材料力学性能课程教学改革探讨
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作者: 宋浩杰
摘 要: 本文通过介绍《材料力学性能》课程的性质及其特点,对该课程的教学改革从教学内容、教学方法、教学手段和成绩考核方面提出了几点建议,以利于学生综合素质与能力的培养,使材料工程类专业的毕业生适应社会进步和国民经济发展的新要求。
关键词: “材料力学性能” 课程教学改革 教学方法
“材料力学性能”课程是材料类专业的一门必修的专业基础课。从课程的历史来看,材料力学性能原是金属材料专业继金属学、固态相变之后的专业课程;在无机非金属材料专业中,无机材料的力学性能仅是无机材料物理性能课程中一章的内容;在高分子材料专业中,聚合物的力学性能则分散在高分子物理课程的有关章节中,内容相对较少。可见,材料力学性能课程教学改革势在必行。针对本门课程的特点及教学要求,我从教学内容、教学方法、教学手段及成绩考核方面对我院教学提出以下教学改革方案。
1.教学内容的改革
材料力学性能课程作为专业基础课,需要为材料科学与工程专业学生提供专业基础理论知识,同时训练学生具备材料力学性能方面的实践能力。因此在课程教学内容改革时,教师必须以素质教育、创新人才培养模式为依据;以能力培养为主线;以教学体系、教学内容的实用性为突破口,对教学内容进行大胆地改革。在课程讲解过程中,教师应从材料力学性能概念出发,遵循材料力学性能的定义,按照材料的承载方式和环境因素,将课程内容分为静载荷拉伸力学性能、其他载荷下的力学性能、断裂韧性、变动载荷下的力学性能、环境条件下的力学性能、高温条件下的力学性能、摩擦与磨损性能、纳米材料的力学性等内容。与此同时,优化教学的内容,不再将陶瓷、高分子、复合材料的力学性能单列成章,而是以材料的力学性能为主线,将三大材料有机地融合到每一章中,并将各类材料的共性与特性进行总结与归纳。另外,打通与前期材料力学、材料科学基础等课程的联系,并注重建立与同期或后期学习课程间的联系及其在生产实际中的应用,为学生今后在实际工作中全面、合理地选用、设计、改造和开发新材料打下良好的基础。
随着科技的发展,材料的种类越来越多,应用日益广泛。新材料力学性能测试的标准不断颁布,已有材料的国内标准需与国际标准接轨而不断修改。新型结构材料应用日新月异,纳米技术的飞速发展,迫切需要材料力学性能的教学与生产力发展水平一致。在教学改革中,教师必须依据工程实际应用,将这部分内容增加进去,以期扩大学生的知识面,使之能更好地适应社会需求。
2.教学方法与教学手段的改革
2.1合理选择教学内容。材料力学性能研究的内容的丰富和手段的多样化,要求教师在传统材料性能教学内容的基础之上进行适当的知识延伸和拓展,结合原教学内容适时把前沿和热点方面的知识引入课堂教学。材料的发展又提供了丰富的素材,如量子点、单晶、人工超晶格、复合材料和纳米材料的开发和应用等[1],教师可结合自己的教学实际和特点进行取舍,向学生展现材料力学性能的丰富内容。在进行知识延拓时,教师应采用“宜简不宜繁,宜短不宜长,宜定性不宜定量”的具体作法,在操作中,特别注意不能喧宾夺主,这样操作有利于新旧内容之间的联系、区别和发展,使学生对所学的知识能理解、巩固和应用[2]。
2.2以科研促教学。材料力学性能课程是一门实践性很强的学科,在教学活动中,教师必须加强实践教学环节,利用开放实验室,使学生根据个人兴趣和爱好参加教师的科研项目,积极争取学校设立的大学生创新实验、“挑战杯”大学生科技活动。通过具体的研究课题,独立设计、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验。
