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【摘要】材料力學是機械設計制造及其自動化專業的主要專業基礎課程之一，其教學標是介紹在設計各種工程結構時所應用的基本概念與原理、計算方法和計算手段。但是通常的材料力學課程過于注重知識的系統性和完備性，忽視了材料力學從實踐中來到實踐中去的特性。因此，采用基于案例的系統推進教學法，通過案例學習提高學習興趣；采用面向綜合能力培養的項目教學方式，通過項目分析討論和展示等環節提高學生理論建模、材料組織和表達能力，從而達到提高學生課堂參與程度，縮小經典的力學理論和工程實際的差異的教學目標。
【關鍵詞】工程背景；材料力學；教學方法
1.材料力學教學中重點解決的問題與目標
材料力學是工科院校的一門重要的技術基礎課，在機械類專業學生課程體系中起著承上啟下的作用，在學生分析、研究、解決工程問題能力培養，專業素養提高等方面具有重要的作用。在教學內容的組織方面過于注重知識的系統性和完備性，忽視了創造性和發散性思維的培養；教學方式上主要以傳授知識為主導，教學內容缺乏明確的應用對象，學生學習的積極性和主動性不高；教學成果評價方法和手段相對單一，過于依賴閉卷考試，在一定程度上制約了學生學生能力培養的導向作用。教師采用多種方法，提高學生學習的主動性以提高教學質量，如支架式教學法[1]，注重實驗環節的教學質量[2]，知識遷移能力培養[3]等。因此本文從材料力學源于實踐并回歸實踐的基本點出發，在教學環節中引入工程背景，從工程問題中找到力學原理，進而將所學內容反饋到研究項目的方式提升同學的力學建模能力。
2.工程背景下的材料力學教學方法探討
2.1教學實施策略與方法。教學方法改革：改革傳統的以傳授知識為中心的教學模式，以工程問題為主要線索，以培養能力為中心，開展案例教學、現場教學、重點難點講授、課堂討論等多種形式的教學，提高學生學習的主動性和積極性，推動學生自主學習，提高學生學習新知識新經驗的能力。分組專題研究活動：首先根據工程應用的特點，考慮問題的基礎性和前沿性，強調問題的綜合性和設計性，建立材料力學專題庫。學生分組針對專題進行交流討論，結合仿真實驗，或直接進行材料力學實驗，交流展示，形成專題研究報告。自主實驗創新設計比賽：以自主實驗項目設計為目的，讓學生分組針對一至兩個主題自主選題，完成作品的設計、方案評比與交流、實物制作等。通過自主實驗創新設計，培養學生項目組織與協調的能力、項目設計的創新能力和實物制作的動手能力。
2.2基于案例的系統推進教學法。教學中難點需要多種形式共同協作完成，因此基于材料力學能力培養目標，提出了基于案例教學的系統推進教學法。實施時，首先以教學中主案例為線索，輔以相關案例，構成了分析問題的工程背景，從案例的分析中提出問題，發現問題。然后以主案例為例，分析案例的力學建模，引出力學分析中的主要理論和方法，給出力學模型分析的主要步驟和關鍵技術。進而引導學生進行相關的討論，根據具體情況指定或讓小組同學完成分析。因此，在基于案例的系統推進教學法中，案例學習提高了學生學習的興趣，分析討論和展示提高了學生的材料的組織和表達能力，模型建立分析增強了學生從物理模型建立和分析能力?；诎咐虒W的系統推進教學法以問題探究作為主要的驅動力。教學方法對于教師本身的知識深度和廣度以及教師對于課堂的掌控具有一定要求，其中教學時教師對于整個過程的進度把握和范圍的界定最為關鍵。如果對于問題的深度和廣度把握不準，往往導致學生對于學習內容的無力感，反而使學生喪失學習的興趣。而如果對于進度的把握不準，例如某一環節過于放任，往往會導致學生的熱情的下降，教學時間成為垃圾時間?；诎咐虒W的系統推進教學法是融合了課堂講解法和問題探究教學法，通過工程案例的引入，提高了學生對于概念的認識。通過問題探索的方式，使學生從被動的吸收，變成了我要學的模式。通過課堂討論增加了學生參與課堂的主動性。通過系統推進，雙層反饋的形式，加生了學生對于知識的理解。
2.3面向綜合能力培養的項目教學。為了提高同學團隊合作能力、自主探索能力、工程問題建模能力，因此在教學環節中引入項目教學，即學生自主組隊針對工程或者生活實際中的具體問題進行項目式探索工作。在項目的選擇上，既要考慮問題的基礎性、綜合性和設計性，也需要考慮同學的興趣。然后，同學分組針對專題進行交流討論，結合仿真實驗，或直接進行材料力學實驗，交流展示，形成專題研究報告。在項目的專題研究環節中，以記錄、報告、自評、互評等方式評估，建立完整可靠的評價系統，以充分實現考核方式和內容對于學生能力培養的指導和評價作用。
3.結論
為了提高同學學習興趣并突出教學內容的工程性特點，采用基于案例的系統推進教學法，通過案例學習提高學習興趣；采用面向綜合能力培養的項目教學方式，通過項目分析討論和展示等環節提高學生理論建模、材料組織和表達能力，從而達到提高學生課堂參與程度，縮小經典的力學理論和工程實際的差異的教學目標。教學實踐表明，工程背景的引入，學生對于課堂的參與度、對于實際工程問題的興趣都有所提高。
參考文獻：
[1]張效忠,孫國民.支架式教學在材料力學教學中的應用研究[J].高教學刊,2019(02):81-83.
[2]劉萍華.20年來我國材料力學實驗課程教學改革文獻綜述[J].力學與實踐,2009(06),67-69.
[3]劉燦昌,剛憲約等.知識遷移能力在《材料力學》課程學習中的培養[J].2018(12):226-227.
作者:吳欣 張奎 單位:杭州電子科技大學機械工程學院