《材料力学》教学改革中加强素质教育及培养创新能力的研究与实践
《材料力学》教学改革中加强素质教育及培养创新能力的研究与
实践
摘要:按照新的土木工程培养方案的要求,结合本人独特的观点,在改进教学方法和手段、改进考核方式、改进和完善试验课程教学指导讲义等方面进行了探讨。
关键词:材料力学;教学大纲;考核
材料力学是一门专业基础课[1],是基础课和专业课之间的桥梁,一方面它以高等数学、物理学和理论力学等课程为基础,另一方面,它又是其它专业基础课(如结构力学、弹性力学等)和专业课(钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础等)的基础。
材料力学这门课程,不但为后续的专业设计课程(如钢结构设计、钢筋混凝土结构设计等)提供必需的基础知识和计算方法,而且其研究方法对工科学生在校和离校后的学习和工作,也有着重要的意义。
作者在材料力学教学中,结合本科学生的特点,对如何在教学中加强素质教育和培养创新能力进行了一些探索,取得了一定效果。
1.改进教学方法和手段
传统的材料力学教学方法一般都是“黑板+ 粉笔”,讲得过多、
过全、过细,耗费学时较多[2]。
在目前高等教育体制和课程设置
改革的大背景下,材料力学的授课学时被大量削减,此时若还是按照传统教学方法进行授课,势必满足不了新的教学大纲要求,教学方法和手段必须改进。
在教学中,作者采取少而精的原则,将一些最重要、最基本的概
念、理论和分析方法教给学生,始终坚持理论联系实际,将工程实际问题贯穿于理论知识的讲解中,并举一反三使学生尽快掌握这些内容,为以后节省学时奠定基础。
比如,在土木工程中常用到受压和受弯构件(如柱、梁、板),受扭构件则较少用到,所以对于土木专业来说,构件基本变形部分应以轴向拉(压)和弯曲变形为教学重点,对这部分内容的教学也比较详细。
又如,土木工程中的结构大都是超静定结构,这类结构的求解也应作为一个教学重点,需要反复举例演练,所选择的例题和作业最好也与专业相关。
这样不仅能够达到良好的教学效果,而且能够培养学生解决本专业工程实际问题的能力,为学生以后的工程实践打下基础。
在教学中,将实际工程的一些现象与材料力学理论结合起来,通过理论联系实际更好的理解知识,引发学生的学习兴趣。
例如:上课时可以让同学们抬头观察教室房屋的混凝土大梁,思考为什么矩形截面的大梁是竖放而不是平放的;利用梁横截面正应力分布规律解释为什么铸铁梁截面关于中性轴非对称;可以在课堂上用粉笔的拉伸破坏和扭转破坏,自然引导学生理解和掌握两种破坏形式特点。
通过这些生活实例,使同学们感觉这些力学知识离自己这么近,觉得材料力学并不深奥,而是与生活和工程实际密切联系在一起。
2.加强材料力学实验
材料力学实验课是材料力学课程的重要组成部分,是理工科专业技术基础课的基本实践教学环节。
材料力学实验课程的设置[3],
一方面要满足课程教学要求,另一方面要更注重学生的综合素质和创新性能力的培养。
修订原来的材料力学实验教学计划和大纲,减少演示性实验,提高综合性、设计性实验的比例。
侧重三个阶段的培养,即实验观察能力的培养、实验基本技能的培养、独立实验能力的培养。
强化学生的主体地位,强调实验前预习的重要性。
可布置学生在实验前事先看实验指导书以及与此相关的其他课程资料,事先利用多媒体技术将仿真实验以录像的形式放映给学生观看,让学生从中发现问题,带着问题来上实验课。
鼓励学生积极参与课堂讨论,尝试用自己的方法去独立解决问题,再与老师规定的方法相比较,讨论每种方法的优缺点,提高学生动手的信心,从实验中寻求答案。
这样能够促进学生去分析、解决问题,无形中培养了学生的创新能力。
通过该实践教学环节,巩固所学知识,加深对材料力学基本理论的认识,掌握材料的力学性能、测试方法与应力测量的基本方法,培养学生的动手能力,培养学生综合应用理论与实验手段解决工程问题的能力。
3.改进考核方式
材料力学一直以来大都采取单一的闭卷笔试方法,这样虽然在一定程度上能反映学生知识掌握的程度,但具有一定的片面性,没办法反映学生对材料力学这门课程综合理解的能力,识别不出学生的创造力和实际操作能力。
因此,在考核方式上,分别采用了闭卷笔
试、课后作业、课堂提问、实验操作、实验报告等多种方法相结合,符合课程内容特点的考试方法。
不仅减少了学生作弊现象的发生,还起到了促进学生学习的作用。
参考文献:
[1]刘鸿文.材料力学[ m] .北京:高等教育出版社,2005.
