《材料力學(xué)性能》教學(xué)改革探討

1、    材料力學(xué)性能教學(xué)改革探討    王安東陳彩鳳【摘要】針對(duì)當(dāng)前材料力學(xué)性能課程改革的必要性，本文從課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)建設(shè)兩方面探討了該課程教學(xué)改革的思路和在教學(xué)中的應(yīng)用。通過(guò)教學(xué)改革，提出了新的教改思路與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢W(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和知識(shí)系統(tǒng)性得到了提高，工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力也得到了加強(qiáng)?！娟P(guān)鍵詞】材料力學(xué)性能；課程改革；課程內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)教學(xué)引言：材料力學(xué)性能是材料類本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，由于本門課程的掌握情況對(duì)材料類專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的深入學(xué)習(xí)有直接影響，因此積極推進(jìn)材料力學(xué)性能課程的教學(xué)改革、強(qiáng)化課程內(nèi)容建設(shè)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力、結(jié)合材料

2、學(xué)科前沿發(fā)展并主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好材料力學(xué)性能的知識(shí)。由于當(dāng)前對(duì)材料力學(xué)性能課程建設(shè)和教學(xué)改革主要圍繞著課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)建設(shè)兩方面進(jìn)行，因此筆者結(jié)合多年來(lái)對(duì)材料力學(xué)性能的教學(xué)實(shí)踐，就此兩方面主要教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討。一、課程教學(xué)的探討材料力學(xué)性能課程教學(xué)的核心是幫助學(xué)生構(gòu)建從材料、材料工藝到材料力學(xué)性能的知識(shí)應(yīng)用系統(tǒng)和創(chuàng)新技術(shù)路線，因此必須讓學(xué)生明確“材料應(yīng)用環(huán)境力學(xué)性能要求材料結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)系”這一教學(xué)主線。將課程內(nèi)容分為靜載荷拉伸力學(xué)性能、其他載荷下的力學(xué)性能、斷裂韌性、變動(dòng)載荷下的力學(xué)性能、環(huán)境條件下的力學(xué)性能、高溫條件下的力學(xué)性能、摩擦與磨損性能、納米材料的力學(xué)性能等內(nèi)容。另外，由于當(dāng)前

3、材料學(xué)科具有交叉多、綜合性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣的特點(diǎn)，因此要特別考慮到在授課內(nèi)容中除涉及金屬材料的力學(xué)性能外，陶瓷材料、復(fù)合材料及高分子材料相關(guān)的力學(xué)性能都已滲透到了教學(xué)中。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，要適當(dāng)結(jié)合介紹各種材料獲得所需力學(xué)性能的主要途徑，讓學(xué)生將已學(xué)過(guò)各種有關(guān)材料的知識(shí)和正在講授的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，融會(huì)貫通地掌握整體知識(shí)體系，培養(yǎng)起他們正確地分析判斷問(wèn)題的能力。具體來(lái)說(shuō)，材料力學(xué)性能涉及到學(xué)過(guò)的課程主要有材料力學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬工藝學(xué)、材料制備新技術(shù)組織控制原理、材料物理性能等。根據(jù)以上對(duì)材料力學(xué)性能課程內(nèi)容的分析，在今后的課堂教學(xué)過(guò)程中，我們需要注意以下幾點(diǎn)：（1）引導(dǎo)材料類t

