材料力学论文

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材料力学论文:本科院校材料力学土木工程论文

一、培养学生学习兴趣，提高学生学习主观能动性

相比材料力学课程的枯燥而言，理论力学可以说是土木工程专业力学系统相对简单的课程，是入门课程，而且它和大学以前学过的物理、数学结合得较紧密，学生学习起来会感到轻松一些。而材料力学则将学生带入一个全新的世界，这个世界如果能让学生感到精彩，他们就会学得不亦乐乎;若这个世界让学生觉得乏味，他们就会自暴自弃。因此如何培养学生的学习兴趣，使他们主动去学习就显得非常重要。一般土木工程专业的学生在大一已学过土木工程概论，但在教学过程中发现，许多学生仍对土木工程专业的内涵比较模糊，对材料力学在土木工程力学“家族”中的地位也不甚明了。因此，在教学过程中对绪论这部分内容必须给予重视。然而一些教师不注重绪论的讲解，仅作一些简单的介绍，甚至一笔带过直入正题;学生则更是不重视。笔者认为这种态度是不正确的，将严重影响该课程的后续学习。笔者在绪论部分的教学中，除了介绍课程的基本信息、目的要求、主要内容外，还特别向学生介绍了课程知识的应用前景和学习方法。应用前景包括该课程与后续结构力学、混凝土、钢结构等课程的关系，该课程知识在建筑结构、混凝土设计等专业课程，以及土木工程二级学科中的应用情况等。学习方法包括如弄清基本概念———思考、观察、读书、实验，注重知识获取过程———公式推导，认真完成作业———理解、体会、举一反三等。最后向学生推荐一些经典书籍和学习网站，供其课外阅读所用。

二、优化课程，推进教学内容与教学方法的改革

当今时代的发展，要求高层次工程技术人员必须具备坚实的力学理论基础。材料力学是力学理论体系的重要环节，在帮助学生明确工程概念、解决实际问题方面，发挥着夯实基础和启蒙引导的作用。随着高等教育的改革和发展，教育体制和课程设置以及学时分配都发生了重大变化，教学中往往出现教学课时不断被压缩、教学方法单调陈旧、实验课程不受重视、实践教学机会较少等问题。要解决这些问题，教学改革显得刻不容缓。

(一)整合教学内容，力求主次分明

材料力学课程内容涉及范围较广，有固体力学、材料学、电磁学等诸多学科，因此，教学内容必须主次分明，要抓住课程主线和重点，同时也要紧密联系土木工程专业，做到有的放矢，使学生在有限的时间里学到最需要的知识。传统材料力学教材的内容体系一般为“拉压→扭转→弯曲→组合变形”，其规律是由简到繁、由易到难，这种教学次序较为经典，但也存在教学起点低、内容重复多、课时量大等缺点。因此在教学过程中，首先应立足于土木的房建结构，对其各个部位进行受力分析，引导学生将这些构件简化为力学模型，然后再思考这些模型的共性，对其应力、应变情况进行集中分析比较。比如框架结构的柱，除了受压以外，还受什么作用?设计柱的时候，长细比对其有什么影响?柱的截面形状到底选哪一种才好?又比如阳台和雨棚，除了弯曲之外，还受什么作用?如何去改善它们的受力状态?在教学过程中遵循归纳—演绎的模式，始终抓住“外力—内力—应力—变形”的主线，以“内力图—应力状态—强度理论”为具体内容，强化知识的贯通与渗透，引导学生从本质上理解各种基本变形的内在联系。在具体的教学内容上，重点学习拉压、扭转、弯曲和组合变形，而对超静定、压杆稳定等问题可作适当的简化。还可结合教师的科研成果，对相关知识进行适当拓展和延伸。

(二)教学方法与手段多样化，力求教学模式的创新

1．教学方法的创新

传统的讲授法教学存在较多缺陷，比如单一的注入式难以实现教学互动等，因此，课程教学方法应整体转型，根据课程内容由单一方法转变为多种教学方法的灵活组合。如由教师提出话题，与学生进行课题讨论。这种讨论并不只限于“答案”的讨论，而是从“问题”提出“新问题”的讨论，引导学生由权威灌输过渡到质疑理解，经历求解过程，给予学生更多独立思考的机会。笔者在课堂教学过程中，常常采用问题法、讨论法、练习法等教学方法，注重引导、启发学生的思维。特别是在引入一些重要概念的时候，先阐述概念的产生背景，提供一个恰当的案例，由学生提出问题，并思考解决方法;在此过程中教师参与学生话题的讨论;最后对概念进行实践运用，挑选典型练习，从模仿性练习到创造性练习。鼓励学生抓住本质溯本求源，“打破沙锅问到底”，而不是依葫芦画瓢。重视学生自学能力的培养，可安排学生以宿舍为单位形成学习小组，自行阅读相关参考书。对一些课后题和教材的某些章节，可由各小组代表分别为全班学生讲解，教师仅进行总结评价，比较各种解题方法和讲解模式，引导学生找出最优方式。此外，鼓励学生课外多阅读相关书籍资料，推荐学生观看爱课程网中南京航空航天大学邓宗白教师主讲的材料力学漫谈;阅读刘鸿文的《材料力学》，徐芝纶的《弹性力学》;利用校内网下载《力学与实践》杂志的有关材料力学论文等。另外，学院还为学生专门安排每周一次2学时的答疑课，一般是教师和学生一对一式。利用这些机会，教师可以充分了解学生的学习状态、内心想法等，增进师生间的了解，为课堂教学打下良好的基础。

2．教学手段的创新

随着科学技术的发展，特别是多媒体的出现，教学手段更加现代化。课件制作质量直接影响着学生的学习兴趣。可在课件中穿插大量的图片和视频，增加有关材料力学领域科学家的生平、事迹与工程案例。比如在讲解压杆稳定这部分内容时，以塔吊为例，可向学生提问:塔吊为什么要采用附着这一措施?附着应该设在什么位置?又如播放冷兵器时代的影视视频时，可提问:如果青铜兵器和钢铁兵器碰在一起结果会如何?如何提高兵器的战斗能力?在解答这些问题的过程中应引导学生联系理论公式去思考。由于这些技术和内容与课程要求联系紧密，使得该课件不仅不是教材的翻版，而更像是一本讲故事的书，增加了课堂教学的趣味性。除多媒体之外，课堂教学还应充分利用各种简单的小道具。比如用几个砝码和三合板片就能演示梁的弯曲、截面的几何性质、压杆稳定等。此外，为了贴近生活，激发学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解，还可设计许多通俗易懂的小实验，粉笔、书本、教室的各种建筑材料等都可以拿来作为材料力学课程的教学实例进行讲解。

(三)重视实验实践，力求学以致用

实验教学作为材料力学课程的一个重要组成部分，对提高学生实践能力、设计能力具有重要意义。但由于实验设备数量和实验课时的限制，材料力学课程实验只开展了纯弯曲梁正应力、电测法测定材料弹性模量E和泊松比μ实验、悬臂梁静应变三个实验。而且由于是分组实验，个别学生往往滥竽充数，抄袭别人的实验数据应付了事。为了解决这一问题，一方面开放实验室，给学生留有充足的实验时间，同时也充分发挥设备资源的作用;另一方面在实验报告中添加实验小结一项，要求每个学生写出不少于200字的总结，内容可以是对实验的认识、误差的分析或其他相关感想等，严禁出现雷同，促使每个学生都真正参与实验，并有所收获。如有学生在实验总结中这样写到:“实验虽看似简单，但眼高手低，在将理论转化为操作的过程中，有很多细节需要考虑，以此类推，使我认识到了理论知识与实践工程之间的差异。”此外，还要求每位学生在期末完成一篇材料力学课程小论文。内容可以涉及教材任何一部分的知识，但须与土木工程专业相关的实际工程相联系。这就促使学生将理论与实践相结合，按照调研→分析→理论→应用的思路，将实践与理论有机联系起来，做到学以致用。

三、综合评价，改进传统的考核机制

考核评估是保证教学质量的重要手段之一，传统的仅凭期末考试或期末考试加实验成绩的评价机制不尽合理。因此，改进传统的课程考核机制是非常必要的。鉴于实验的重要性，目前聊城大学建工学院已将材料力学和土木工程材料课程实验独立为一门课程，共计1个学分。不计实验成绩，材料力学课程最后考核成绩中平时表现占总成绩的10%，期中考试占20%，期末小论文占10%，期末考试占60%。这样既考查了学生平时学习的情况，也考查了学生最终掌握知识的程度，比较合理。四、结语目前普通本科院校的材料力学课程教学仍存在较多的问题，实验室建设水平和实训条件也有待提高。在这种情况下，推进教学改革并不容易。材料力学课程作为一门土木工程专业重要的专业课，其教学改革值得关注。教学中应创新教学方法和模式，坚持“以学生为本”，充分调动学生学习的主动性，激发学生的学习热情，努力提高教学质量，为社会发展培养优秀的专业人才。

作者：倪振强 单位：聊城大学建筑工程学院

材料力学论文:材料力学实验教学改革论文

一、改革实验内容，注重创新实践能力培养

1.综合性实验（弯扭组合实验、等强度梁实验、压杆稳定实验等）

此类实验可以强化学员对理论知识的理解和应用，并了解、掌握电测法实验的工作原理及各种电桥的组桥方式和使用方法。借助于多媒体实验教学手段，使实验内容结合工程实际，让学员更生动具体的了解电测应力的测试方法和手段，加深学员对力学实验的正确认识。

2.创新设计性实验（桁架应力综合分析实验、叠梁实验、复合梁实验等）

以现场工程实际情况为背景，模拟现场实际问题，让学员展开探索、开动脑筋。学员可以根据自己的学习兴趣和能力设计不同深度的实验，并亲自动手完成各种实验。例如，根据学校操场主席台的桁架结构，做出相应的桁架模型。学员可以根据现场实际情况，模拟、设计现场各种工况。先进行理论计算，再进行ANSYS的仿真计算，最后进行试验测试并采集数据，把理论数据、仿真数据和试验数据进行对比，发现并分析数据出现异同的原因，结合所学知识开动脑筋解决问题。学员在实验过程中可以锻炼发现问题和解决问题的能力，掌握了电阻应变片的粘贴技术和测试原理以及更多地了解了电桥电路在实际工程中的应用。