[2]段翠芳,杨富超. 关于《材料力学》课程教改的探讨[j] .郑州:河南机电高等专科学校学报,2006.
[3]李旭. 材料力学实验教学改革、开放性实验教学研究[j].北京:实践与探索,2011。
工程力学-材料学新课程改革教学
浅谈工程力学\材料学新课程改革教学材料力学课程建设基础:天津大学材料力学课程建设具有优良传统,贾有权先生于50年代与杜庆华院士等人共同编写了我国第一部材料力学教材。
此后,又主编了我国第一部《材料力学实验》教材,为我国的材料力学课程建设做出了重要贡献。
一、教学改革1.1工作基础“九五”期间天津大学材料力学教研室积极开展材料力学教学内容和课程体系改革的研究与实践,是教育部《面向21世纪里学系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践》的主持单位之一;在《国家工科力学基础课程教学基地》建设中,天津大学材料力学课程建设进一步得到发展和加强,深入开展了教学内容与课程体系、教学方法与教学手段、实验室建设与实验内容、考试、考核方法等改革,以材料力学课程新体系为主要内容的《工科基础力学创新体系的建设与实践》2000年获天津市优秀教学成果一等奖,2001年获国家优秀教学成果二等奖。
学校与国家工科力学基础课程教学基地都十分重视《材料力学》的课程建设与教学改革。
近年来在政策与经费上给予了优先的考虑,对《材料力学》的精品课程建设,网络课程建设,多媒体课件,教改项目立项等都给予了大力的支持。
在实验室建设,实验仪器的更新,实验教学的改革方面学校都投入了大量的资金。
1.2教学内容材料力学课程改革简介《材料力学》是工科重要的基础课,该门课程从面向新世纪对工程技术人才培养的目标与要求出发,对教学内容与课程体系进行了改革,改革主要包括以下两个方面。
在教学方面,重组《材料力学》课程体系,突出了课程的任务,训练了学生用计算方法分析与解决工程问题的能力。
新课程体系打破了按基本变形小循环的编排方式,按知识单元重组课程内容,将雷同内容归并成章,达到触类旁通的效果。
新体系分为基础篇、扩展篇和接口篇,以适应不同类型专业对课程内容的需求。
接口篇引入反映近代科技成果的新内容,该篇采用研究型的学习方法,以培养学生的自学能力。
改革后的多模块化教学内容实现了精简学时因材施教,材料力学分为四种类型,(1)48学时(工程力学),(2)64学时,(3)80学时,(4)96学时,可供不同工科的不同需求,提高了总体教学效率。
《材料现代分析方法》课程教学的改革与实践
材料现代分析方法课程教学的改革与实践前言近年来,随着科技的不断发展,材料科学和工程学科也得到了空前的发展,尤其是材料分析技术的不断更新,使得科研人员对材料的认识更为深刻。
而材料现代分析方法课程正是在这样的背景下应运而生,它是培养材料科学和工程学科学生的重要课程之一。
在传统的课程体系中,学生们在学习材料现代分析方法课程时往往会感到困难和枯燥,这与课程内容单调、遗留问题许多等因素有关。
因此,本文旨在对材料现代分析方法课程的教学进行改革与实践,提高学生的学习兴趣,培养出更为优秀的材料科学和工程学科人才。
改革方向一:课程内容的优化材料现代分析方法课程的内容包括材料表征和分析方法的基本原理和应用、常用仪器设备的使用和操作等方面。
对于这些内容,我们应该在保证基本知识点的基础上进一步深入和拓展。
例如,对于 X 射线衍射仪器的讲解,可以在讲解仪器的同时,介绍其在颗粒尺寸分析、晶体结构分析等方面的应用及相关领域的研究进展,以便学生更好地理解该方法的重要性。
此外,我们还可以加入一些新兴领域的内容,例如机器学习算法在材料分析中的应用等,以更好地满足学生对材料分析方法的实际需求。
改革方向二:课程形式的创新改革课程形式,是吸引学生提高学习兴趣的有效方式。
