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土木工程專(zhuān)業(yè)材料力學(xué)教學(xué)改革
土木工程專(zhuān)業(yè)課程繁多，材料力學(xué)是其中非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一。下面是小編搜集整理的土木工程專(zhuān)業(yè)材料力學(xué)教學(xué)改革的論文范文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：爲(wèi)進(jìn)步土木工程專(zhuān)業(yè)資料力學(xué)的教學(xué)效果，針對(duì)教學(xué)進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)的一些成績(jī)，在教員隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)性，教學(xué)內(nèi)容時(shí)效性、拓展性，教學(xué)手腕結(jié)合性、細(xì)節(jié)性，教學(xué)辦法靈敏性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次性，課程考核多樣性六個(gè)方面作出了無(wú)益的探究和嘗試。理論標(biāo)明:這些教改措施加強(qiáng)了先生的學(xué)習(xí)興味、學(xué)習(xí)動(dòng)力、入手才能、處理實(shí)踐成績(jī)的才能，有利于土木工程專(zhuān)業(yè)資料力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：土木工程;資料力學(xué);教學(xué)變革;教學(xué)內(nèi)容;課程考核
引言
資料力學(xué)是固膂力學(xué)中最早開(kāi)展起來(lái)的一個(gè)分支。普通以為，1638年，意大利著名數(shù)學(xué)家、地理學(xué)家、理學(xué)家伽利略出版的名著《關(guān)于兩門(mén)新迷信的說(shuō)話(huà)和數(shù)學(xué)證明》標(biāo)志著資料力學(xué)的末尾。書(shū)中，初次提出了資料的力學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)度的計(jì)算辦法。關(guān)于土木工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，資料力學(xué)是一門(mén)十分重要的專(zhuān)業(yè)根底課。其以處理資料的強(qiáng)度成績(jī)、剛度成績(jī)、波動(dòng)性成績(jī)爲(wèi)總綱，具有較強(qiáng)的實(shí)際性和理論性。
一、現(xiàn)狀及存在的成績(jī)
目前，國(guó)際各高校土木工程專(zhuān)業(yè)多選用張如三、孫訓(xùn)方、劉鴻文主編的《資料力學(xué)》作爲(wèi)指定教材，或許選用在這三本《資料力學(xué)》根底上重新編寫(xiě)的教材。采用的課堂教學(xué)辦法根本都是從復(fù)雜的拉伸(緊縮)、剪切、改變和彎曲四種根本變形開(kāi)端，然后歸結(jié)到普通的應(yīng)力應(yīng)變形態(tài)剖析與強(qiáng)度實(shí)際、組合變形以及壓桿波動(dòng)成績(jī)。在講授完課堂相關(guān)實(shí)際知識(shí)后，由實(shí)驗(yàn)指點(diǎn)教員指點(diǎn)先生停止軸向拉伸、緊縮以及立體彎曲等實(shí)驗(yàn)�？傮w上，土木工程專(zhuān)業(yè)的資料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容曾經(jīng)比擬波動(dòng)，課堂學(xué)時(shí)普通在60~74個(gè)之間，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)普通在4~8個(gè)學(xué)時(shí)之間，學(xué)分在3.2~4.0分之間。針對(duì)資料力學(xué)的教改成績(jī)，很多同行停止了研討，也獲得了一定的效果。但結(jié)合我們前些年的教學(xué)理論，也發(fā)現(xiàn)了一系列的成績(jī)，詳細(xì)如下：
