“材料力學”課程綜合性教學研究

葛志鵬 張德臣 金雅豐 白楊 姜顯鵬 李宇

摘 要：分析了材料力學課程的教學現狀，分析了材料力學知識點，以及材料力學與相關課程融合的方法，建立了材料力學課程綜合性教學模式，并且進行實踐驗證，得到了較好的教學效果，為今后材料力學課程教學奠定了較好的基礎。

關鍵詞：材料力學;綜合性;教學研究

基金項目：2019年遼寧科技大學大學生創新創業訓練項目“減振防翹起的窨井蓋裝置研發”（項目編號：201910146294）。

材料力學是研究各種構件抗力性能的科學，它的主要任務就是從保證所有構件能夠正常工作的要求出發，幫助設計者合理地選擇構件的適當材料和結構形狀，確定零件的幾何尺寸，判斷已有的構件是否能夠正常地使用[1]。機械設計及其自動化專業的本科學生培養目的就是能適應現代化建設需要的，理論基礎寬厚、知識面寬、綜合素質高、實踐能力強，具有創新創業理念的高級復合型工程技術人才，并且，將來走向社會工作崗位避免不了接觸各種各樣具有一定科技含量的先進設備，各種機械設備在使用時，它們的每個構件都要受到相鄰其它構件傳遞來的外力（即載荷）作用[2]。傳統的材料力學教學都是以教師教學為中心進行教學，不適應當下時代和未來教育發展的需求，課程內容也缺乏在創新設計實踐中綜合性實踐[1]。因此，機械設計及其自動化專業的本科生必須要具備深厚的材料力學知識，并能夠在實際中活學活用材料力學知識，因此，材料力學的課堂教學一定要聯系實際，進行綜合性教學的理論研究，為將來學生實際工作打下良好的基礎。

1 材料力學課程教學現狀

以往材料力學教學，無論是從教學內容上，還是從教學手段和教學方法上，都有許多地方不能適應當前高等教育教學改革的要求。就教學內容而言，多年來一直沒有重大變化，由此造成教學內容陳舊而缺乏創新。主要表現：1）在教學方法上，也保留了過去那種講得過多、過細、過全的傾向，使得學生缺乏學習的主動性和積極性;2）在教學手段上，仍以傳統的課堂教學模式為主，而缺乏與教材內容相配套的創新性實踐教學，忽視整個課程知識點在實踐中的融合：3）忽視怎樣在創新設計中與相關課程聯系，實現表達創新產品的信息和實踐檢驗。

2 課程綜合性教學模式的建立

綜合性教學是指在材料力學教學過程中，要教會學生提煉材料力學的知識點并進行融會貫通;要教會學生要學會與相關課程聯合，利用其他相關課程的知識來協助材料力學的學習和應用;課堂教學和課后實踐教學都要考慮授課內容要具有實用性、創造性，課堂的理論教學要與應用實例相結合;課后的實踐教學要具有應用的創造性，引導學生把材料力學理論內容創新應用到實踐中去。

1）課程教學中的知識點優化和融合。從重視學生能力與素質培養的要求出發，提取課堂教學中的知識點，并進行優化，以及與實踐融合，進行模塊式教學結構，激發學生對課堂教學的興趣。材料力學課程課堂教學以“拉伸——剪切——扭傳——彎曲”為主線內容，每種變形都按“外力、內力到應力、變形”順序進行理論研究，各種基本變形采用“平面假設——變形幾何關系——物理關系——靜力關系——應力公式”過程進行推導。

2）課程教學加入教學中的實際應用例子，形成課堂教學與實際相結合的模塊。

3）課程教學要緊密與其他課程聯合，提升教學效果。例如，與畫法幾何與機械制圖課程聯合，在課堂上能夠準確繪制實例圖形，為受力分析提供條件;與理論力學聯合，為受力分析和平衡分析打下基礎;與數學課程聯合，為計算數值打下基礎。

4）課程教學推動學生創新設計意識。在課程教學過程中，要引導學生學完材料力學以后，把材料力學知識應用到實際中。因此，與大學生創新創業平臺緊密結合，在課程教學初期成立科技小組，作為課后作業，讓創新設計實例伴隨課堂教學。材料力學課程綜合性教學模型，如圖1。

3 模型的實際驗證

1）依托材料力學課程綜合性教學模型制定材料力學授課計劃和授課內容，選取教材上的典型工程實例，作為理論與實際相結合的訓練手段;緊密借助聯合課程畫法幾何與機械制圖、理論力學和數學的協助優勢，準確地進行材料力學的理論研究和實際應用。

2）依托大學生創新創業平臺，引導學生把材料力學課程應用到創新設計中。由機械設計專業大學二年級本科生成立科技小組，作為課程課外作業的形式，引導學生進行創新設計，把材料力學知識點的訓練延伸到課外創新設計中。

創新設計的項目名稱：減振防翹起的窨井蓋裝置研發，該窨井蓋包括：窨井座、井蓋、減振器和螺釘，如圖2。

4 結論

有效改善“材料力學”課程的教學效果，把知識點相互進行了融合，把材料力學課程和相關課程有機地結合起來，使“材料力學”課程內容的實際應用更具有活力，這是對傳統“材料力學”課程教學的補充和強化，不僅能提高“材料力學”課程教學質量，而且能提高學生的學習興趣和積極性。

參考文獻

[1]孔祥清，曲艷東，李韌，賈艷東，章文姣.材料力學課程教學改革與實踐探討，實驗技術與管理，2017，34（2）：174-178.

[2]姚麗萍，馬永昌，鄭應彬.機械類材料力學課程教學改革的探索，西南師范大學學報（自然科學版），2015，（4）：152-154.

作者簡介

葛志鵬（1998-），男，漢族，遼寧大連人，本科，研究方向：機械電子工程。

通訊作者

張德臣（1964-），男，吉林蛟河人，教授，研究方向：工程力學。