我们可以采取案例式教学、小组讨论、实践操作等多种形式进行讲解。
案例式教学可以通过给学生提供一些实际案例,以实际问题为例子,加深学生对于当下的材料现代分析方法应用的理解,以及培养学生分析问题的能力。
小组讨论可以促进学生之间的互动,展示个人见解和思考的能力,并发现问题,找到解决方法。
实践操作可以使学生更深入地了解材料现代分析方法的运用情况,进而提高对应用的理解和认识。
改革方向三:教师队伍建设对于一门课程,教学质量与教师队伍建设密不可分。
要想推动材料现代分析方法课程的改革与实践,需要改善教师队伍的素质,从而提高教学质量。
防止定位较低水平的老师教授相关质量较低的课程和课堂。
同时,还应该加强教师的培训和考核,提高教师的授课能力。
材料力学实验分类教学改革研究
适 用专 业 、主要仪 器设 备 、实验 教学 方式 与基 本要 求 、考 核 与报 告 、实验 项 目设置 与 内容 、说 明等 组 成 。实验 项 目按 验 证 性 、综 合 性 与 设 计 性 3个层 次 ,各类 学 生 的实 验项 目分 开 设置 。另外 在选 做 项
目里 留有 1个 自拟 项 目实验 ( 3学 时 ) ,以提供 学 生
主 动走 ,促 能 力 。
3 3 教 学 方 法不 同 .
对 A类 学 生教 师 只稍 加 指点 ,强 调 注意 事 项 , 然 后学 生 自己动 手 操 作 完 成 实 验 。对 B类 学 生 在
学 生操 作 前 ,教 师要把 实验 原理 、器 材 、步 骤及注
意 点 一一 交代 清楚 ,关 键步 骤进 行 示范操 作 ,然后
想 、内容 、过程 、方法和考核上都有区别 ,教师的 教要能适应学生的个体差异 ,充分体现因材施教 的
原 则。
・
9 ・ 4
2 教 学 体 系的 构
州
验
,
粪
娄
实
2 1 编 写新 实验 教学 大纲 .
表 1 A类学生实验项目设置一览表
学 校 对 实验 课 程 教 学 大纲 有 统 一 的格 式 要 求 , 主要 由课程 简介 及基 本 要 求 、课 程 实 验 目的要 求 、
求 有所 不 同 。大纲 每 年 可 以进 行 修 订 。2 0 07级 A、
B类 学 生实 验项 目分 别如 表 1 、表 2所 示 。
3 教 学实施策 略
3 1 对 学生 进行 分类 .
实验 前 先将 学生 分 为 2类 :以 A代 表 高层 次 、 B代表 低 层次 。分 类 的基 本 要求 是 尊重 学 生 ,上 绪 论课 时教 师 讲 明 A、B类 学生 在 各个 方 面 的不 同要 求 ,学 生按 照 自己的实 际情 况选 择 ,一 旦选 择后 中 途不 变 更 。学生 选定 后再 根据 A、B类 学 生 的人 数
“材料力学”课程考试改革的探索与实践
长春理工大学学报 ( 会科学版 ) 社
J un l f h n c u ies yo S in ea dT c n lg ( o i c n e dt n) o ra C a g h nUnv ri f c c n e h oo y S ca S i c s io o t e l e E i
试 从 某 种 程 度 上 已经 成 为 人 才 培 养 的 绊 脚 石 。因 此 , 极 开 积
引起考试 内容与考试方法的改革…。考 试是高等教育教学各
环 节 中的 重 要 一 环 , 评 价 和改 进 教 学工 作 , 高 教 学 质 量 , 是 提 培 养 创 新人 才 , 现 素质 教 育 的基 本 途 径 , 强 考 试 改 革 对 培 实 加 养创新型人才具有重要意义。
随着高等教育改革 的深入进行 , 人才培养 已经从以 ‘ 授 传