1.教員隊(duì)伍缺乏專(zhuān)業(yè)性。資料力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)、機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)等很多工科專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)根底課，因而很多學(xué)校(包括作者所在學(xué)校前些年)均一致布置根底學(xué)部的力學(xué)教員來(lái)講授資料力學(xué)。從學(xué)校層面講，這樣布置節(jié)省了教學(xué)資源，便于一致管理。但弊端是根底學(xué)部的教員對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)缺乏深化的理解，不能將資料力學(xué)中的相關(guān)實(shí)際和實(shí)踐土木工程相結(jié)合，這就招致了先生學(xué)到的知識(shí)僅限于書(shū)本上，不知終究學(xué)到了什麼，很難提升學(xué)習(xí)興味。
2.資料力學(xué)實(shí)際性較強(qiáng)，概念多，公式多，計(jì)算多，內(nèi)容多，先生承受困難。資料力學(xué)章節(jié)多，內(nèi)容多，各章之間延續(xù)性絕對(duì)不強(qiáng)。自身實(shí)際性、籠統(tǒng)性又較強(qiáng)，很多概念，如應(yīng)力、應(yīng)變等，先生第一次接觸，若采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，不輔以必要的手腕，在無(wú)限學(xué)時(shí)內(nèi)，很難了解其實(shí)質(zhì)，降低先生學(xué)習(xí)的自動(dòng)性和積極性。
3.教材的開(kāi)展絕對(duì)落后于標(biāo)準(zhǔn)。目前，我疆土木行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系中，如鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，除疲勞計(jì)算外，均基于近似概率極限形態(tài)設(shè)計(jì)法停止強(qiáng)度、波動(dòng)等校核，而資料力學(xué)中仍次要采用允許應(yīng)力法，若完全依照教材解說(shuō)，先生所學(xué)知識(shí)與以后工程理論、新實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，會(huì)誤導(dǎo)先生。
4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于方式、先生不注重。資料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)根本是在課堂教學(xué)講授完相關(guān)實(shí)際之后停止，相關(guān)實(shí)驗(yàn)根本爲(wèi)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有些甚至僅由教員給先生演示一遍，先生僅需觀(guān)看不需求本人入手驗(yàn)證，最初先生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算是完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)淪爲(wèi)一種“方式主義”教學(xué)，不只進(jìn)步不了先生的興味，有時(shí)甚至被先生以為是耽擱了無(wú)限的課堂教學(xué)工夫。
二、資料力學(xué)教學(xué)變革建議
針對(duì)資料力學(xué)教學(xué)理論中發(fā)現(xiàn)的成績(jī)，經(jīng)過(guò)理論，作者提出了一些針對(duì)性的建議，詳細(xì)爲(wèi)：
1.教員隊(duì)伍注重專(zhuān)業(yè)性建立。充沛認(rèn)識(shí)到教員在教學(xué)進(jìn)程中的主導(dǎo)及組織作用，選擇具有較高學(xué)術(shù)程度、豐厚工程背景的土木工程專(zhuān)業(yè)教員講授資料力學(xué)課程，這樣教員可以實(shí)時(shí)地把資料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與工程理論結(jié)合起來(lái)，比方資料力學(xué)中梁構(gòu)件的支座可分爲(wèi)可動(dòng)鉸、固定鉸、固定端支座，但我們工程中的主梁普通支承于柱上，次梁普通支承于主梁上，那工程中實(shí)踐中的梁對(duì)應(yīng)的支座又是那種呢?關(guān)于鋼筋混凝土梁構(gòu)件來(lái)說(shuō)，當(dāng)梁端部接受負(fù)彎矩，上部混凝土受拉開(kāi)裂，如梁上部不配置縱向受拉鋼筋，即可允許梁端發(fā)作轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而釋放掉負(fù)彎矩，這樣普通就可以為是固定鉸;反之，若梁端上部配置了足夠多的縱向受拉鋼筋，那計(jì)算時(shí)就可以簡(jiǎn)化爲(wèi)固定端。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)教師的講授，使先生實(shí)在領(lǐng)會(huì)到資料力學(xué)和工程理論的親密關(guān)系，進(jìn)而激起學(xué)習(xí)的興味。
