通过练习，掌握利用5条总结快速绘制内力图，不需要写出内力方程。

2.2 工程案例式教学

学习材料力学的目的之一是增强工程意识，培养将工程实际问题提炼成力学问题并进行求解的能力。生活中的力学现象无处不在，如食品或药品包装袋上的V型口利用的就是应力集中；2008年1月，我国南方由于冰灾造成很多输电线塔倒塌，其中应用的就是压杆稳定，即细长的受压杆压力达到一定值时可能突然弯曲，产生失稳现象。

2.3 “线上+线下”混合式教学

我国高等教育迎来了新的机遇与挑战，“线上+线下”混合式教学模式是必然趋势。教师应提供网络教学资源供学生在课下进行预习和复习，以提升学生的自主学习能力。

3 考核方式改革

线上教学更侧重对平时成绩的考核，可以将通过学习通进行签到、完成任务点、测验、课堂讨论、作业发布等环节纳入平时成绩考核范畴。