知 识 ” 主 的应 试 教 育 向 以 ‘ 力 培 养” 主 的 素 质 教 育 、 新 为 能 为 创 教 育 转 变 , 育 思 想 观 念 的变 化 , 才 培养 模 式 的 变 革 , 然 教 人 必
性、 积极性 和创造性 。考试方式 的单一性 , 内容 的局 限性 , 成 绩 的 功 利 性 , 重 制 约 了 学生 创 新 意 识 和 创新 能力 的发 展 , 严 考
[ 图分 类号 ] G 4 中 62 [ 献标识码] A 文
[ 金项 目] 福建省教 育科 学“ 基 十二五” 划立项课题( J GG 1-8 )福建农林大 学教 改立项课题( 1 0 0 5 规 FC J 1 7 ; 0 0j 4 8 ) g
[ 作者简介 ] 郑 丽凤( 9 2 , , 士, 17 一)
《材料力学》课程思政案例
《材料力学》课程思政案例一、课程介绍《材料力学》是一门重要的工程学科,是土木工程、机械工程等专业的必修课程。
本课程主要研究各种工程材料的力学性能和变形规律,为工程设计提供理论依据。
在教学过程中,注重培养学生的工程意识和实践能力,同时结合思政元素,培养学生正确的价值观和人生观。
二、思政元素融入方式1. 爱国主义教育在讲解材料力学的发展历程时,穿插介绍我国古代土木工程中的材料力学应用,如古代桥梁的结构设计、建筑材料的力学性能研究等。
通过这些案例,激发学生的民族自豪感和自信心,培养爱国主义情怀。
2. 诚信教育在讲解材料力学实验时,强调实验数据的真实性和准确性,培养学生严谨的科学态度和诚信品质。
通过案例分析,让学生了解不诚信的行为带来的后果,引导学生树立正确的价值观和人生观。
3. 团结协作精神在讲解材料力学问题求解时,注重培养学生的团队协作精神。
通过分组讨论、合作探究等方式,让学生学会倾听他人意见、尊重他人观点、共同解决问题。
通过实践活动,让学生体会团结协作的重要性。
4.创新创业意识在讲解新材料、新技术在材料力学中的应用时,鼓励学生关注行业动态,培养创新创业意识。
通过案例分析,让学生了解创新创业的成功案例,激发学生的学习热情和创造力。
三、实施方案1. 教学内容设计:在教学内容中充分融入思政元素,注重知识传授与价值观培养的结合。
在实验、案例分析等环节中突出思政元素,加强学生的情感体验和思想教育。
2. 教学方法:采用课堂讲授、小组讨论、案例分析、实践活动等多种教学方法,增强学生的学习积极性和参与度。
通过师生互动、生生互动,引导学生思考、感悟和践行思政元素。
3. 教学评价:结合学生的课堂表现、作业完成情况、小组讨论成果和实践活动表现等方面进行评价。
注重过程性评价和结果性评价的结合,鼓励学生将思政元素内化为自己的行为准则。
四、效果反馈与改进1. 效果反馈:通过课程思政的实施,学生们的思想观念得到了提升,对工程伦理有了更深刻的认识。
材料科学基础的教学改革与实践
材料科学基础的教学改革与实践
材料科学是一门跨学科的科学,它涉及多个学科领域,包括物理学、化学、工程学等。
在材料科学的教学中,要求学生不仅具备深厚
的理论知识,还需要具备实践能力和应用能力。
然而,在材料科学的
教学中,存在着一些问题,如教学内容单一、难度大、实践环节不足等。
因此,本文将分享材料科学基础的教学改革与实践。
首先,材料科学的教学应该注重理论与实践相结合。
为了提高学
生的实践能力,可以采用多种教学方法,例如课堂演示、实验操作等。
通过实践能够使学生更加深刻地理解和掌握材料科学的基本理论,同
时也能够提高学生的实际操作能力。
其次,在材料科学的教学中,应该注重学生能力的培养。
不仅要
重视学生基本的理论知识的学习,同时还要注重学生独立思考和解决
问题的能力的培养。
可以采用研讨课、课堂讨论等多种教学方法,帮
助学生提高应用能力。
最后,为了让学生更好地掌握材料科学的知识,教学内容应该更
加具有实际意义,力求生动有趣。