二、改进实验教学手段和方法，加强自主能力培养

加强实验教学方法研究，采用多样化实验教学手段和方法。实验教学方法应体现三个方面的转移：

1.从单一的验证性实验转变为综合设计性实验以及开放式实验

如果说演示性实验是理论知识的形象化和感性认识的增加，验证性实验是知识向能力的初步转化，那么综合性、设计性实验则是对学员知识、能力、素质的全面检验和提高，是实验教学“出彩”的地方。这样才能把学员吸引到实验室中来，充分发挥他们的聪明才智，真正在实践中得到锻炼，把实验教学搞活，把所学的知识用活，使实验教学具备不断发展的内在驱动力，从而加强学员自主学习能力的培养。开放实验室是实验教学的一次升华，它不仅延长开放时间，更包括内容、手段、思想等的全面开放；不能孤立地看待实验，应注意开放实验与科技创新相结合，与科研活动相结合。

2.从讲授实验原理、实验步骤转变到传授实验思想和实验方法

在教学方法上应从灌输式转向启发式，倡导以学员为主体的教学理念，改变以往以教员为中心的教学模式。在实验教学中，教员主要讲授实验原理和实验方法，实验方案的选择、实验步骤的确定都由学员完成，这样学员可以自主学习、独立思考、自行设计、自主操作、自由发挥，极大地提高了他们的创新意识、创新思维能力。

3.从理想化的教学实验转变到真实环境的科学实验，实现虚

拟实验和实物实验有机结合在校园网上建立了材料力学网络虚拟实验室，其建立完全改变了传统材料力学实验的教学模式。以前采用集中授课方法讲授新理论、新知识，现在学员通过在网上登录材料力学虚拟实验室就可以完成实验内容的预习；以前总是为繁琐的实验课预约而烦恼，现在学员通过网络预约实验，极大地提高了预约效率。学员可以在自主选择的时间内完成实验，再由教员进行必要的指导、讲评和批复。

三、改革实验教学质量评价体系，体现科学公正性

在实验考核方面，过去评价的唯一标准是实验报告，这样的考核存在很大的弊端。对材料力学的考核方式做了一些大胆的尝试：

1.材料力学实验课可独立设课，单独考核

由于材料力学实验没有独立设课，而是作为材料力学课程的一部分，导致部分学员不重视实验课。为了约束不重视实验课的学员，使实验教学不再流于形式，必须足够重视实验课程。

2.改变过去以实验报告作为实验考核的唯一标准

实行出勤率、实验态度、实验预习、实验操作、实验报告及实验理论考试相结合的综合性考核方法。对于实验考核成绩的记入，考试成绩（包括笔试和实际操作测试）占总成绩的60%，平时成绩（主要是出勤率、预习报告和实验报告）占总成绩的40%。这样的实验考核可以实现实验教学质量的全过程监控。真正体现实验成绩的真实性和公正性，充分反映学员的综合能力和创新能力，并同时具有可比性和可操作性。

3.针对不同类型的实验提出不同的考核标准

目前材料力学实验主要有三大类型：基础性实验、综合设计性实验和开放性实验。因此根据课程特点，以及检验学员的实践动手能力、综合设计、创新开发能力的需要，针对不同类型的实验提出了不同的考核标准。

4.在加强实验课程考核的同时，还须加强学员实践能力的阶段性考核

针对具体专业学员的学习目标，可以在其四年学习过程中设置两到三次实践技能考核，分别考核学员的基本动手能力、综合实践能力与创新开发能力。动手能力考核可以采用实验操作的形式；综合实践能力考核可以采用抽考具体的实验项目的形式；创新开发能力考核可以采用综合创新类实践活动来实现。要求学员大学四年期间必须进行一次综合创新类活动，如全国性的设计类竞赛、科技创新活动等。总之，这些考核的目的是为了学员在实践类课程教学环节中有明确的目的和任务，促使学员从实践到理论、从感性到理性的转变，提高实践课的层次和实际效果，培养学员的力学素质、工程素质以及创新精神。

四、结束语

通过对材料力学实验教学的改革，提高了学员的动手能力，激发了学员做实验的兴趣，增强了学员的创新能力，受到了学员的欢迎。深化材料力学实验教学改革，注重工程素质教育，培养创新人才，是时代赋予高校教员的历史责任。应该积极转变观念，从实验管理体系、教学方法和手段、课程体系和内容、实验教学质量评价等方面不断探索、实践，为社会培养具有创新实践能力的栋梁之才。

作者：杨创战 刘杰 张攀博 单位：第二炮兵工程大学理学院基础实验中心

材料力学论文:材料力学案例教学实践与研究

一、材料力学案例教学的实施

（一）以“轴向拉伸和压缩变形”教学内容开展案例教学

改变传统的对力学计算模型进行受力和变形分析的方法，而是以教室中的投影仪设备安装为例，让学生代表校方安装负责人的身份进入角色。如：学校要在原有建筑的教室中安装投影仪设备需要考虑哪些问题？若在新增投影仪设备自重作用时，原有教室承重结构仍能保障安全的前提下，该考虑什么问题？在投影仪设备型号、自重等已知条件下如何选择投影仪吊杆？选择投影仪吊杆要考虑哪些因素，选择什么材料？吊杆截面形式和截面尺寸如何确定？带着这些让学生感觉无从下手又必须解决的现实问题，开始进行吊杆的受力分析和变形分析，然后在学生已学的图学基础上，再进行立面投影，从而抽象出教材上的力学模型；然后借助多媒体现代化教学手段，引申出工程实际中的吊车绳索、斜拉桥的斜拉杆、千斤顶、活塞杆等工程实际问题中具有同样受力特点和变形特点的这一类变形，统称为轴向拉伸和压缩变形。这样不仅让学生理解了轴向拉伸和压缩变形的基本概念，而且还培养了学生对具体工程问题如何进行受力分析和变形分析的力学思维，树立了学生工程意识和解决工程问题的能力。在受力分析和变形分析基础上，再就如何选择吊杆材料属性等引出轴向拉伸和压缩试验的必要性和具体试验方法等。在确定了吊杆选材后，再就如何确定截面形状和截面尺寸及横截面面积大小和杆长短的影响引出研究内力、应力和应变等概念及其强度、刚度条件公式推导等。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响因素等。这不仅理论联系实际，增加了学生学习材料力学的兴趣，也使学生的学习能力和解决工程问题的能力得到了显著的提升，而且这种从学生到工程负责人角色的转变，使其责任感和使命感得到了升华，真正实现了材料力学教学的目的。

（二）以“剪切和挤压变形”教学内容开展案例教学

提前预留作业，请学生分组讨论课桌与地面之间连接件螺栓主要的受力特点和变形特点，并讨论：螺栓必须满足什么条件，才能保障课桌的正常使用？举例说明具有这类受力特点和变形特点的连接件还有哪些？这些连接件通常用在哪些地方？课堂上先由各组学生选出代表发表自己组的观点和考虑的因素等，然后由老师来总结并分析课桌与地面之间连接件螺栓受力特点和变形特点，及为什么考虑主要变形是剪切挤压因素而忽略了弯曲变形等次要因素；再借助多媒体现代化教学手段举出小到生活上用的剪刀，大到工程上用的截筋机、剪板机、汽车轮轴的链接以及土木施工脚手架、机械零件的连接，“泰坦尼克号”等船舶、车辆，航空航天的飞机、宇宙飞船等都离不开小小的螺栓、铆钉和键等连接件。在明确了连接件螺栓主要的受力特点和变形特点基础上，用类比法建立与轴向拉伸和压缩强度条件相似的剪切挤压强度条件，再由每个学生自己假设自己推桌子的用力大小具体来选取课桌地脚螺栓的直径，最后由学生一起来确定工程上选择的螺栓直径应该取所有同学计算螺栓直径中的最大值。这样的就地取材的案例式教学不仅仅是学习了剪切挤压的实用计算强度条件，更让学生逐步感觉自己俨然是参与到设计团队中，增强了学生学习和未来工作的信心，开拓了学生的思路和见识，对以后分析问题时如何抓住主要因素和如何设计等起到了促进作用。同理，以学生拧瓶装矿泉水瓶盖、洗衣服时拧衣服等体验和教室内的梁，学生的书、本、笔，讲台的粉笔盒、黑板擦等为案例素材，对扭转变形和弯曲变形进行案例教学，对学生们理解基本概念，掌握其实质内容及熟练应用所学解决具体工程问题，都奠定了坚实的基础。

二、案例教学实施的策略与评价

案例教学这种教学模式在激发学生学习兴趣，增强学生自主学习，促进学生沟通交流合作，树立学生工程意识和分析解决问题能力等方面的作用不言而喻。但在案例教学过程中还应注重以下几方面。

（一）案例选择遵循的原则

在课堂教学过程中，案例的选择要适应教学目标的需要，适应学生现有的发展水平。因此，选择案例时应遵循案例选材的真实典型性、科学完整性、积极教育性、信息适量性等基本原则，这也是成功案例教学的前提要求。[3]

（二）案例教学实施步骤

在案例教学实施过程中，应事先做好充分的课前准备工作，加强案例教学实施过程的课堂管理，注重案例讲评与总结。其具体实施开展案例教学主要包括：1.教师课前选取合理适用的案例，设计分组讨论方案，预留预习教材相关内容和案例分析的课前作业；2.学生课前预习教材相关内容和分组讨论分析案例，在认真阅读案例，充分理解案例所描述的事实和细节及反复思考讨论的基础上，以报告的形式形成自己的见解和解决问题的方案；3.课上，在精心设计基础上，教师紧紧围绕教学内容和教学目标展开具有启发性和目的性的案例讨论分析，使学生在积极参与讨论和思考过程中，都能成为自主学习的主体；4.通过引导学生进行归纳概括，使学生分析问题的思维得到进一步升华的同时，增强自己解决问题的信心；5.为了充分调动学生参与的积极性和提高案例教学的教学效果，还应注重过程管理，在引导学生积极参与的状况下，还应对具有独到新颖见解的学生给予平时成绩加分等奖励。

三、结语

针对材料力学课程传统的教学特点和目前学生缺乏工程实践背景的状况，将案例教学特点与土木工程专业特点相结合，在材料力学课程教学中进行了就地取材式案例教学的实践与研究，改变了传统的教学方式和教学方法，增强和发挥了学生的主体作用，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的科学思维能力，培养了学生工程分析和解决工程实际问题的能力，使学生对今后专业课程的学习及未来工作岗位上解决工程实际问题充满了信心，为土木工程专业开设的材料力学课程的课堂教学改革进行了有益的探索。