2.教學(xué)內(nèi)容注重時(shí)效性、拓展性建立。在對(duì)教學(xué)內(nèi)容不做較大修正的前提下，教學(xué)時(shí)注重時(shí)效性，與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作比擬，如軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式，資料力學(xué)中基于允許應(yīng)力法的表述爲(wèi)公式(1)、鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中基于近似概率極限形態(tài)設(shè)計(jì)法的表述爲(wèi)公式(2)。NAn≤[σ](1)NAn≤f(2)式中，N爲(wèi)構(gòu)件遭到的軸拉力;An爲(wèi)構(gòu)件的凈截面面積;[σ]爲(wèi)許用應(yīng)力，Q235鋼材普通取150~170MPa之間;f爲(wèi)鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235鋼材普通取215MPa(板件厚度小于12mm)。從外表上看，公式(1)和公式(2)的區(qū)別僅爲(wèi)[σ]和f。但實(shí)踐上公式(1)基于允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法，要求構(gòu)造在規(guī)范荷載下發(fā)生應(yīng)力不得超越資料的允許應(yīng)力[σ](允許應(yīng)力[σ]由資料的極限應(yīng)力除以一個(gè)大于1的平安系數(shù)失掉)，因而可知，式(1)中的N是由規(guī)范荷載發(fā)生的軸拉力。近似概率極限形態(tài)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)公式(2)是用荷載或荷載效應(yīng)、資料功能和幾何參數(shù)的規(guī)范值附以各種分項(xiàng)系數(shù)，關(guān)于不同重要性的構(gòu)造，尚應(yīng)思索構(gòu)造重要性系數(shù)，即式(2)中的N是由荷載設(shè)計(jì)值(荷載規(guī)范值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù))發(fā)生的軸拉力，f是由資料強(qiáng)度規(guī)范值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)失掉。除注重教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合外，教學(xué)進(jìn)程中我們也強(qiáng)調(diào)力學(xué)知識(shí)的拓展性，即資料力學(xué)中的相關(guān)知識(shí)不只在土木工程中使用，在生活中也有少量使用，諸如食品包裝袋上預(yù)留一個(gè)小豁口、如何吃火腿腸、冬天水管爲(wèi)什麼會(huì)被冰脹裂、撐桿跳運(yùn)發(fā)動(dòng)運(yùn)用的撐桿的變化(由木桿、竹竿、金屬桿等逐步過(guò)渡到如今用的玻璃纖維桿)、香蕉球的力學(xué)原理、彈簧秤的力學(xué)原理等等，經(jīng)過(guò)這些生活中的詳細(xì)成績(jī)，使短少工程理論的先生從生活案例中了解資料力學(xué)概念，讓先生認(rèn)識(shí)到資料力學(xué)就在我們身邊，并逐漸引導(dǎo)先生本人去發(fā)現(xiàn)資料力學(xué)在生活中的使用，進(jìn)而進(jìn)步先生的學(xué)習(xí)興味。
3.教學(xué)手腕注重結(jié)合性、細(xì)節(jié)性建立。本文著重引見(jiàn)的是作者采用多媒體課件教學(xué)時(shí)，以為應(yīng)該留意的一些細(xì)節(jié)性成績(jī)。(1)多媒體課件形聲、動(dòng)畫(huà)兼?zhèn)�，關(guān)于籠統(tǒng)的應(yīng)力、應(yīng)變、變形進(jìn)程等更容易展現(xiàn)出來(lái)，先生也容易了解，但制造課件時(shí)要留意排版、字體大小、顏色等，最好多圖片少漢字，能用動(dòng)畫(huà)表述不必文字描繪。排版不宜過(guò)于花哨，否則會(huì)喧賓奪主，先生會(huì)把過(guò)多的留意力放在課件上，而不是教學(xué)內(nèi)容上。(2)多媒體課件內(nèi)容選擇上，輻射面要廣，不只包括教材上的知識(shí)，尚應(yīng)涵蓋教材沒(méi)有觸及到的知識(shí)。但除重點(diǎn)內(nèi)容外，普通不用過(guò)于詳細(xì)，否則先生會(huì)以為“課件”就是資料力學(xué)，降低他們自動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。細(xì)節(jié)決議成敗，一個(gè)好的多媒體課件可以讓先生在愉悅中掌握知識(shí)，優(yōu)化課堂教學(xué)，進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量。