例如,可以通过一些案例或者实际
问题来讲解材料科学的相关知识,这样学生就能更好地理解和应用所
学知识。
综上所述,材料科学的教学改革与实践需要注重理论与实践相结合,注重学生能力的培养,同时也需要注重教学内容的生动有趣。
这
样才能更好地提高学生的学习兴趣和学习水平。
注重素质教育培养学生的创新能力
岩体工程讲解岩体工程力学系统是一个不确定复杂 识之 间固有 的本质联 系得到 了加强。
系统 , 必须用系统思维、 反馈思维 、 逆向思维、 发散思
在现场实习和实验课中,着重培养学生 的观察
响与制约经济和社会发展的重要 因素,科学技术进 质以及由后天练习所形成的身体素质。素质既不等
步成为增加社会财富和增强 国家实力 的重要源泉 。 于知识 , 也不等于能力 , 是个体获取知识和能力的内 国力 的强弱越来越取决于劳动者 的素质 ,取决于各 在力量 , 一个人的创新能力表现 了其综合素质 。 有学
重要阶段 。就世界范围而言 , 近半个世纪以来 , 知识
二、 识 、 力 与素质 的辩 证关 系 知 能
信息急剧增加 ,科学技术正在以空前的速度和规模
素质是人在其活动中表现出来的 自 我调节系统
迅猛 发展 , 信息科学 、 生命科学 、 控制系统 、 能源科 的性能或特性 , 是个人的基本 品质。 它包括由遗传起 学、 材料科学、 人工智能 、 宇航工程、 海洋开发等都取 决定作用 的生理素质和后天学 习获得的心理素质 。 得了重大的突破性进展。 一方面 , 科学技术已成为影 心理素质包括思想道德素质、 专业基本素质 、 人文素
维、 非逻辑思维、 直觉思维等非常规创造性思维才能 能力与发现 问题 的能力 ,锻炼他们的实际操作能力 解决好岩体工程力学 问题 。 例如 , 位移反分析法等就 和实践能力 ,提高他们的思维能力和解决问题的能
是逆向思维在岩石力学研究中的成功运用 。
四 、 教 学过 程 中培养 学生 的创 新 能 力 在
力学3.0导向的工程科学人才培养体系构建与实践
力学3.0导向的工程科学人才培养体系构建与实践随着社会的不断发展和科技的不断进步,工程科学领域要求人才的素质和能力也在不断提高。
力学作为工程科学的重要基础学科,其在人才培养中的地位愈发凸显。
为了更好地满足社会对高素质工程科学人才的需求,力学3.0导向的工程科学人才培养体系正在被积极构建和实践。
一、力学3.0对工程科学人才培养体系的影响力学3.0是指在传统力学的基础上,结合了现代科技的发展和应用需求,对力学进行了深入的拓展和创新。
在工程科学人才培养中,力学3.0的导向影响体现在以下几个方面:1. 提高工程科学人才的综合素质。
传统的力学教育注重理论知识和基本技能的学习,而力学3.0则更加注重培养学生的创新能力、实际动手能力以及工程实践能力,使其具备更强的综合素质。
2. 加强理论与应用的结合。
力学3.0注重理论知识的应用和实际问题的解决能力,使工程科学人才在实际工程中能够运用所学的力学知识解决实际问题,达到理论与实践的有机结合。
3. 拓宽工程科学人才的视野。
力学3.0不仅注重传统的机械力学、材料力学等基础理论,还包括了现代力学、智能制造、生物力学等新兴领域,使工程科学人才能够更好地适应时代发展的需要。
二、力学3.0导向的工程科学人才培养体系构建根据力学3.0的导向,构建适应时代需求的工程科学人才培养体系显得尤为重要。
在构建工程科学人才培养体系时,需要考虑以下几个方面:1. 建设创新型实验室和实训基地。
实验室和实训基地是工程科学人才培养的重要场所,可以为学生提供实际动手能力和创新能力的培养评台,帮助他们更好地将力学理论知识应用于实际工程中。
2. 设计多样化的课程体系。