作者：赵春香 于月民 盖芳芳 单位：黑龙江科技大学

材料力学论文:材料力学性能课程改革思考

1建构主义理论及学生特点

1.1建构主义理论

建构主义理论创始人著名心理学家皮亚杰认为，学生是教学关系中的主体，教学应以学生为中心，教师应引导学生积极主动的探索、发现和对知识意义的主动构建[1]。皮亚杰认为，教师是学生学习的促进者，学生的学习是积极主动且不断地建构认知和知识结构的过程。建构主义理论认为学习是学生在原有经验的基础上主动进行意义建构的过程，这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间反复的相互作用而建构成的。在教学中教师不能把对知识的理解传递给学生，而是从学生原有的知识经验出发，引导学生从原有的知识经验中生长出新的知识经验，即教学的关键是向学生展示这些结论是如何得到的[2]。

1.2分析学生特点

现在的本科生自幼开始接受传统的以教师为主体的“填鸭式”教学，基本未接受过“启发式”教学等新的教学方法。他们在经过严格的应试教育和惨烈的高考竞争后进入大学，逐渐放松了紧绷的神经，普遍失去了奋斗的目标并且对学习渐渐放松。学生的状态大体分为三类[3]：(1)少数同学有长期的规划和学习目标，能够自觉努力地学习。(2)多数同学比较茫然，没有规划也没有努力的方向，随波逐流，学习上敷衍了事。(3)极少数同学彻底放松，对学习和未来前途都漠不关心，认为到了大学就应该轻松自在地享受生活，花费大量时间和精力去玩游戏或者谈恋爱，对学习完全是应付甚至厌学情绪严重，即使不能毕业也毫不担忧。离开了家长的呵护和老师的督促，多数学生不能合理的安排自己的学习和生活，更不能保证学习态度和学习热情。习惯了接受教师“消化”加工好的知识和方法，学生在大学的学习过程中对知识的归纳、总结能力以及在旧知识的基础上生长新知识点的建构能力和知识的迁移能力比较差。鉴于学生学习能力、学习状态和学习目标大不相同，本课程在讲授过程中，务必不能采用传统的灌输式教学，应该积极探讨新的适合本课程的教学方法和手段。

2改革教学方法及评价考核

2.1树立新的教学观

现代教育学倡导“以教师为主导，以学生为主体”的新型教育观，对大学教育也同样适用。在教学过程中，如何把以教师为主导的“教”与以学生为主体的“学”有效结合起来；老师如何能够引导学生在已掌握的知识和已有的生活经验的基础上构建起新的知识增长点；结合本门课的特点和学生特点，怎样能够更有效的引导学生学习本课等问题都需要教师深刻思考。

2.2采用多种教学方法

本课程工程应用性较强，单纯的讲授知识点，会增加学生理解的难度。多媒体课件的制作尤其重要，大量图片、动画的运用，能够对视觉、听觉形成有效冲击，有助于学生将枯燥的知识形象化。在讲解本门课程时，应较多的结合生活实际和工程实际，采用“举例法、对比法”等教学方法，引导学生构建新的知识要点。例如在讲解脆性的章节时，可以列举二战期间，美军8艘自由轮因脆性断裂问题失事等历史事件，形象具体的描述脆性的产生原因及危害，给学生直观的印象。根据各部分的教学目标和教学内容，精心设定题目请同学来回答，也可以布置作业来引导学生完成，从而考查学生对知识的掌握程度。在这个步骤上可以“因材施教”，即对于学习目标明确、学习能力突出的学生，给他们的题目或作业可以适当拔高，难度或深度更加突出；对于多数同学来说，采用数量、难度普通的题目；对于厌学或者对学习漠不关心的学生来说，即要努力培养其学习积极性，又要严格作业的规范，明确告之不能完成作业就会影响期末成绩的考核规定。由于《材料力学性能》涵盖的概念较多，也可在进行了一定的教学内容后总结各知识点，有利于学生深入理解。

2.3改革评价考核

对学生的评价考核，既要体现学生的学习能力的差别，又要体现其学习态度及平时表现的差别。这样的评价考核要求仅凭期末一张试卷是不能完成的。对学习态度端正、学习目标明确、学习能力突出的同学，考核成绩应对其有所肯定；对于学习目标不明确、随大流的学生，在调动其学习积极性的同时，应有平时表现的约束，督促其保持学习习惯；对于完全没有学习目标的同学，在培养其学习兴趣、督促其平时表现的同时，教师要经常找其谈心，帮助他们培养学习习惯。笔者根据多年教授《材料力学性能》课程的经验，建议期末试卷中增加附加题，得分以附加题目分值的40%计入总分；增加平时表现分数，建议占总分30%比例，70%比例为卷面成绩。增加平时出勤率的检查，该门课教学时长内累计旷课次数达5次及以上的同学，建议取消考试资格，重修后再参加考试。这些措施对优秀学生有鼓励作用，并且能督促学生出勤、端正其学习态度。

3优化教学内容

很多版本的《材料力学性能》教材是基于金属材料板块编写的，已经不再适应材料一级学科的教学要求，优化教学内容需要对三方面进行改革。

3.1修订教学大纲

复合材料是一种较为新兴的材料，与金属材料和无机非金属材料息息相关。随着复合材料的进一步发展，它与高分子材料的关系也会越来越密切。修订复合材料专业教学大纲，既要满足兼顾复合材料、金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性要求，又要满足以介绍金属材料和复合材料特性为主、以介绍无机非金属材料和高分子材料特性为辅的教学要求，且需要将各类材料有机的协调起来并融合到各个章节中去。在学习本门课程之前，学生应该学习了《材料科学基础》《材料力学》和《工程力学》，对于已学知识可以略讲或不讲，达到节约课时的目的。

3.2编写适合本专业的《材料力学性能》教材

《材料力学性能》所包含的概念公式较多，公式推导步骤也很繁琐。在编写教材的时候，既要注意到本课程与其他课程的联系，又要减少公式的推导步骤。太多的公式推导不利于学生对知识点的理解，不必要求学生掌握公示的推导过程。编写适合本专业的教材，难点是如何体现知识点的实际应用。例如讲授冷脆性时，可结合《金属材料与热处理》中钢的常存元素为开篇导语，复习五种常存元素对力学性能的影响。另外，还可以配图且采用小号字做知识延伸，将与材料力学性能有关的著名历史事件和日常生活的事例与本课程结合起来。例如泰坦尼克号的沉没，就是由于当时冶炼技术落后，钢板中的硫元素过多从而造成材料具有较高的冷脆性，在船体撞击冰山后导致了船体破碎、快速沉没等内容。这些看似不重要的知识延伸能都够直白的展现各知识点的工程背景，使知识不再抽象，调动了学生的学习积极性。

3.3整合实验课程内容

现行教材中涉及材料力学性能的实验总共三个，“拉压实验”、扭转实验和弯曲实验。这样的实验安排容易使学生将材料的各种性能割裂开来，认为各种力学性能的检测方法是彼此独立的[4]。虽然各种力学性能检测方法的适用范围、操作方法不同，但可以起到相互补充的作用。只有将不同的测试方法有机的结合起来，才能更好地理解材料力学性能。所以，该课程将三个实验合并为“材料性能综合实验”，安排在整体课程之后。此外，精心设计实验过程，合理安排实验报告的知识点等，都有助于调动学生实验课的积极性，从而形象直观的理解《材料力学性能》。

4结语

《材料力学性能》课程改革进行了多年，收效甚微。深化该课程的教学改革，不能仅停留在某一方面。探讨行之有效的教学方法，就要全面分析现在学生特点、结合现代教育理论、结合现代教学手段并对课程内容和教学大纲进行相应的调整。经过两年的探讨和教改尝试，复合材料专业《材料力学性能》的课改已经取得显著的成效，学生的学习积极性和对知识的掌握程度都有明显提高。在后续的教学过程中，我们将对新发现的问题继续进行改革，并以此课程为试点，逐渐推广并形成一套成熟完善的教学体系。

作者：张振亚 陈刚 杨睿 赵玉涛 单位：江苏大学材料学院

材料力学论文:压力容器金属材料力学研究

摘要：随着我国经济水平的日益增长，我国的各类企业也得到了迅速发展，如石油化工企业、能源工业、科研和军工业等等，而在这些企业中都需要用到压力容器。压力容器的主要功能是用于放置气体或液体，它可以承受一些压力，因此常被用于储存运输物品以及作为化学反应的容器，如比较普遍的贮运容器、反应釜、换热容器以及分离容器等。压力容器的广泛用途使它在当今社会有着很重要的作用，但是，由于压力容器是密封装备且需要承受压力，很容易燃烧爆炸。因此，压力容器的金属材质要有明确的指标，以确保压力容器的能够被安全使用。

关键词：压力容器;金属材料;性能指标

在科技发展的推动下，我国的各类设施都在不停的完善。压力容器在生活中有很多的用途，它的本体组成通常是筒体、端盖、法兰、加强圈、人孔及接管支座，除本体外，压力容器还需与安全装置、表计等共同使用。压力容器按用途分类一般课分为四类：化学反应的容器、换热容器、分离容器以及储存运输容器。在安全性能方面，压力容器有很多欠缺，因此，为避免压力容器可能造成的对工作人员、设备等的伤害，世界各国均设立了一些专门的安全监检机构，本文将对压力容器金属材料的各项指标进行探讨研究。

1压力容器金属材料的强度

1.1金属材料的屈服强度

金属材料的屈服强度是指金属材料在外力作用下发生变形时对变形抵抗的能力。对于屈服现象不严重的金属材料的屈服限度一般为0.2%，此限度被称为条件屈服强度。如果外力大于百分之零点二，会破坏材料的零件，并且不能再被修复，但如果外力小于屈服强度，金属材料可恢复原样。

1.2金属材料的抗拉强度

金属材料的抗拉强度是金属从均匀的塑形变形到局部的塑形变形的一个临界值，是金属材料在受到拉展时所能承受的最大的拉力，金属材料的抗拉强度的单位是MPa。金属材料在所受的拉伸力未超过所能承受的最大力时，它的变形在整体上呈现的是均匀的，但当所受拉伸力超过所能承受的最大力时，它的变形就变得局部化了。如果金属材料的材质是脆性的，它所呈现的就是次金属材料的抗断能力。

1.3金属材料的持久强度

金属材料的持久强度是指在一定的外界温度下受到一段时间的破坏时金属材料所能承受的最大外界力。金属材料的持久性能也被称为金属的持久（长期）极限。金属的持久强度是经过实验测定的，它的测定方法很简单，即在一定的温度下给材料一作用力，测定它的断裂时间。持久强度测定所得出的材料伸长率及金属材料断面的收缩率，可以得出在一定温度下金属材料的长期塑性，以测定金属材料的脆性。金属材料的持久塑性并不全都是在受力时间的增加下降低的，因此它没有特定的规律，其数值也就不能进行计算，也就没有具体的规定指标。