2.3充分发挥学生的主体作用。使用多媒体进行教学,教师必须以现代教学思想、教学理论作指导,构建师生间的互动平台,实现师生间的双向交流,而不是单一的人―机交流;改变角色定位,把以教师为中心,以教材为中心,变为以学生为中心,以问题为中心,让学生成为主动的知识探索者,而不是接受知识的“容器”;不只教给学生知识,更重要的是教给学生学习知识的方法和能力,让学生从自己的亲身体验和感受中、从自己的生活中获得知识。此外,还应辩证地传承和发扬传统教学理论的精华,合理地运用传统教学思想中的“教学相长”、“启发诱导”、“因材施教”、“温故知新”、“学、知、行合一”等思想[3]。
2.4不断更新和拓展知识。到目前为止,材料力学性能的高水平成果和研究热点,绝大多数发表在外文特别是英文期刊上,学生通过专业英语的学习可以进一步了解材料力学性能的研究成果。教师要引导学生在材料性能方面扩展视野,就需要适当运用英语教学,逐步提高学生的专业英语水平,为其阅读专业外文资料奠定良好的基础。大三、大四的学生,已具有一定的英语水平,但专业英语的水平却不高,我们在材料力学性能的教学过程中,适当给出一些章节题目或专业术语的英语表达方式,使学生学到的英语知识在专业课的学习中得到一定程度的应用,逐步积累,提高学生专业英语的水平,这为学生查阅本学科的外文资料奠定了一定的基础。同时依据前面的分组,要求学生对英文文献进行翻译,对国际学术动态有一定的了解,进一步激发学生学习的能动性,培养学生的科研意识和能力。
3.考试模式的改革
考试是教学过程中的一个重要环节,是衡量课程教学质量和学生学习水平的一种重要手段,对学生综合素质的培养起着重要的导向作用。实践证明,为了把考试真正变成调动学生学习积极性,培养学生综合素质的一个重要环节,成为引导学生主动学习和探究的途径之一,教师就必须对现行的考试方法、命题形式、课程成绩评定方法进行改革[4]。
由于考试内容、方式和方法的多样性,考核成绩评定的方法也应该多元化。过去的考试方法较为单一,期末考试几乎决定了学生一学期的学习成绩。其结果是每到学期末,学生的压力最大,而对平时的学习重视不够。多数情况下,学生关心的是课程考试的结果,而不是课程内容的总结与提高。因此,教师应变单纯的终结性考核评定为形成性与终结性考核评定相结合,变单纯的学业成绩考核评定为学生全面素质的考核评定。由单一的考核成绩变为综合素质成绩,变结果评价为过程评价,将平时考核与期中、期末考试相结合,将理论考试与实践考核相结合,增加平时成绩占课程总成绩的比重,加强对平时学习的考查,用教学全程考核来评定学生课程成绩。例如将课程的期末总成绩按四项要求评定,即考勤及课堂表现(听课状态及回答问题)占10%,阶段测验占10%,实验课出勤、课堂表现和实验报告占20%,期末考试占60%。这种评定方法,能使平时成绩在课程总成绩中占有相当分量,弱化学生对一次考试的依赖,减缓学生对期末考试的压力。同时,也使学生能够投入更多精力进行创造性学习。
只有教师通过不断进行课程改革的探索,根据专业特点,结合课程的性质和内容,采用灵活多样的考试考核方式,利用具有科学性、富于开拓性和创新意识的考试题型,科学合理地全面考察学生对所学知识的掌握情况,评价学生应用知识的能力,启迪和触发学生的探索欲望和创新潜质,进一步起到推进“考试和学习互动”的作用,推进教学理念、方法和学习模式的转变,才能真正达到培养和提高学生综合素质的目的。
参考文献:
[1]李莉,张明波,张旭,李伟.《物理化学》课程教学创新初探[J].辽宁中医药大学学报,2010,12,(1):217.
[2]冼双新,范斌,岑素艳.新课程理念下探究教学中的预设和生成[J].考试周刊,2007,41:36-37.
[3]华中,宋春玲,刘研.固体物理教学改革的探索与实践[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2004,(04).
[4]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.
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