在课程设置上,需要根据力学3.0的导向,结合时代需求和科技发展,设计多样化的课程体系,包括传统的力学课程和现代力学、智能制造、生物力学等新兴学科的课程,以满足学生的学习需求。
3. 加强工程实践环节。
工程实践是工程科学人才培养的重要环节,通过参与实际工程项目和科研课题,可以使学生更好地将理论知识应用于实际工程中,提升其实际动手能力和解决实际问题的能力。
材料力学案例教学的实践与研究
试验方法等 。在确定 了吊杆选材后 , 再 就如何确定截 面
旨在改变传 统教学 中教 师单 一 的主体 地位 和教材 多年
一
贯的 固定化模 式 , 适 应学 习者建构 知识 、 接 受知识 的
[ 收稿时 间] 2 0 1 5 — 0 4 — 1 7 [ 基金项 目] 本文 系2 0 1 3 年 黑龙江省高等学校教改工程项 目“ 《 材料 力学案例教 学的实践与研究》 ” ( 项 目编号 : J G 2 0 1 3 0 1 【 ) 4 9 4 ) 、 黑龙 江省教 育厅规划课题“ 应用型人 才培 养模 式下的工程 力学专业教 学改革与 实践” ( 项 目编号 : G B C 1 2 1 4 0 6 7 ) 和黑龙江科技 大学 教 学研究项 目“ 《 工程 力学》 课程 中应用型人 才培 养的研究与 实践” ( 项 目编号 : J Y 1 4 — 1 3 6 ) 的研究成果。 [ 作者简介 ] 赵春香( 1 9 6 7 一 ) , 女, 黑龙 江鸡西人 , 博士 , 副教授 , 主要从事力学教 学与研 究工作。 1 4 8
下面 以土木工 程专业 学生 开设 的材 料力学 课程 的 基本变形为例 , 介绍材料力 学就地取材式案例教学 的具 体教学情况 。
式推导等 。然后在学生 自己应用 强度 、 刚度条件选取 材
料 和确定截 面形状 和截 面尺寸后 , 由学生总结发生轴 向
拉伸 和压缩变 形这类工程 问题 的研究 方法和 考虑 的影
内在认识秩 序 ,增强 和发挥 学生 自身 主体性 的客观规 律, 从而达到提高学生科学思维 能力 和创新 实践能力 以
基于工程能力培养的材料力学课程教学改革
相当程 度上 影响了大 学生 良好工程素质 的形成 。 随着科学和技 与课 堂授 课活动等 多种授课方式 相结合, 实现互动式与主动式 术的不断进 步、 工程科 学的发展完善 , 工程 知识体系变得越来 的教与学模式 , 激发学生 主动 学习的热 情, 培养 学生团队合作 越 庞大。 与此 同时, 现代 工程实践对工程师 的工程实践能力、 团 精神和工程应用能力。 队工作与交流能力和对企业与社会环境 的理解 与适应能力都提 3 实 验教 学 的改革
实践是培养学生工程应用能力的必要环节, 对于培养工程 进行更多更深 的理论知识和更高 的工程应用能力与工程素质 的 应 用型人 才这个 目标 , 加强 实践能力的培养尤 为重 要。 基 于本 培养。 这不仅 是中国工程教育, 也是世 界工 程教育所面 临的共 校 的传统力学课程 实践教学 的缺 陷, 本课题将进行 增设实验课
高素质人 才; 探索一条基于工程 应用能力培养 的适应未来社会
果”三个 特 色模 块 , 使 学生在步入材 料力学科 学 的殿 堂 时, 生
动、 活泼、 前沿 , 从而激 发学生的学习兴趣 、 想象力和 充分了解
前沿力学科 研成 果。“ 史海 钩沉 ” 是通 过材 料力 学史 上的一些 著名的惨 痛事故 的前 因后果使学生以史为鉴 , 深 刻认识到研究 材料力学的重 要性 ;“ 力学趣闻” 则通过优 美而有趣 的文学语言
Ⅲ 季顺迎 , 武金瑛 , 马红艳. 力学史知识在材料力学教学中的结合与实践
[ J ] . 高等理科 教育, 2 0 1 2 第4 期. [ 2 ] 杨志军, 赵学友. 材料力学课程教学改革与创新 [ J ] . 中国冶金教育,
