发布时间：2019-09-16所属分类：教育论文浏览：1次
摘 要： 要：本文分析了目前材料力学性能课程教学方法和教学内容的不足，针对理论及实验教学内容的优化、教学方法的改革等方面提出了相应的对策，为培养学生的创新思维和实践能力搭建了良好的平台。 关键词：创新思维;实践能力;教学改革;材料力学性能 近年来，相关企
要：本文分析了目前“材料力学性能”课程教学方法和教学内容的不足，针对理论及实验教学内容的优化、教学方法的改革等方面提出了相应的对策，为培养学生的创新思维和实践能力搭建了良好的平台。
关键词：创新思维;实践能力;教学改革;材料力学性能
近年来，相关企业为实现产业转型，对人才的需求逐步转向具有综合实践能力的创新型人才。因此，提高本科生的实践能力，培养其创新思维势在必行 [1,2]。“材料力学性能”是材料学科各专业的一门重要的基础课。该课程从各种构件或机件的失效现象出发，探究其失效机理，提出表征失效抗力的力学性能指标，使学生了解各力学性能指标的测试方法、物理意义及它们之间的联系，分析内在因素和外在条件对其影响，为日后从事相关工程技术工作或科学研究打下坚实的基础。本文在分析以往该课程教学内容及教学方法不足的基础上，提出了优化教学内容、改革教学方法等措施。
一 传统教学过程中存在的问题
首先，目前开设“材料力学性能”课程的高校主要选用西安交通大学 [3]、哈尔滨工业大学 [4]、武汉理工大学 [5]、合肥工业大学 [6] 等单位编写的教材。尽管各教材经过多次改版、修订，增加了聚合物、陶瓷及复合材料的力学性能部分，使得课程内容更加完善，但其研究对象仍以传统金属材料为主。当今，随着材料科学日新月异的发展，在传统材料基础上，甚至突破传统材料的设计理念，开发出了许多有着广泛应用前景的新材料。由于其特殊的结构或制备工艺，这些新材料呈现出独特的力学性能。作为讲授材料力学性能的课程，仅仅局限于传统材料的力学性能显然是不够的。因此，为适应材料科学的发展，在教学过程中有针对性地增加新材料相关知识是当务之急。
其次，本课程相关理论的建立是以实验为基础的，所以在教学过程中实验教学应得到足够重视。实验课上，学生通过参与方案设计、设备操作及报告撰写等工作，既能锻炼动手能力，又能加深对所学知识的理解。然而，实验教学内容往往是经典实验，如“金属光滑试样静拉伸实验”、“系列冲击实验”等。尽管这些实验能加深学生对所学知识的理解，但它们仅仅是理论的验证，缺乏探索性，不利于调动学生学习的积极性，不利于学生创新思维的培养。此外，受课程总学时的限制，实验课程学时严重不足 , 因此学生的实践机会大打折扣。综上，优化实验教学内容是本课程教学改革的另一重要内容。
再次，随着科技的发展，多媒体渐渐被广大教师应用到理论教学中。对于“材料力学性能”这门操作性非常强的课程，在理论授课过程中，通过多媒体课件，可以将实验设备的原理及操作、试样的制备、实验现象的观察、实验结果的分析等大量信息通过图片、动画、视频等形式直观地展现给学生，丰富教学内容的同时，在一定程度上提高了教学效果。然而，这种单一的以灌输为主的“填鸭”式教学，只能使学生被动地接受知识，不能有效地调动其学习的积极性，不利于其创新思维的培养。故而，改变传统的教学方式是本课程教学改革的又一重要任务。
二 优化理论教学内容，培养学生创新思维
随着材料科学的迅猛发展，越来越多的新材料不断涌现，而新材料往往具有独特的力学性能。因此，在讲解传统材料力学性能的基础上，增加新材料的力学性能相关知识尤为重要。目前，本课程的授课老师大部分都是教学科研并重型教师，而这些教师对本人的研究领域了如指掌，因此可以把自己的科研工作适时地引入到理论授课中来。这样不但能扩大学生的知识面、开阔学生的眼界、使其了解科技前沿，还能增加学生对课程的学习兴趣，培养其主动探索未知领域的能力。最终，对培养学生的创新思维起到事半功倍的效果。