4.教學(xué)辦法上注重靈敏性建立。爲(wèi)改善傳統(tǒng)的教員講、先生聽(tīng)這種先生“主動(dòng)學(xué)習(xí)”的教學(xué)辦法，將“啟示式學(xué)習(xí)”“先生自主學(xué)習(xí)”與傳統(tǒng)的教學(xué)辦法相結(jié)合，引導(dǎo)先生積極考慮，加強(qiáng)了教與學(xué)的互動(dòng)，使先生參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，而不是主動(dòng)地承受。“啟示式學(xué)習(xí)”的中心是引導(dǎo)先生學(xué)習(xí)，結(jié)合資料力學(xué)每章節(jié)課程內(nèi)容，教員在導(dǎo)課時(shí)都結(jié)合詳細(xì)的工程案例或相關(guān)科研效果，首先讓先生曉得要學(xué)什麼，相關(guān)的成績(jī)?cè)谀?帶著成績(jī)?nèi)W(xué)習(xí)，學(xué)完相關(guān)內(nèi)容后，師生共同對(duì)成績(jī)停止歸結(jié)總結(jié)，加深先生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的了解。比方在解說(shuō)壓桿波動(dòng)成績(jī)時(shí)，教員首先提出成績(jī)：僅長(zhǎng)度不同的鋼柱，其他均相反，哪個(gè)承載力會(huì)高一些呢?先生從生活知識(shí)的角度普通能曉得短柱普通承載力會(huì)高一些，但不曉得緣由在哪兒。在解說(shuō)完壓桿波動(dòng)成績(jī)后，先生就曉得緣由所在了。“先生自主學(xué)習(xí)”就是給先生站上講臺(tái)并充任教員角色的時(shí)機(jī)。資料力學(xué)課程布置中普通會(huì)有2~4個(gè)學(xué)時(shí)的機(jī)動(dòng)課時(shí)，我們應(yīng)用這幾個(gè)學(xué)時(shí)的工夫，讓先生站上講臺(tái)，規(guī)則每個(gè)先生授課工夫普通在8分鐘左右，從授課章節(jié)、多媒體課件制造、素材搜集等等全部由先生自主完成，在“先生教員”授課的進(jìn)程中，教員充任先生，最初由教員停止點(diǎn)評(píng)。以前，教學(xué)進(jìn)程中，我們普通把這幾個(gè)學(xué)時(shí)布置成答疑，效果并不理想�；诖�，我們把答疑全部改爲(wèi)課下停止，不占用課堂工夫，把浪費(fèi)上去的課時(shí)用來(lái)給先生展現(xiàn)，這樣進(jìn)步了他們學(xué)習(xí)的客觀(guān)能動(dòng)性和在眾人面前表達(dá)本人的才能，也讓他們領(lǐng)會(huì)到了教員任務(wù)的辛勞。
5.實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重層次性建立。針對(duì)之前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，我們作了如下改良：(1)除實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)裝備的教員外，要求資料力學(xué)授課教員全程參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。(2)將實(shí)驗(yàn)分層，第一層次爲(wèi)根底性實(shí)驗(yàn)，包括拉伸、緊縮、立體彎曲實(shí)驗(yàn)。第二層次爲(wèi)綜合性實(shí)驗(yàn)，可以由先生自擬標(biāo)題或結(jié)合教員團(tuán)體科研項(xiàng)目確定。(3)根底性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程中，授課教員首先把與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的多媒體課件等相關(guān)素材提供應(yīng)先生。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，由實(shí)驗(yàn)室教員對(duì)授課教員事前提供應(yīng)先生的素材(多媒體課件等)停止詳細(xì)解說(shuō)，并預(yù)留下一些成績(jī)。