4、科學(xué)生對(duì)各種材料的共性基礎(chǔ)凝煉。由材料力學(xué)性能的基本概念出發(fā)，從金屬、無(wú)機(jī)非金屬、復(fù)合材料和高分子材料力學(xué)性能中提煉出共性的理論、規(guī)律與分析方法，如各種材料在靜載拉伸過(guò)程中表現(xiàn)的強(qiáng)度、塑性和韌性等，讓學(xué)生能了解作為材料力學(xué)性能研究的普遍行為、規(guī)律與測(cè)試方法。（2）多總結(jié)材料力學(xué)性能的共性基礎(chǔ)與特性表現(xiàn)的關(guān)系。從材料“結(jié)構(gòu)力學(xué)性能”的關(guān)系出發(fā)，通過(guò)構(gòu)建材料力學(xué)性能與材料成分/價(jià)鍵、合成/加工間的聯(lián)系，探明造成材料力學(xué)性能差異的結(jié)構(gòu)本質(zhì)，使學(xué)生深入理解“結(jié)構(gòu)性能”的對(duì)應(yīng)關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐中（包括設(shè)計(jì)、制造、使用）與材料力學(xué)性能有關(guān)的各種問(wèn)題的感性

5、和理性認(rèn)識(shí)，因此在實(shí)施材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中，采取開(kāi)放、互動(dòng)式的教學(xué)模式，也即將實(shí)驗(yàn)過(guò)程劃分為不同階段，明確每個(gè)階段的任務(wù)和考核目標(biāo)，強(qiáng)化學(xué)生的主體地位。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生要完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，包括文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及預(yù)習(xí)報(bào)告撰寫(xiě)工作，通過(guò)查閱相關(guān)實(shí)驗(yàn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件，了解試樣形狀尺寸要求和實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件等規(guī)定，估算實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)性能要求。在實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生要完成實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)t作，教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，任課教師進(jìn)行評(píng)閱，對(duì)于共性問(wèn)題進(jìn)行評(píng)析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討。實(shí)踐表明，這一開(kāi)放、互動(dòng)式的教學(xué)模式可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生

6、的積極性、主動(dòng)性，由于每一個(gè)階段都做到日的明確、考察到位，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中自覺(jué)或不自覺(jué)地按照考核標(biāo)準(zhǔn)要求自己，及時(shí)了解到自身存在的問(wèn)題和差距，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。此外在本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，還要注意實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立及與工程實(shí)際的結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，需要建立從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到綜合研究性、工程案例實(shí)驗(yàn)的多層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，變過(guò)去單一材料的力學(xué)性能測(cè)試為多種材料的性能測(cè)試，使學(xué)生深入了解材料的共性力學(xué)理論及其在不同材料的特性力學(xué)差別；在綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過(guò)分析材料的綜合力學(xué)性能，以達(dá)到不同材料、力學(xué)性能和測(cè)試技術(shù)的高度統(tǒng)一。同時(shí)，將工程構(gòu)件的失效案例引人到實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)課堂與工程實(shí)際

7、的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。三、結(jié)論隨著材料力學(xué)性能課程改革的深入進(jìn)行，教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)建設(shè)均在不斷更新和充實(shí)。在教學(xué)內(nèi)容內(nèi)上需要積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各種材料的共性基礎(chǔ)凝煉，由材料力學(xué)性能的基本概念出發(fā)，從金屬、無(wú)機(jī)非金屬、復(fù)合材料和高分子材料力學(xué)性能中提煉出共性的理論、規(guī)律與分析方法；并需要深入闡明材料“結(jié)構(gòu)性能”的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使學(xué)生了解造成材料力學(xué)性能差異的結(jié)構(gòu)本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中要采取開(kāi)放式、互動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性；建立從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到綜合研究性、工程案例實(shí)驗(yàn)的多層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重本課程與工程實(shí)際的結(jié)合。參考文獻(xiàn)1呂耀輝，張偉.“工程材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革初探j(luò).中國(guó)電力教育，2012，13：86-87.2張秀梅，張瑞英.讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)-“材料力學(xué)性能”教學(xué)之點(diǎn)滴感受j.科技信息，2012，19：33-34.3白允強(qiáng)，王章忠，周衡志.應(yīng)用型本科“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革j.中國(guó)冶金教育，2010，3：49-51.4葉榮昌，強(qiáng)文江，李成華，等.材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探索j.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（9）：136-138.5宋浩杰.材料力學(xué)性能課程教學(xué)改革探討j.考試周刊，2010，2