1.4金属材料的蠕变强度

金属材料的蠕变强度指的是材料在特定的温度下受到一作用力后产生的连续的微小变形。导致金属材料产生缓慢蠕变的作用力是蠕变应力，随着应变力的不断作用，缓慢的蠕变变形会逐渐积累，以至变形逐渐扩大，最终会使材料断开，金属材料的这一现象称为蠕变断裂，使之发生变形的作用力称为蜕变断裂应力。导致金属材料的蠕变现象的因素是温度和应力，它们的大小并不都是固定的，也存在变温和变力。蠕变强度也是需要进行实验测定的，它的实验原理与金属材料的持久极限相同，同样是在特定温度给予一作用力进行测定，但蠕变强度具有一定的规律，可用曲线加以表示。这一实验被称为静态蠕变试验。

2压力容器金属材料的塑性

2.1金属材料的延伸率

金属材料的延伸率是材料本身的性质与其所受到的外力无关，一般情况下金属材料的延伸率越高它的塑性就越强。塑性材料一般是指延伸率多余百分之五的金属材料,其余的称为脆性材料。金属材料的延伸率是检测其机械性能的指标之一，它能够更加真实准确的反应金属性能。金属材料的延伸率通常用δ5表示。

2.2金属材料的断面收缩率

断面收缩率与延伸率相同是反应金属材料的塑性的，且同样是其值越大，金属材料的塑性就越好。

2.3金属材料的冷弯性能

金属材料的冷弯性能是指在常温下材料所能承受的弯曲程度，通常用来度量常温下进行冷加工时材料的塑性强弱。金属材料的弯曲角度α越大代表其冷弯性能越好。

3金属材料的韧性

3.1金属材料的冲击韧性

冲击韧性是指金属材料对外界冲击的承受能力，一般是用冲击的韧性值及功表示，它们各自的单位为J/cm2和J。金属材料冲击韧性不受材料横截面的大小形状影响，它同样可用来表示金属材料变脆的倾向。

3.2金属材料的断裂韧性

金属材料的断裂韧性是指材料抵抗裂缝扩展的一种性能，也是材料所能承受脆性破坏程度的一个参数金属材料断裂韧性受到材料自身及外界环境的同时影响，它的测试方法通常是用弯曲试样法以及紧凑拉伸试样法，即在材料的中间造成一道裂纹，然后对其进行抗弯测试。

4结语

上述内容是对压力容器金属材料力学的基本介绍。由于在进行压力容器的制造过程中需要很多的知识及硬性指标，因此，它的设计过程十分复杂。在压力容器的使用过程中容易造成一些危害，所以，在其制造过程中要严格遵循各项指标。

作者：王新惠 单位：黑龙江大庆市建材公司石油石化设备厂

材料力学论文:金属材料力学性能探究

金属材料的力学性能主要包括强度与塑性、硬度、冲击韧性与疲劳强度。研究其强度指标能更好地帮助我们在机械加工领域更好的选材，更好的满足对零部件使用性能的要求。

1强度与强度指标

强度就是金属材料在承受静载荷作用时，抵抗其发生塑性变形或着断裂的能力。金属材料强度的大小用应力来表示，应力能准确的反映出金属材料内部的受力状态。单位面积上的内力(材料内部与外力相对抗的力)我们称之为应力。金属材料的强度指标通常用屈服强度来表示。金属材料出现屈服现象时，发生塑性变形而载荷不增加时的应力为屈服强度，屈服强度又分为上屈服强度和下屈服强度，分别用Reh和ReL表示。通常我们所用到的零部件一般不允许发生明显的塑性变形，材料的屈服强度越高，其抵抗塑性变形的能力就会越强，材料的使用性能就会越好，因此屈服强度是我们设计零部件和选材的主要依据。

2塑性与塑性指标

所谓的塑性就是金属材料在载荷作用下发生断裂前所能承受的最大塑性变形的能力。塑性指标通常用断后伸长率和断面收缩率表示。断后伸长率用A表示，为式样拉断后的标距长度与原始标距长度之差与原始标距的百分比。断面收缩率用Z表示，为式样原始横截面积与断口处最小横截面积之差与原始横截面积百分比。其中断面收缩率和伸长率相比较，更能比较确切的反映出金属材料的塑性，因为断面收缩率不受试件尺寸的影响。断面收缩率和伸长率越大表明这种金属材料的塑性就会越好，就会越容易进行塑形加工，越容易加工成形状复杂的零部件。其中塑性好的材料在受到比较大的冲击力时，会首先产生塑性变形而不会突然断裂，使用性能比较安全。

3硬度和硬度试验

所谓的硬度就是金属材料抵抗局部塑性变形和破坏的能力。硬度试验方法种类比较多，最常用的有布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法、维氏硬度试验法三种。

(1)布氏硬度试验法①布氏硬度试验原理。使用硬质合金球做压头，同时以一定的试验压力压入金属表面，保持规定时间后消除试验力，最后测量压痕表面直径，通过计算公式计算其硬度值。实验表明布氏硬度值的大小仅与压痕直径的大小有关系。D越大，压痕直径越大，也就是硬度越低。②布氏硬度特点及适用范围。布氏硬度的试验力和压痕直径都比较大，所以压痕也比较大，比较直观准确的测定硬度值。但是，由于压痕比较大，对金属表面的损伤程度也比较大，这就要求布氏硬度试验法不适合测量零部件表面质量要求比较高或薄壁零部件。

(2)洛氏硬度试验法①洛氏硬度实验原理。洛氏硬度实验原理与布氏硬度差不多，区别在于把硬质合金球形压头改为金刚石圆锥压头，通过压痕深度来测量硬度值。常用的洛氏硬度有A、B、C三种标尺，最常用的是C标尺。采用不同标尺下的硬度值是不能互相比较的，必须转化为同一标尺进行比较。②洛氏硬度特点及适用范围。洛氏硬度不同于布氏硬度，其压痕比较小，对零部件的损坏程度比较小，故可以测量一些薄壁及表面质量要求比较高的零部件，同时由于压痕比较小，存在一定的局限性，测量的硬度值也不够准确。

(3)维氏硬度试验法维氏硬度试验与布氏硬度试验不同之处在于压头是一个金刚石正四棱锥体，通过压痕对角线的长度来计算硬度值。维氏硬度试验所施加的试验力比较小，压痕比较不明显，故可以测量薄壁零部件，但对压痕对角线的测量比较复杂。

4冲击韧性与疲劳强度

金属材料在实际使用加工过程中所承受的载荷不仅仅是静载荷，也有冲击载荷和交变载荷，也可能是多种载荷的叠加，只通过拉伸试验和硬度试验研究静载荷是远远不够的，这就要求我们必须研究多种载荷下金属材料的力学性能，故对冲击载荷和疲劳载荷的研究有着重大的意义。

(1)冲击韧性顾名思义，金属材料抵抗冲击载荷如不发生破坏的能力就是冲击韧性。冲击韧性主要通过弯曲试验测量得到的。对于冲击力的测量我们主要取决于冲击韧度的大小，金属材料受到大能量的冲击载荷作用时，冲击抗力的大小主要取决于冲击韧度的大小，而在多次重复冲击作用下，其冲击抗力主要由材料的强度和塑性决定。

(2)疲劳强度生活中我们常见到这种现象，许多机械零部件虽然所承受的力低于材料的屈服强度，但较长时间工作后也会发生断裂，这种现象就是金属疲劳，疲劳破坏是零部件损坏的主要原因之一。金属材料的疲劳强度由多种因素决定，例如零部件工作条件、材料的内部结构、组织成分、承受的应力等，所以改善零部件的结构以及采取一些表面强化方法，都能提高金属材料的疲劳强度。

作者：裴加梅 单位：济宁技师学院

材料力学论文:材料力学的机械制造质量探究

1.机械产品的质量要求分析

1.1工业时代的机械产品质量要求

1.1.1航海业对机械产品的质量要求航海行业的发展，让机械产品的质量更为严格。轮船是继汽车工业之后发展的第三产业，航海事业的大规模发展，让机械产品的质量更为严格。与汽车的零配件要求不同，轮船在海上航行，不仅仅要求厚度和硬度满足一定要求的机械产品，更需要机械产品在不同温度下的承受能力。航海过程中，有极为寒冷的海域，甚至是冰山。这些因素都需要考虑，并且对机械产品也都提出了要求。此外，轮船制造更加精密，钢板之间的焊接等都非常苛刻，并且要能够承受海水的腐蚀。这一系列的标准，都是在给机械质量提出了较高的要求。因此，航海业同样是机械产品的质量要求之一。相比汽车工业，对机械产品的质量有了更高的要求。

1.1.2飞机对机械产品的质量要求最后，受到第二次世界大战的影响。飞机开始逐渐成为了工业中的另一重要角色，飞机对机械的设计以及质量可谓是提出了更高的要求。飞行的原理是通过空气的负压，从而制造上升气流。那么，对于飞机的自身质量就要求尽量小，才能够飞的更高，更快。因此，这就要求机械产品在保证坚实的基础上，更要减轻重量。因此，飞机领域中，是目前对机械产品质量要求最高的，也为机械质量的标准提供了较为苛刻的参考。总之，在工业时期，不仅仅是汽车工业，更有航海业以及飞机工业等都对机械行业提出了较高的要求。但是，尽管要求较高，但是受到时代的与科技的制约，机械工业虽然有着比较大的发展，但是依然停留在初级阶段。

1.2信息时代的机械产品质量要求

信息时代也就是现在的正处于的时代，信息快速发展，主要是信息资源的市场。但是，机械工业以及其他重工业却依然非常火爆，甚至是超过了以往的工业时代。原因在于，随着现代化进程的不断发展，人们对物质生活的要求越来越高，也越来越大。机械已经成为了人们生产与生活中必不可少第一部分。因此，对于机械工业而言，其产品的质量达到了前所未有的高端标准。那么，对于机械产品的质量要求，又有怎样的具体要求呢？第一、机械产品的要求开始趋于精密化；工业时代的机械产品虽然有一定的质量要求，但是质量方面还是无法和现代的机械产品媲美。此外，工业时代的机械产品大多数都是大型的机械，架构比较庞大。而现代化的市场需求中，在高端市场中，机械产品开始趋于小型化，精密化。因此，现代化的机械产品已经不再是粗糙的大型产品，而是也追求精密和高密度。第二、信息时代对机械产品的使用效率以及返修率都有了更高的要求。现代工业开发和建筑行业蓬勃发展，同时也会带动大批的机械产品进入建筑工程当中，从而实现机械产品利用的最大化。第三、节能环保的理念越来越受到人们的重视，因此机械产品也应该能够从节能环保的角度出发，利用现有的技术进行实际性改革，把握现有的金属以及材料资源，通过改善技术，加强生产，从而实现最大限度的机械环保化。机械产品的使用原料通过一定加工处理，再进行二次利用，从而提高使用效率，最大限度实现了机械产品的再次利用，实现了节能的效果。