此外，在“材料科学与工程”一级学科下，不同专业的学生知识结构存在一定差异。因此，前沿知识的引入，要注意结合专业特点。这样，才能让学生在有限的学时内，汲取到与本专业有密切关系的知识。例如，针对焊接技术与工程专业的学生，可以将新焊接材料、新焊接工艺的力学性能检测通过案例的方式引入进来;针对金属材料工程专业的学生，可以引入新型金属材料的力学性能;对于腐蚀与防护专业的学生，增加表面工程领域的新材料、新技术相关内容。
三 优化实验教学内容，提升学生实践能力
为提高学生的综合素质，笔者所在江苏科技大学提供了很好的实践平台，例如本科创新计划、开放选修实验等。每学年初，学校都会组织本科生进行创新计划项目的申报，鼓励学生组建创新团队，参与指导老师的科研课题。创新计划项目实施过程中，以学生为课题的负责人和实施主体，开展资料检索、实验方案制定、试样加工及性能测试，最后通过科技论文撰写或专利申请等方式进行项目结题。在项目开展过程中，指导老师只需提出研究的目标，引导学生进行创新。开放选修实验通过教师申报，学生自主参加的方式，使学生参与指导教师的科研项目。在这些实验课程和项目中，绝大多数会涉及到材料力学性能相关的内容。通过该类实验课程的开设和项目的开展，不但能使学生更加熟悉科学研究工作的环节、提高其从事科研的能力，还能显著提升其实践能力和创新能力。
四 开展探讨式教学
在发挥教师课堂主导作用的同时，使学生主动参与教学过程，即开展探讨式教学，不但能调动学生的积极性、营造活跃的课堂氛围，而且能培养了学生的创新思维。探讨式教学所涉及内容，可以是老师讲课过程中给出的案例，也可以是上述学生参与过的实验课程和创新项目等。目前，开放选修实验和本科创新计划项目都是在小范围内开展，如开放选修实验一般不超过 6 人，本科创新计划项目一般不超过 8 人。因此，每个学生参与的课题往往不同。探讨式教学可以弥补该不足。在讨论课上，挑选学生对自己所参与课题进行简单阐述，将本课程相关内容制作成课件进行讲解，之后大家讨论。在互相学习之余，可以加深对本门课程实际应用的理解，更重要的是可以从中启迪学生的创新意识。
五 结语
在“材料力学性能”课程教学改革过程中，我们深刻地意识到，为培养学生的创新思维，提升其实践能力，必须将理论教学及实验教学内容优化、教学方法改革贯穿于整个教学过程，不断探索、总结，方能使教学改革顺利实施，培养出具备综合实践能力和创新能力的高素质人才。
参考文献
[1] 朱斌 , 陈呈频 , 何兴 . 构建大学生创新教育长效机制的思考 [J]. 中国大学教学 ,2006,(1):16-18.
[2] 章晓波 , 巴志新 , 王章忠 , 蔡璐 . 面向产业转型的应用型本科材料专业人才实践能力培养 [J]. 中国冶金教育 ,2012,(5):47-50.
[3] 石德珂 , 金志浩 . 材料力学性能 [M]. 西安 : 西安交通大学出版社 ,1998. [4] 刘瑞棠 . 工程材料力学性能 [M]. 哈尔滨 : 哈尔滨工业大学出版社 ,2001.
[5] 高建明 . 材料力学性能 [M]. 武汉 : 武汉理工大学出版社 ,2004.
[6] 束德林 . 工程材料力学性能 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2007.
[7] 周元华 . 课程案例融合的单片机课程教学改革与实践 [J]. 教育现代化 ,2018,5(17):45-46.
相关论文推荐：基于人文素养培育的《材料力学》课程思政实践探究
摘 要：为探究“课程思政”的立体化育人方法，本文以《材料力学》为例，介绍了专业课程教学过程中渗透人文素养的培育实践，其核心是三观教育。
SCI SSCI AHCI