因先生課下曾經(jīng)做好了預(yù)習(xí)，這樣無(wú)效地節(jié)省了預(yù)備工夫。爲(wèi)進(jìn)步先生的入手才能，實(shí)驗(yàn)按每2~3人一組停止分組，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，先生除需對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)停止整理剖析外，尚需對(duì)實(shí)驗(yàn)室教員預(yù)留的成績(jī)停止解答。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中不懂的成績(jī)，也可以在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上提出，最初由實(shí)驗(yàn)室教員匯總交給授課教員，由授課教員一致解答。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告上必需注明小組每團(tuán)體的分工。(4)綜合性實(shí)驗(yàn)爲(wèi)選做性實(shí)驗(yàn)，可以是真實(shí)的物感性實(shí)驗(yàn)也可以是數(shù)值性實(shí)驗(yàn)，次要是針對(duì)學(xué)不足力的同窗展開(kāi)的。截至作者發(fā)稿前，先生自擬了軸向壓桿波動(dòng)承載力的測(cè)定、焊接構(gòu)件剩余應(yīng)力測(cè)量等多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;參與到教員的科研項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)就更多了，諸如一些實(shí)踐檢測(cè)類(lèi)的工程項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)室的科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。6.課程考核注重多樣性建立。課程考核進(jìn)程中，摒棄了平常成果+實(shí)驗(yàn)課程成果+期末考試成果加權(quán)計(jì)算總成果、期末考試閉卷的傳統(tǒng)作法。相關(guān)改良如下：(1)針對(duì)資料力學(xué)公式多、概念多的實(shí)踐狀況，考試時(shí)允許先生自備半張A4紙，半張A4紙單面(另一面空白)可以撰寫(xiě)本人以為重要的公式、概念等等，但只能自用不可相互傳閱，考試完畢時(shí)該半張A4紙寫(xiě)上姓名伴隨試卷上交。(2)減小客觀(guān)性成果在總成果中所占比重，平常成果次要依托作業(yè)質(zhì)量、出勤率等來(lái)確定，但僅占總成果的10%;實(shí)驗(yàn)課程成果分爲(wèi)A(優(yōu)秀，對(duì)應(yīng)90分及以上)、B(良好，對(duì)應(yīng)80~90分)、C(中等，對(duì)應(yīng)70~80分)、D(及格，對(duì)應(yīng)60~70分)、E(不及格，對(duì)應(yīng)60以下)五個(gè)等級(jí)，若實(shí)驗(yàn)成果等級(jí)爲(wèi)E，則采用一票否決制，總成果不合格;若等級(jí)爲(wèi)C或D，實(shí)驗(yàn)課程成果占總成果的30%;若等級(jí)爲(wèi)A或B，實(shí)驗(yàn)課程成果占總成果的20%�？傮w上，實(shí)驗(yàn)成果越低，在總成果中所占比重越大，就會(huì)招致總成果越低，進(jìn)而促進(jìn)先生注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
三、完畢語(yǔ)
經(jīng)過(guò)幾輪的教學(xué)理論變革，針對(duì)我校土木工程專(zhuān)業(yè)資料力學(xué)的教學(xué)變革獲得了初步成效，先生對(duì)資料力學(xué)的了解逐步由一門(mén)籠統(tǒng)、難懂的“力學(xué)課”轉(zhuǎn)變爲(wèi)土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)“專(zhuān)業(yè)根底課”，先生的學(xué)習(xí)興味、學(xué)習(xí)動(dòng)力、入手才能、處理實(shí)踐成績(jī)的才能大幅進(jìn)步，學(xué)習(xí)進(jìn)程中的參與感逐步加強(qiáng)。但我們也認(rèn)識(shí)到，資料力學(xué)教改任務(wù)是一項(xiàng)臨時(shí)工程，需求我們順應(yīng)情勢(shì)，進(jìn)一步地探究和理論。
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