1.3不同时期的机械制造质量分析

从以上的分析中，可以非常清晰的了解到在不同时期，对于机械产品的质量有着不一样的要求。现代化工业，对于机械制造的质量已经远远不只是制造上的理念应用，更是考虑到了现有的人文需求以及对环境和资源的利用等方面。因此，对于机械制造而言，应该能够从不同的角度进行分析，将资源的利用以及环境的保护进行有效的结合，并在最大程度上满足市场以及环境的双重要求。而对于以往的工业时代，人们对于机械的产品质量主要考虑行业问题，却从来不考虑环境问题。目前，对于环境的保护以及资源利用等方面，都有着非常重要的考虑因素，如何不按照现有的规定执行，机械工业就会在一定程度上收到威胁，并出现大规模的技术纰漏现象。

2.机械制造的影响因素与技术标准

在探讨机械制造质量的同时，分析其不同时期的质量要求，在不同的时期考量的标准以及考量因素都有着不一样的规格。那么，对于机械的制造与质量方面，真正影响到其产品质量的因素有哪些呢？

2.1机械制造质量的材料因素

众所周知，机械产品的主要生产加工原料是金属。金属在进行冶炼以及加工的过程中，通过一定的设计需求，根据设计草图进行工件的生产和加工。那么，与机械制造质量相关的最主要的元素就是材料问题。机械生产制造的材料质量直接影响着机械的质量。那么，在实际生产中，需要通过怎样的材料审核与应用才能够真正满足及机械制造的质量标准呢。第一，根据机械产品的应用领域进行材料的选择与加工；机械生产的应用领域在很大程度上决定了其材料选择性。在高端领域，机械材料必然要符合高端领域的基本特点。例如金属材质要过关，要精密，加工过程中的标准符合什么程度，都要进行一系列的规定，从而保证机械产品的质量合格，保证机械产品材料的应用效率最高。第二、根据设计方案进行材料的综合应用；并非所有的产品加工都需要保证材料的高性能，因为机械生产也要考虑到利润成本问题。一切生产行业，都要结合利润进行综合分析。并且将合适的材料用在合适的机械产品中，更高保证机械产品的性价比，从而提高机械的生产原动力，保证机械产品的材料用的恰到好处。

2.2机械制造质量的设计因素

一项产品的投产需要从需求到设计然后再进行加工与制造。机械产品同样如此，需要进行合理的加工与设计，才能保证生产的产品是符合产品标准的，并能够应用到行业领域中的。但是，随着设计理念的不断更新，更多的符合人性化思维的机械设计理念开始投入到生产的过程中，从而加大了机械制造质量的规格，并提高了其设计难度。在某种程度上分析，两者是相互对立的。例如在进行设计的过程中，如果过多的考虑人性化因素，那么在机械的加工难度上就会增加，从而增加了加工周期，降低了产量，影响产品的投放。但是，如果只考虑量产，而不符合现代的需求理念，那么就会造成产品的体验度降低，减少客户资源，降低市场占有率。因此，考虑机械制造质量的设计因素时，应该从多个角度进行综合分析，实现市场和技术的双重保证。

3.材料力学对机械制造的质量影响分析

分析了很多关于机械制造的时期需求，市场需求以及设计需求和环境需求等外部因素，那么，对于机械制造的质量的内部因素应该考虑哪些呢？机械制造质量与材料力学有着怎样的关系呢？

3.1材料力学在机械制造的技术领域分析

材料力学是我国材料学中最为重要的学科，也是应用性最强的学科。在机械制造过程中，起到了非常重要的作用，并为机械产品的质量奠定了基础。首先，材料力学是技术层面的概念，是力学的一项专项研究。只是在材料学的领域中，更为复杂而已。对于机械生产过程中，需要保证机械加工的流畅性以及准确性。那么，在进行加工之前，在设计的阶段就要对材料的力学概念进行分析，尤其是现在的机械产品一般都采用锻造技术，从而增加了生产的难度。其次，在技术领域中，力学是保证机械产品加工完整以及加工良好的重要保证。如果在一定时间内，部分出现受力不均匀的情况，就会造成机械工件的不合格，丢失了原有的质量合格率，造成反复加工的后果。最后，材料力学是针对加工材料而设定的一种加工条件，目的是为了能保证在机械加工的过程中，保证机械制造，从而提高机械产品的使用率。

3.2材料力学对机械产品质量的影响

在进行生产和加工的过程中，材料的化学以及物理性质的分析非常重要，这对于在加工的过程中的考量因素有很大的关系。材料力学是对材料加工过程中的一种加工方式和考量标准。例如，通过受力分析，了解到不同时间段的受力情况，保证每个受力点都能够有比较好的受力情况，实现材料的合理加工。材料的加工主要是针对金属材料的加工，因为不同的金属有着不同的物理性质以及化学性质。因此，需要根据不同金属的性质进行加工的流程设计。那么，研究受力主要是考虑到金属的物理性质，在进行锻造的过程中，应该采用怎样的加工方式以及加工程序是非常重要的。因此，材料力学对机械产品的质量影响还是非常大的。应用好材料力学，也能够在一定程度上提高机械产品的质量才，从而实现现代化机械产品的高效生产。总之，材料力学的研究是非常必要的，尤其在机械制造的过程中，加入材料力学的理论，能够在很大程度上实现机械产品的高质量以及高效率生产。因此，充分利用材料力学理论，进一步加强机械制造质量，是目前机械加工行业中比较重要的一项理念。理念能够充分应用，才能够在最根本的基础上实现高效率生产。

4.结语

通过对机械制造在不同时期的需求质量分析，并联系现代工业对机械产品的需求，了解到现代机械的产品质量不仅仅和市场需求有关，与环境和资源也同样有着分不开的关系。对于机械产品的制造工艺以及加工手法，是属于技术层面的问题。而最关键的因素在于能够通过材料力学的理论对机械加工进行分析，从而保证机械产品的高质量输出。本文通过对材料力学的分析，并根据机械产品原料的物理以及化学性质进行了分析，从而得出在同等环境下，采用材料力学的设计与制造分析方式，能够大大的提高机械产品的质量，并提高了机械加工过程中的效率。因此，采用材料力学的最主要的方式在于能够提高现有机械产品加工的制造水平，并提高产品的合格率。总之，材料力学对于机械制造的质量有着非常大的影响。

作者：周俊华单位：甘肃省酒泉职业技术学院

材料力学论文:材料力学的机械制造探究

1.机械产品的质量要求分析

1.1信息时代的机械产品质量要求

信息时代也就是现在的正处于的时代，信息快速发展，主要是信息资源的市场。但是，机械工业以及其他重工业却依然非常火爆，甚至是超过了以往的工业时代。原因在于，随着现代化进程的不断发展，人们对物质生活的要求越来越高，也越来越大。机械已经成为了人们生产与生活中必不可少第一部分。因此，对于机械工业而言，其产品的质量达到了前所未有的高端标准。那么，对于机械产品的质量要求，又有怎样的具体要求呢？第一、机械产品的要求开始趋于精密化；工业时代的机械产品虽然有一定的质量要求，但是质量方面还是无法和现代的机械产品媲美。此外，工业时代的机械产品大多数都是大型的机械，架构比较庞大。而现代化的市场需求中，在高端市场中，机械产品开始趋于小型化，精密化。因此，现代化的机械产品已经不再是粗糙的大型产品，而是也追求精密和高密度。第二、信息时代对机械产品的使用效率以及返修率都有了更高的要求。现代工业开发和建筑行业蓬勃发展，同时也会带动大批的机械产品进入建筑工程当中，从而实现机械产品利用的最大化。第三、节能环保的理念越来越受到人们的重视，因此机械产品也应该能够从节能环保的角度出发，利用现有的技术进行实际性改革，把握现有的金属以及材料资源，通过改善技术，加强生产，从而实现最大限度的机械环保化。机械产品的使用原料通过一定加工处理，再进行二次利用，从而提高使用效率，最大限度实现了机械产品的再次利用，实现了节能的效果。

1.2不同时期的机械制造质量分析

从以上的分析中，可以非常清晰的了解到在不同时期，对于机械产品的质量有着不一样的要求。现代化工业，对于机械制造的质量已经远远不只是制造上的理念应用，更是考虑到了现有的人文需求以及对环境和资源的利用等方面。因此，对于机械制造而言，应该能够从不同的角度进行分析，将资源的利用以及环境的保护进行有效的结合，并在最大程度上满足市场以及环境的双重要求。而对于以往的工业时代，人们对于机械的产品质量主要考虑行业问题，却从来不考虑环境问题。目前，对于环境的保护以及资源利用等方面，都有着非常重要的考虑因素，如何不按照现有的规定执行，机械工业就会在一定程度上收到威胁，并出现大规模的技术纰漏现象。

2.机械制造的影响因素与技术标准

在探讨机械制造质量的同时，分析其不同时期的质量要求，在不同的时期考量的标准以及考量因素都有着不一样的规格。那么，对于机械的制造与质量方面，真正影响到其产品质量的因素有哪些呢？

2.1机械制造质量的材料因素

众所周知，机械产品的主要生产加工原料是金属。金属在进行冶炼以及加工的过程中，通过一定的设计需求，根据设计草图进行工件的生产和加工。那么，与机械制造质量相关的最主要的元素就是材料问题。机械生产制造的材料质量直接影响着机械的质量。那么，在实际生产中，需要通过怎样的材料审核与应用才能够真正满足及机械制造的质量标准呢。第一，根据机械产品的应用领域进行材料的选择与加工；机械生产的应用领域在很大程度上决定了其材料选择性。在高端领域，机械材料必然要符合高端领域的基本特点。例如金属材质要过关，要精密，加工过程中的标准符合什么程度，都要进行一系列的规定，从而保证机械产品的质量合格，保证机械产品材料的应用效率最高。第二、根据设计方案进行材料的综合应用；并非所有的产品加工都需要保证材料的高性能，因为机械生产也要考虑到利润成本问题。一切生产行业，都要结合利润进行综合分析。并且将合适的材料用在合适的机械产品中，更高保证机械产品的性价比，从而提高机械的生产原动力，保证机械产品的材料用的恰到好处。

