卓越计划下“工程材料力学性能”教学改革研究

摘要：本文通过介绍“卓越计划”，指出工程材料力学性能课程现行教学中存在的问题，根据课程性质提出改革建议，并结合实施案例进行效果分析，以期提高学生的综合素质与能力，适应科技进步和国民经济发展的新要求。

关键词：卓越计划;工程材料力学性能;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0085-02

一、绪论

2010年6月，教育部联合有关部门和行业协（学）会共同启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），这对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有重要的示范和引导作用。该项目计划通过10年时间培养出百万高素质的工程技术人才，为我国产业转型、经济继续发展奠定人才基础。在正式公布的第二批“卓越计划”试点高校学科专业名单中，江苏科技大学机械类专业名列其中。工程材料力学性能是机械类专业的重要专业课，也是构成学生专业知识平台的基础性课程，对学生后续课程的学习和专业知识结构的完善起着重要作用，为他们走向工作岗位后的生产实践提供强有力的理论、技术基础材料[1]。随着我校对“卓越计划”的实施，现行课程教学中暴露出各种问题，显然已不能满足培养计划中提出的增加学生工程实践、创新能力的要求，鉴于此，课程改革势在必行。

二、目前课堂教学中存在的问题

首先，工程材料力学性能课程原是金属材料专业继金属学、固态相变等的专业课，教材侧重点一直都是金属材料力学性能部分。随着学科的发展，目前江苏科技大学材料学院除设置金属工程外，还设置了焊接技术与工程、材料成型及控制工程、高分子材料与工程、材料腐蚀与防护和电子封装技术5个本科专业（方向），但目前各专业所使用的依然是合肥工业大学主编的教材，内容设置对其他专业学生来说并不合适。

其次，课程中的抽象概念较多，讲授中要求严格把握理论系统的完整性，这容易造成教师照本宣科，也会使学生感到枯燥乏味，学习效果不佳。这一讲授与学习方式往往导致学生知识结构单一，偏离应用型人才的培养目标。

再次，教学手段仍以知识灌输为主，对提高学生自主学习、解决实际问题帮助不大，不能培养学生的创新能力。而且，实践性教学多为验证性，设计性及综合性实验偏少，往往流于形式。

三、教学内容改革

第一，提炼要点。教师在工程材料力学性能课程的教学实践中，可以对教材进行整合，依据专业特色提炼出一般性了解和必须掌握的知识点，使学生能够在有限的学时中高效掌握基本理论知识，保质保量地完成本课程的教学任务。第二，重视应用。工程材料力学性能课讲述材料设计、研发、测试中的基础概念和相关测试规范，教师可以对测量手段和过程进行分析讲解，这往往能提高学生的学习兴趣。因此，在备课过程中，应注意收集科技文献中的实验方法，结合相关理论介绍给学生。第三，追踪科技。随着科学技术的发展，近年来材料种类越来越多，其服务环境呈现多样化，使得力学性能测试手段也相应地发生较快发展。新的材料测试方法及标准不断出现，这要求教师必须掌握科技发展前沿，并及时地将研究动态传递给学生。例如，在讲授硬度时，教师可以为学生介绍显微维氏硬度测量陶瓷材料断裂韧度的方法。

四、优化教学方法与手段

教学方法是教学过程中教师与学生为实现教学目的和教学任务要求，在教学活动中所采取的行为方式的总称。这可以看出，教师与学生在教学过程中的地位是平等的，两者均为教学的主导者，都应对教学质量负责。然而，在传统教学模式中，主要是教师讲授，学生的主动性并没有被有效发掘。教学方法的改革应倡导以学生为主，激发学生是学习主体的意识，培养他们发现问题、查阅资料、团队合作、解决问题的自我学习能力[2]。在这一教学过程中，教师应发挥引导作用，调动学生讨论问题的积极性。教师在课程讲授中可采用学生自主学习这一教学方法，可取得良好效果。例如，以“材料硬度”这一授课内容为例。首先，教师可以提供“材料硬度”课程的一些讲授任务让学生代表完成，要求每班派出一名学生，分别讲解。其次，各班代表预习、收集资料备课，准备PPT，并与教师保持沟通。再次，学生代表依次对“材料硬度”内容进行讲解。最后，教师对学生讲解进行点评、比较和总结，对知识点进行梳理与补充。这一学生自主四步式教学方法可以最大程度地调动他们的积极性，更加牢固地掌握知识，拓展知识面，增强集体感。

