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【摘要】材料力学是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课程之一，其教学标是介绍在设计各种工程结构时所应用的基本概念与原理、计算方法和计算手段。但是通常的材料力学课程过于注重知识的系统性和完备性，忽视了材料力学从实践中来到实践中去的特性。因此，采用基于案例的系统推进教学法，通过案例学习提高学习兴趣；采用面向综合能力培养的项目教学方式，通过项目分析讨论和展示等环节提高学生理论建模、材料组织和表达能力，从而达到提高学生课堂参与程度，缩小经典的力学理论和工程实际的差异的教学目标。
【关键词】工程背景；材料力学；教学方法
1.材料力学教学中重点解决的问题与目标
材料力学是工科院校的一门重要的技术基础课，在机械类专业学生课程体系中起着承上启下的作用，在学生分析、研究、解决工程问题能力培养，专业素养提高等方面具有重要的作用。在教学内容的组织方面过于注重知识的系统性和完备性，忽视了创造性和发散性思维的培养；教学方式上主要以传授知识为主导，教学内容缺乏明确的应用对象，学生学习的积极性和主动性不高；教学成果评价方法和手段相对单一，过于依赖闭卷考试，在一定程度上制约了学生学生能力培养的导向作用。教师采用多种方法，提高学生学习的主动性以提高教学质量，如支架式教学法[1]，注重实验环节的教学质量[2]，知识迁移能力培养[3]等。因此本文从材料力学源于实践并回归实践的基本点出发，在教学环节中引入工程背景，从工程问题中找到力学原理，进而将所学内容反馈到研究项目的方式提升同学的力学建模能力。
2.工程背景下的材料力学教学方法探讨
2.1教学实施策略与方法。教学方法改革：改革传统的以传授知识为中心的教学模式，以工程问题为主要线索，以培养能力为中心，开展案例教学、现场教学、重点难点讲授、课堂讨论等多种形式的教学，提高学生学习的主动性和积极性，推动学生自主学习，提高学生学习新知识新经验的能力。分组专题研究活动：首先根据工程应用的特点，考虑问题的基础性和前沿性，强调问题的综合性和设计性，建立材料力学专题库。学生分组针对专题进行交流讨论，结合仿真实验，或直接进行材料力学实验，交流展示，形成专题研究报告。自主实验创新设计比赛：以自主实验项目设计为目的，让学生分组针对一至两个主题自主选题，完成作品的设计、方案评比与交流、实物制作等。通过自主实验创新设计，培养学生项目组织与协调的能力、项目设计的创新能力和实物制作的动手能力。
2.2基于案例的系统推进教学法。教学中难点需要多种形式共同协作完成，因此基于材料力学能力培养目标，提出了基于案例教学的系统推进教学法。实施时，首先以教学中主案例为线索，辅以相关案例，构成了分析问题的工程背景，从案例的分析中提出问题，发现问题。然后以主案例为例，分析案例的力学建模，引出力学分析中的主要理论和方法，给出力学模型分析的主要步骤和关键技术。进而引导学生进行相关的讨论，根据具体情况指定或让小组同学完成分析。因此，在基于案例的系统推进教学法中，案例学习提高了学生学习的兴趣，分析讨论和展示提高了学生的材料的组织和表达能力，模型建立分析增强了学生从物理模型建立和分析能力。基于案例教学的系统推进教学法以问题探究作为主要的驱动力。教学方法对于教师本身的知识深度和广度以及教师对于课堂的掌控具有一定要求，其中教学时教师对于整个过程的进度把握和范围的界定最为关键。如果对于问题的深度和广度把握不准，往往导致学生对于学习内容的无力感，反而使学生丧失学习的兴趣。而如果对于进度的把握不准，例如某一环节过于放任，往往会导致学生的热情的下降，教学时间成为垃圾时间。基于案例教学的系统推进教学法是融合了课堂讲解法和问题探究教学法，通过工程案例的引入，提高了学生对于概念的认识。通过问题探索的方式，使学生从被动的吸收，变成了我要学的模式。通过课堂讨论增加了学生参与课堂的主动性。通过系统推进，双层反馈的形式，加生了学生对于知识的理解。
2.3面向综合能力培养的项目教学。为了提高同学团队合作能力、自主探索能力、工程问题建模能力，因此在教学环节中引入项目教学，即学生自主组队针对工程或者生活实际中的具体问题进行项目式探索工作。在项目的选择上，既要考虑问题的基础性、综合性和设计性，也需要考虑同学的兴趣。然后，同学分组针对专题进行交流讨论，结合仿真实验，或直接进行材料力学实验，交流展示，形成专题研究报告。在项目的专题研究环节中，以记录、报告、自评、互评等方式评估，建立完整可靠的评价系统，以充分实现考核方式和内容对于学生能力培养的指导和评价作用。
3.结论
为了提高同学学习兴趣并突出教学内容的工程性特点，采用基于案例的系统推进教学法，通过案例学习提高学习兴趣；采用面向综合能力培养的项目教学方式，通过项目分析讨论和展示等环节提高学生理论建模、材料组织和表达能力，从而达到提高学生课堂参与程度，缩小经典的力学理论和工程实际的差异的教学目标。教学实践表明，工程背景的引入，学生对于课堂的参与度、对于实际工程问题的兴趣都有所提高。
参考文献：
[1]张效忠,孙国民.支架式教学在材料力学教学中的应用研究[J].高教学刊,2019(02):81-83.
[2]刘萍华.20年来我国材料力学实验课程教学改革文献综述[J].力学与实践,2009(06),67-69.
[3]刘灿昌,刚宪约等.知识迁移能力在《材料力学》课程学习中的培养[J].2018(12):226-227.
作者:吴欣 张奎 单位:杭州电子科技大学机械工程学院