2.2机械制造质量的设计因素

一项产品的投产需要从需求到设计然后再进行加工与制造。机械产品同样如此，需要进行合理的加工与设计，才能保证生产的产品是符合产品标准的，并能够应用到行业领域中的。但是，随着设计理念的不断更新，更多的符合人性化思维的机械设计理念开始投入到生产的过程中，从而加大了机械制造质量的规格，并提高了其设计难度。在某种程度上分析，两者是相互对立的。例如在进行设计的过程中，如果过多的考虑人性化因素，那么在机械的加工难度上就会增加，从而增加了加工周期，降低了产量，影响产品的投放。但是，如果只考虑量产，而不符合现代的需求理念，那么就会造成产品的体验度降低，减少客户资源，降低市场占有率。因此，考虑机械制造质量的设计因素时，应该从多个角度进行综合分析，实现市场和技术的双重保证。

3.材料力学对机械制造的质量影响分析

分析了很多关于机械制造的时期需求，市场需求以及设计需求和环境需求等外部因素，那么，对于机械制造的质量的内部因素应该考虑哪些呢？机械制造质量与材料力学有着怎样的关系呢？

3.1材料力学在机械制造的技术领域分析

材料力学是我国材料学中最为重要的学科，也是应用性最强的学科。在机械制造过程中，起到了非常重要的作用，并为机械产品的质量奠定了基础。首先，材料力学是技术层面的概念，是力学的一项专项研究。只是在材料学的领域中，更为复杂而已。对于机械生产过程中，需要保证机械加工的流畅性以及准确性。那么，在进行加工之前，在设计的阶段就要对材料的力学概念进行分析，尤其是现在的机械产品一般都采用锻造技术，从而增加了生产的难度。其次，在技术领域中，力学是保证机械产品加工完整以及加工良好的重要保证。如果在一定时间内，部分出现受力不均匀的情况，就会造成机械工件的不合格，丢失了原有的质量合格率，造成反复加工的后果。最后，材料力学是针对加工材料而设定的一种加工条件，目的是为了能保证在机械加工的过程中，保证机械制造，从而提高机械产品的使用率。

3.2材料力学对机械产品质量的影响

在进行生产和加工的过程中，材料的化学以及物理性质的分析非常重要，这对于在加工的过程中的考量因素有很大的关系。材料力学是对材料加工过程中的一种加工方式和考量标准。例如，通过受力分析，了解到不同时间段的受力情况，保证每个受力点都能够有比较好的受力情况，实现材料的合理加工。材料的加工主要是针对金属材料的加工，因为不同的金属有着不同的物理性质以及化学性质。因此，需要根据不同金属的性质进行加工的流程设计。那么，研究受力主要是考虑到金属的物理性质，在进行锻造的过程中，应该采用怎样的加工方式以及加工程序是非常重要的。因此，材料力学对机械产品的质量影响还是非常大的。应用好材料力学，也能够在一定程度上提高机械产品的质量才，从而实现现代化机械产品的高效生产。总之，材料力学的研究是非常必要的，尤其在机械制造的过程中，加入材料力学的理论，能够在很大程度上实现机械产品的高质量以及高效率生产。因此，充分利用材料力学理论，进一步加强机械制造质量，是目前机械加工行业中比较重要的一项理念。理念能够充分应用，才能够在最根本的基础上实现高效率生产。

4.结语

通过对机械制造在不同时期的需求质量分析，并联系现代工业对机械产品的需求，了解到现代机械的产品质量不仅仅和市场需求有关，与环境和资源也同样有着分不开的关系。对于机械产品的制造工艺以及加工手法，是属于技术层面的问题。而最关键的因素在于能够通过材料力学的理论对机械加工进行分析，从而保证机械产品的高质量输出。本文通过对材料力学的分析，并根据机械产品原料的物理以及化学性质进行了分析，从而得出在同等环境下，采用材料力学的设计与制造分析方式，能够大大的提高机械产品的质量，并提高了机械加工过程中的效率。因此，采用材料力学的最主要的方式在于能够提高现有机械产品加工的制造水平，并提高产品的合格率。总之，材料力学对于机械制造的质量有着非常大的影响。

作者：周俊华单位：甘肃省酒泉职业技术学院

材料力学论文:高职院校材料力学教学理论研究

1教学内容的改革

材料力学是工程力学中的重要内容，也是经典的力学课程。现阶段，大多数材料力学的教学体系依然沿用以往传统的教学体系，以简单基本变形到对于工程实际组合变形的研究，对于基本变形的研究顺序较为固定，整体教学过程中各种知识点、公式较为繁多。在实际课程教学中，需要耗费大量的课堂实践来进行基本变形的讲解，对于组合变形讲解的实践被不断的压缩。在实际的工程问题中，很多工程构件是具有复杂的结构形态，基本变形难以良好的应用在对实际工程问题的研究上。学生虽然已经进行了材料力学的研究，并且具备一定的材料力学理论知识，但是遇到实际的工程问题中，仍然存在毫无头绪，无从下手的情况。与此同时，随着新课改的不断推广，材料力学的学时逐渐降低，教学中如何提高学生的学习效率，简化知识的教授，避免课堂教学内容重复成为了教师在教学中应该重点关注的问题。教师在教学过程中，要提高对于培养学生实际解决问题能力的认识，明确自身教学目的，在教学过程中，渗透实际应用的思想，真正的做到以理论知识服务工程实践。在此过程中，还要注重提高学生的学习兴趣，让学生在积极的学习氛围中，完成有关材料力学知识的学习。教师在备课的过程中，注重对于课堂教学内容进行合理的安排与设置，通过将课堂知识与应用结合的模式，将材料力学教学过程中的问题进行逐一的讲解，培养学生解决问题的能力。例如，在进行基本变形的讲解时，可以通过拉伸与压缩来进行问题的引入，在融入外力计算、应力分布规律、强度等知识点，并且进行举一反三的知识点类比，最终让学生在紧凑的课堂教学中，逐一掌握有关知识点，培养解决问题的思路，适应现代课程教学中对于解决实际问题能力的培养要求，培养合格的工程人才。

2教学方式的改革

在以往的材料力学教学过程中，是以教师的单一讲授为主要的教学方式，教学中注重对理论的教学，忽视对于材料力学相关知识的实际运用。传统教学方式以教师为教学工作的主体，并且以应试为主要的教学目的，教学过程围绕教材与课本，学生被动的参与到教学当中。传统教学模式现已难以真正的培养学生的学习兴趣，难以实现学生个性发展，学生在学习中也不能更好的形成科学的思维习惯。新课程的改革对于培养学生的综合素质，实现学生的个性发展提出了新的要求。因此，在开展教学工作中，教师要不断的对自身教学方式进行改革。教师在教学方法的改革中，要通过对传统教学方式的探究，转变以往的教学方式，注重实现自身引导者的角色。在课程教学开始时，通过对学生课前预习的讲解，并且引导学生完成自主的预习，在新内容的学习之前，养成良好的预习习惯。在材料力学教学中，对于即将讲解的知识点，可以通过引入实际生活中的实际现象与情境，让学生进行自主的思考。合理的预习教学，可以让学生更好的完成教学目标，并且提高知识的记忆水平。通过运用力学知识，对于生活中的现象进行解答，可以启发学生的思维，让学生逐渐养成学以致用的习惯。在课堂教学上，教师要建立以学生为主体的教学方式，让学生主动的参与到课堂教学当中，并且通过分组讨论等形式，提高学生的学习积极性，让学生独立、自主的进行问题的分析与解决，养成良好的思维习惯。在课后教师要组织课后讨论，让学生进行主动合作解决教师所布置的课后问题，提高学生对于材料力学课程知识的掌握程度。现阶段，计算机科学技术不断发展，多媒体技术逐渐的走入到教学当中。多媒体教学方式可以提高教学过程的趣味性与生动性，直观的将课程内容进行讲解，并且强化了学生对于工程概念的了解，直观的反应了材料力学特点。在材料力学的教学中，引用多媒体技术，是对于现有教学方式进行创新的主要措施。在材料力学的课程教学中，通过多媒体技术，可以将抽象的知识点转化为具有良好逻辑性的图文，降低学生对于枯燥课程的理解难度，生动形象的对课堂内容进行讲解。多媒体技术，可以通过动画等形式，对于材料的变形以及失效等状态进行模拟，学生可以很好的通过动画演示，掌握材料的变形规律与特点。多媒体教学中，整体信息量较大，如果学生不能集中注意力参与到教学当中，就会出现课堂走神等情况。教师在教学中，要合理的安排多媒体教学，将课堂教学与多媒体教学进行有机的结合，发挥不同教学方式的自身优势，提高整体教学效果。

3实验教学的改革

材料力学教学课程中，实验教学是非常重要的，同时实验教学也是培养学生实际动手能力，将理论知识进行实践方面运用的重要过程。以往传统的实验教学中，实验教学的目的不够明确，并且过于依赖于传统理论教学，实验教学过程缺乏独立性，仅仅以演示与验证为教学目的。实验教学的不足，影响了学生学习主动性的培养，不利于培养学生形成良好的创新意识，影响学生学习效果。在开展实验教学中，需要强调试验教学的地位，并且注重实现学生主动参与的教学目的，让学生形成良好的动手能力。实验教学可以很好的提高学生的动手能力，加强学生将理论知识与实践进行联合的重要环节，可以更好的提高学生对于材料力学课程的学习兴趣。在进行实验教学时，教师要让学生进行积极的动手，通过学生实际动手操作，来了解材料力学的实际应用。学生的动手实践操作，可以有效的巩固所学知识，并且促进学生积极的对新问题进行探索。在实验课程开展之前，教师还要做好有关预习的准备，对于试验课程的安排进行设计，并且在课堂开展之中，让学生认真的参与到实验当中，并做好课后总结与分析。在实验课程内容的设计上，要注重实现实验的启发性与实际性。（本文来自于《价值工程》杂志。《价值工程》杂志简介详见.）

4结束语

要想真正的提高材料力学的教学工作，就必须要注重建立良好的教学体系，并且通过对现有教学方式的革新，并加强实验教学的开展。材料力学是一门实践性很强的工科课程，因此，加强材料力学课程教学内容理论与实际工程联系具有重要的意义，是实现新课程改革目的的重要途径。本文对教学内容、教学方式以及实践课程的改革，研究了提高学生主动参与热情，提高教学效率与教学质量的相关对策。材料力学的教学工作中，教师必须要对以往僵化、死板的教学方式进行改革，提高教学的灵活性，让学生主动、积极的参与到材料力学的学习当中。教师要针对材料力学这门课程的教学要求与特点，结合学生的实际学习状况，设计合理的教学模式，并且做好课前备课工作，对于现有教学方式进行不断的改革与探索，提高培养学生综合素质的意识，提高高职院校材料力学教学工作的质量。