教学手段在保证教学质量中发挥着不容忽视的作用。工程材料力学性能课程的学时有限，但内容繁杂，涉及面较广，表、图、公式较多，金属组织、断口、形变过程的特点和各类实验现象也十分复杂，难以用语言进行准确直观描述。因此，应采用现代化教学手段辅助教学[3]。利用多媒体技术和ADAMS等仿真建模软件制作出与课程配套的多媒体课件，在增加教学信息量的同时可以丰富和活跃教学过程，明显提高教学效果。

五、优化实验教学

材料学是一门实验科学。实验教学是工程材料力学性能教学体系中的重要一环，是强化培养学生的工程能力和创新能力的重要手段，可视为学生由书本到操作的过渡[4]。针对目前实验教学环节中存在的问题，可以运用以下改革方案。首先，优化集中实验。减少小组人数，加强质量管理，提高拉伸、冲击等集中实验中学生的参与度，使得学生熟悉和掌握各个实验环节。例如，对各组试样进行编号，依照编号对计算机采集到的曲线进行命名，杜绝重复使用数据的现象，避免蒙混过关。其次，鼓励开设选修实验。江苏科技大学会为本科生开设“开放选修实验”，每学期期初由教师提出实验课程申请，院校两级评审后，学生可在教务系统中自愿选课。实验课题均来自教师的科研项目，设置32学时，2个学分。一位指导教师最多接纳6名学生，由学生利用课余时间自主完成。“开放选修实验”以实践能力和创新能力的培养为目标，让学生通过动手查找资料、设计实验、验证结果实践课堂上所学理论。对学生而言，好奇心是学习的动力，自己动手解开科学谜团是一个快乐的学习过程，而“开放选修实验”在多年的实施过程中也取得显著的效果。

六、优化考核方法

考试是衡量教学质量及学生学习水平的重要手段。为了把考试变成调动学生学习积极性和提高学生综合素质的一个重要环节，必须对现行课程成绩评定方法进行改革。鉴于此，单纯通过期末考试确定课程成绩已经不能满足现代教育的要求，教师在对学生的学习能力进行最终考核时必须实现从终结性向形成性教学评价方式的转变[5]。将单一的期末考试成绩变为综合成绩，即将平时表现、期中考试成绩和期末考试成绩相结合，将理论考试与实验考核相结合，增加平时成绩的比重。例如，在实际操作中，工程材料力学性能一课的成绩构成结构为：期末成绩占70%，实验成绩占20%，平时成绩占10%。对于实验成绩，改变过去以实验报告为准的做法，变成现场成绩和实验报告成绩两部分，各占50%。现场成绩由教师根据学生上课时预习、纪律、过程等的表现综合打分。新的考核机制可以改变学生为考试而学习的心理，有利于他们在平时进行创造性学习，在期末考试集中期能从容地进行知识梳理和总结。

七、结语

为了培养具有工程实践和创新能力的学生，工程材料力学性能任课教师需要不断地进行课程改革，上述的研究与探索，期望能使学生高效地掌握本门课程的知识，为后续课程的学习奠定良好的理论基础，让其在实际工程中正确地选择、使用、改善材料，分析材料失效行为等，更好地满足“卓越计划”的教学要求。

参考文献：

[1]宋浩杰.力学性能课程教学改革探讨[J].考试周刊，2010，（21）：20-21.

[2]胡庆芳.优化课堂教学：方法与实践[M].中国人民大学出版社，2014.

[3]王文芳，陈小丽，吴玉程.材料物理性能教学改革的探讨[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2008，5：98-100.

[4]蔡中兵.基于“卓越计划”的材料力学实验教学改革探索.佳木斯教育学院学报[J].2012，11：1-2.

[5]李馨.考试改革对提高大学生综合素质的探讨[J].农业教育研究，2009，3：21-23.