作者：崔海虎工作单位：内蒙古交通职业技术学院

材料力学论文:基于“卓越工程师教育培养计划”的材料力学教学改革

摘要根据“卓越工程师教育培养计划”要求，改革教学体系、优化教学内容、探索先进的教学手段和方法，改革考核方式，并重知识教育与素质教育，培养具有基础扎实、能力强、素质高以及富有创新精神的卓越工程师。

关键词教学体系 教学内容 教学手段 改革

材料力学是机械专业重要的专业基础课，与工程实际问题结合紧密，实用性强，不仅满足学生学习后续专业课的要求，也是满足学生毕业后从事专业工作、新项目研究、开发和继续学习的要求。应用型本科院校学校材料力学课程的传统教学与“卓越计划”在教育指导思想、教学体系结构、内容、教学手段、考核方式等方面存在许多不相适应的地方，急需妥善解决。

1 课程现状

传统教学方法在某些方面已不能适应要求，问题主要表现以下几个方面：①②③（1）课程教学方法落后；（2）课题体系结构不适应工程师培养模式；（3）教学内容与科学发展脱节；（4）教学手段单一；（5）实验教学体系不适应卓越工程师教育计划理念。

综合上述，材料力学课程教学目前存在着很多问题，必须有针对性的进行教学改革，逐步完善教学。

2 教学改革

2.1 教学体系结构改革

传统教学采用“以四大基本变形为主线”的教学体系，如图1所示，这种按基本变形为主线的内容体系，内容重复多，花费学时量大，教学过程缺乏新意，难以激发学生学习兴趣。从培养高素质人才的要求出发，重视学生能力与素质培养，打破了传统体系的结构，提高了材料力学的起点，采用从“内力―应力―变形”的课程体系结构，如图2所示，运用启发式教学代替灌输教学，面向能力培养、面向学生自主学习的教学模式，提高学生素质和能力，强化培养学生的工程能力和创新能力。

2.2 教学内容改革

“卓越计划”旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，“内力―应力―变形”的教学体系结构的教学内容紧密联系地方经济和特色产业，立足服务地方经济、反映材料科学技术的发展。采用了衢州地区的特色工业产品作为课程教学案例，培养了学生的分析问题和解决问题能力，提升了学生的素质。

图1传统材料力学的教学体系结构

图2“内力―应力―变形”的教学体系结构

2.3 教学手段和教学方法改革

在新教学体系中采用的教学手段与教学方法，如图3所示：团队教学实行理论课程与实践课程平行的开课方式，资深教授采用多媒体手段，推行启发式教学、研讨式教学和学生研究性学习讲授理论。科研能力强的青年教师和聘任的企业专家指导实践课，采用项目教学、案例式教学方式讲授实际案例，借助计算机仿真对案例进行建模与仿真。理论课和实践课采用提出问题―分析问题―解决问题思路培养卓越工程师，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。

图3教学手段与教学方法图4实验体系结构

2.4 实验体系改革

将实验内容进行整合，分为基本性能实验、综合设计性实验和前沿专业性实验，如图4所示。

基本性能实验是对传统实验项目精选、提高、归并，培养学生基本力学实验技能和加强现代力学测试方法和实验技能的基本训练。综合设计性实验较为复杂，学生根据实验要求，设计实验方案，拟定实施实验步骤，并完成实验，增强思考性和启发性，增加了学生动手、动脑的机会，培养学生发现、研究和解决问题的能力。前沿专业性实验是以机械创新设计大赛模型、毕业设计课题和科研等为基础开展的实验项目，使学生开阔眼界，了解前沿研究动态，跟踪学科的发展方向，培养学生运用高新技术解决实际问题的能力和创新能力，为以后的工作、研究奠定基础。

2.5 考核方式改革

考试内容改革是减少记忆书本知识的考试内容，出一些灵活性大、知识面宽、综合运用知识能力强的题目。改革标准答案式的考试成绩评价方法，注重考查学生的解题思路和综合分析与解决问题的能力，活跃学生思维，激发学生的创新意识，培养学生的综合运用知识的能力。

3 结束语

在教学改革实践中，只有通过改进教学内容和教学方法，才能调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，才能提高了教学质量。针对材料力学的教学现状和材料学科的发展趋势，根据“卓越计划”要求，进行教学体系改革、优化教学内容、探索先进的教学手段和方法，进行考核方式改革，并重知识教育与素质教育，旨在为社会培养具有基础扎实、能力强、素质高，具有创新精神和职业道德品质高的卓越工程师。

材料力学论文:工程案例及其在材料力学课程中的综合实践教学应用

摘 要 材料力学课程教学改革的实践越来越重视学生工程应用能力和创新能力的培养。在教学实践中，结合工程案例，让学生通过建立模型、简化计算、工程测试、汇报答辩等环节，小组分工合作完成综合实践作业，培养学生的综合能力。

关键词 材料力学；工程案例；综合实践教学；卓越工程师

1 引言

材料力学课程是工科院校机械类、土建类、交通运输类等较多专业的专业基础课，是学生接触专业知识和工程领域的先导课程，将材料力学课程教学与培养学生的工程应用能力和创新能力相结合，具有重要意义。国家开展卓越工程师教育培养计划，也旨在培养适应经济社会发展需要的创新能力强的高质量工程技术人才，对材料力学课程教学实践提出新的要求。

以往力学课程教学以理论严密、逻辑性强为特点，强调学生的理论基础和数理逻辑能力。近年来，随着高校教育教学改革的不断深入与广大教师的不断实践，越来越重视学生的工程应用能力和创新能力的培养。但在教学中如何将工程实践知识与学生动手能力和实际应用能力相结合，还需多做探索。部分教师在开展科研项目研究时让学生参与，但发现学生的基础还没达到要求，并且学生在学完课堂内容后觉得作业习题大多偏重理论，与工程应用还有距离。

笔者在长期教学积累和科研合作中，提炼了部分与材料力学课程知识结合紧密的工程案例，使学生在完成工程实践综合作业的过程中，重点培养材料力学课程知识的应用能力、团结协作与动手能力，引导学生参与工程实践及科研项目，提高学生的综合能力和创新素质。

2 结合工程案例的综合实践作业设计

材料力学课程综合实践作业的教学目的可以概括为培养学生提炼力学模型的能力，提高学生解决实际工程问题的能力，提高学生自我学习的能力，培养和提高学生组织协作的能力，培养学生科学思维方法和研究能力，锻炼学生分析总结和表达能力。

材料力学课程综合实践作业的设计一般要求结合一定工程背景，提供相应图纸、参数、工作原理等，锻炼学生读懂图纸、提炼力学模型的能力；综合实践作业的内容结合专业知识、工程实例或相关后续课程，列出一定的参考书及参考文献，需要学生学会阅读、自主学习；综合实践作业的设计一般采取开放式的结论，给定设计参数让学生分析研究方案，或给定必要功能进行相关参数的设计。

材料力学课程综合实践作业的形式可以分为与课程内容相关的可以让学生直接参与的课题、从工程实际中提炼的力学近似计算、结合工程问题的开放选修实验、学生自主选题的大学生创新项目、群体性参与的趣味力学竞赛等。限于篇幅，这里仅列举几个材料力学综合实践作业案例。

案例1：锚链环拉伸试验与分析 某型号的锚链环如图1所示，需进行拉伸试验以检验锚链单环承受的最大载荷、最大应变以及锚链环的变形等。试验载荷从520 kN分20个加载步到7460 kN然后卸载，采用电测法进行应变测试，实测时确定的应变片布置方案如图1所示。

要求：1）根据锚链环的结构图纸，确定锚链单环的力学模型，分析锚链环拉伸的应力分布；2）根据应变测试方案确定试验步骤，分析应变测试方案的合理性；3）少部分学生参与现场测试；4）已知各载荷步下各测点的实测应变，分析试验结果，得到简要结论。

该案例考查的学生的知识和能力包括：1）对内超静定结构的受力和应力分析的能力；2）电测理论，如何应用电桥理论得到锚链环拉伸时的拉伸应力和弯曲应力；3）通过参与现场测试锻炼学生的动手能力，增长学生的工程见识；4）对测试数据的处理和分析能力，直接感受工程测试与理论分析的差别。

案例2：张弦桁架结构张拉应力测试与分析 某体育馆张弦桁架结构见图2，最大跨度115米，单榀最大重量s128吨，张拉过程是施工的关键项目。以某一榀桁架为例，需对张拉过程中桁架关键部位的应力进行监测。

要求：1）根据钢结构施工图纸，用力学知识建立单榀桁架的力学模型；2）对模型进行简化，得到材料力学中的超静定结构；3）简要分析单榀桁架的应力监测关键部位；4）参观工地，参观张拉过程；5）对应力、结构变形等监测数据进行简要分析，与施工前的分析进行对比，分析差别的原因；6）预测温度对结构的影响，提出验证方法。

这是一个实际工程问题，通过布置综合实践作业的方法让学生在施工前就提前参与，使学生对课程的工程应用有了更加深刻的认识。再由于工程缺少工程经验，学生分析后确定的监测点与项目方案存在偏差，但通过施工现场的分析讲解，对结构施工直观了解，培养了学习积极性。

案例3：某双体客船螺旋桨轴系的强度计算 某长江短途客船已知主机额定功率为190 kW，额定转速1000 r/min，

总减速比2.89，轴的转速346 r/min，螺旋桨推力2350 kg，

螺旋桨重量200 kg，材料35#钢，联轴节重量42.8 kg，法兰重量28.5 kg，屈服极限270 MPa，许用安全系数[k]=

2.5～5.5，圆齿轮箱装有推力轴承，可承受2600 kg的推力，满足本船实际推力2350 kg的要求。在强度计算时，为偏于安全，将前端视为自由端。船舶轴系一般是一个变截面连续梁，在联轴节处作用集中载荷，将它简化为分段等截面连续梁，如图3所示。

要求：1）按分段等截面连续简化法，完成基本数据表；

2）按力矩分配法，计算各节点的弯矩，计算分配系数、固定端外力矩，用列表的方式进行力矩分配法计算（分配13次）；3）求节点处的剪力和支座反力；4）用三弯矩方程计算节点处弯矩校核力矩分配法的结果；5）画轴系受力简图、轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图；6）按第四强度理论，对危险截面用安全系数法进行强度校核。

通过该案例的计算，学生在复习和熟悉材料力学课程内容外，增强了综合计算及综合应用能力，提前接触了专业知识、行业规范以及工程术语，掌握了力学模型的简化及计算方法，进一步认识到材料力学课程在工程中的实际应用。

案例4：八角环式车削测力仪的测力计算 八角环式弹性元件见图4，要求：1）将八环式弹性元件简化为两端固定的圆环式曲杆；2）用力法正则方程求解三个垂直方向力单独作用下的超静定问题，求解刚化杆中间截面上各自的内力（作为多余约束力），写出曲杆的弯矩和轴力方程；3）以

大曲率曲杆计算各测点上的正应力，并计算理论读数；4）分

析每组布片和接线图，说明理由；5）分别计算理论读数值与实验读数的误差；6）进行误差分析。

该案例是一个典型的力学方法应用案例，涉及曲杆超静定计算、力与变形及应变之间的关系、电测法测试应力、桥路应用等知识，进一步促使学生综合应用课程知识。

3 材料力学综合实践作业的教学实践

由于课程教学时数不断减少，在时间安排上，一般一次综合实践作业占用3学时的课内时间。其中1学时用于布置任务、讲解基本要求，确定分组和组内分工，明确小组负责人和完成时间节点，最后占用2学时进行答辩。其余为课外时间完成，包括学生查阅资料、完成作业、辅导答疑等。这样做到了课内教学与课外学习的有益结合。

一般一学期有2～3次综合实践作业，在教学过程中，结合每学期的实际情况及项目情况，每年的内容和要求会略有不同。由于综合实践作业难度较大、要求较高，每次作业按学生自愿的原则结合学生学习程度分组，一般4～6人一组，要求小组内明确分工与合作。小组分工包括查阅文献、建立模型、计算、绘图、完成报告、制作答辩PPT等。

考核是综合实践作业的另外一个重要环节，作为课程的一个重要组成部分，综合实践成绩被记入课程考核内容。考核内容包括：小组分工情况，考察每个学生参与程度及完成工作量；完成一份作业总结报告，报告内容要求条理清楚，详尽描述小组分工、完成过程、研究思路、研究方法和结论；项目答q，要求每组派一个代表汇报答辩，其余学生接受问询考核，对每位学生分别给分。

在综合实践作业的实施过程中，大部分学生能积极配合，学有余力的学生在图书馆和网上查阅大量文献，并在与教师的交流过程中学习到大量课堂以外的知识；也有少量学生不很热心，浑水摸鱼。另外，综合实践作业占用学生大量的课外时间，需要进一步合理安排课堂教学与课外教学的时间关系。在考核内容和考核方式以及激励措施方面，材料力学综合实践作业的教学实践还需进一步完善。

4 结语

材料力学课程是工科类各专业学生由基础课程向专业课程过渡的先导课程，对培养学生工程基础和实践能力起到重要影响。在材料力学课程教学过程中，结合实践性教学环节锻炼和培养学生的综合素质是当代大学教育改革的一个必然趋势，很多教师和同行都提出许多很好的方法。本文仅是教学过程中的一个小的实践，在结合工程实际合理选题、优化课堂教学内容与课外学习之间的关系、培养和调动学生参与积极性等方面还需不断改进。笔者希望通过本文起到一个抛砖引玉的作用，得到同行的批评指正。

材料力学论文:“材料力学”课堂教学方法初探

摘 要：“材料力学”是高校工科专业一门重要的专业基础课，既是学生首次应用力学理论分析实际工程问题的课程，也是学习后续相关专业课程的前提。文章从“材料力学”课程自身的特点和现存的问题出发，提出了情理交融，以彰其美；随地取材，贴近生活；反客为主，共同探讨的教学方法，笔者通过具体的教学案例说明上述方法在提高学生学习兴趣、透彻理解概念与理论方法方面具有有效性。

关键词：“材料力学”；教学方法；高校

“材料力学”是工科院校中一门重要的专业基础课。其主要研究单个杆件的强度、刚度及稳定性问题，是后续专业课学习的理论基础。同时“材料力学”也是学生首次接触到的有较强工程背景的一门课程[1]，是从原来的解析分析向工程近似分析的一个过渡。然而，近年来，随着专业培养方案的调整，“材料力学”课程的学时被压缩，以往的教学方法已经不能满足新形势的要求，如何在有限学时内让学生掌握“材料力学”的理论方法成为一个亟待解决的问题。

“材料力学”课程的一个特点是概念多，理论性、实用性强，数学推导、计算烦琐。对这类课程学生普遍缺乏学习兴趣，如果学生上课昏昏欲睡，对这些理论的推导过程、适用范围不甚理解，就会在应用这些公式解决实际问题时出现困难甚至错误[2]。“材料力学”课程承前启后，既是对前期理论力学知识的应用，又是为后期结构力学等课程的学习做好铺垫，这就要求学生对这门课程中的假设、概念及理论方法要有透彻的理解，这样才能为后续专业课的学习打下坚实的基础。然而，在初学阶段，学生要完全领会这套理论并非易事，难免会出现生搬硬套的现象。那么，如何让学生在短期内尽可能透彻地理解掌握“材料力学”中的理论方法成为教学中的一个关键问题。

针对以上问题，笔者结合自身的教学体会，在“材料力学”教学方法上进行了一些新的思考和尝试。

一、情理交融，以彰其美

“材料力学”课程中理论推导多、逻辑性强，这也是学生普遍反映缺乏学习兴趣的原因。这样的课程，如果就事论事、有一说一地讲授肯定会枯燥无味，然而，如果能在讲解过程中适当展开，从一个理论讲出一段情感一个道理，让学生深刻感受到“材料力学”是一种有血有肉的理论，展现出“材料力学”的美，这样会更好地吸引学生的注意力，提高其学习兴趣。

例如，在介绍赵州桥等代表古人智慧结晶的工程典范时，引申出只有“美好”（力学中就指遵循力学规律）的东西才会长久的道理，无论是物质还是精神方面皆是如此，同时与陆游的“人间万事消磨尽，只有清香似旧时”结合，鼓励学生多行善事，志存高远，青史留名；介绍比萨斜塔时，指出该斜塔因为有伽利略在上面做过著名实验而闻名于世，因为伽利略的伟大使得比萨斜塔跟着出名，然而，那些游览历史古迹并刻下自己名字的游客以期借古迹之名千古流芳却终不可得，随即联想到龚定庵的“科以人重科亦重，人以科传人可知”，希望学生们将来都做“科以人重”的人，不要做“人以科传”的人，期望他们将来个个都成就卓著，光芒万丈；在讲解弹性力做功只与最终变形量有关时，鼓励学生你每一个人都一定会成功，只不过人生的轨迹不同，一时之失一事之失并不会影响他们人生最终的高度，在帮助学生理解力学原理的同时树立“天生我材必有用”的信念；在讲授偏心拉压状态下载荷位置与中性轴关系时，为了让学生深刻体会载荷作用点和中性轴分布在截面形心的两侧，载荷作用点靠近形心时中性轴则远离形心，反之，载荷作用点远离形心时中性轴则靠近形心这种关系，由事及人联想到杜甫的“人生不相见，动如参与商”，造化弄人、生活所迫可能让大家同窗一别再难谋面，犹如此处的载荷的作用点和中性轴，这是同一情感的不同表达，古人交通不便，朋友间一旦离别就很难再见，所以古人重情谊，也告诫学生要珍惜彼此间的友谊。

这样的讲述让学生体会到了“材料力学”的鲜活生动，意识到“材料力学”中蕴含着朴素的人生道理，使学生产生一种“此中有真意，欲辩已忘言”的美感，进而增强其对“材料力学”的兴趣。

二、随地取材，贴近生活

案例教学在“材料力学”讲授过程中发挥着重要作用，案例不仅为理论知识提供了真实背景而且可以激发学生解决实际问题的兴趣。大的工程案例会给学生留下宏观印象，然而学生并不能应用所学完整地分析一个工程实例，这样久而久之学生会对工程案例产生距离感，感到理论和实际一在平地一在天，甚至认为这些大型工程仿佛在白云外，遥不可及。如果在案例教学中不仅给学生介绍工程案例作为学生学习的最高理想，而且更多地介绍生活中身边的案例，引导学生应用所W解释分析一个简单现象，这样更能加深学生对知识的印象和运用知识的能力。从这个角度讲工程案例和身边小例就像是诗和词，诗是言志，让人壮怀激烈；而词则多描写生活琐事抒发情感，让人有生活情趣。两者应兼而有之，不可偏废。

例如，在学习斜截面上的应力计算公式时，通过扭断粉笔的简单示例，比较其与低碳钢的断面区别，为了解释断面位置不同这个现象，再引导学生推导斜截面上的应力公式；通过包装袋上的锯齿状边缘或药品袋上的剪开小口说明应力集中的现象；通过讨论钢尺受压弯曲、展开纸张和卷成圆筒的纸张的竖立实验，让学生体会受压杆件的极限承载力不仅与其截面面积有关而且与其截面形状有关，为欧拉公式的推导做好铺垫；通过竹子等横截面形状说明截面几何形状与结构刚度间的关系，让学生对自然产生敬畏，更好地体会万法自然。

三、反客为主，共同探讨

“材料力学”的理论性强，传统以教师为主导的单向讲授方式枯燥无味，变单向讲授为双向探讨、交流，以学生为中心，教师引导其思考、解决问题，以激发学生主动学习的积极性，培养学生积极思考的能力。本文通过引导学生对能量法进行探讨，加深了学生对基本概念、理论和方法的理解。

（一）引出问题

孙训方编《材料力学》（I）第二章中[3]，例题2-5，图1（a）所示，杆系由圆截面钢杆1和2组成。已知杆端铰接，两杆与铅垂线均成α=30°的角度，长度均为l=2m，直径均为d=25mm，钢的弹性模量E=210GPa。设在结点A处悬挂一重量为P=100kN的重物，试求A点的位移A。

此时，提出疑问，引导学生讨论。观察两种方法的计算结果，发现完全吻合。不禁让人产生疑问，因为，在以往理论力学的概念中，能量法可以理解为一种精确的解法，而例题2-5中以直代曲是一种近似方法，所以，这两种方法的计算结果应该有差异才对，可是为何例题2-5和2-6的结果完全一致？（连表达式都完全一致！）这种结果不可以用简单的“殊途同归”或“异曲同工”来解释。

（二）更进一步

带着上述疑问再来探讨教材[5]中的习题2-13。

习题2-13，图2所示A和B两点之间原有水平方向的一根直径d=1mm的钢丝，在钢丝的中点C加一竖直荷载F。已知钢丝产生的线应变为ε=0.0035，其材料的弹性模量E=210GPa，钢丝的自重不计。试求：（1）钢丝截面上的应力（假设钢丝经过冷拉，在断裂前可认为符合胡克定律）；（2）钢丝在C点下降的距离；（3）荷载F的值。

旧惑未解又添新愁！发现本该“殊途同归”却变成“殊途殊归”，两种方法竟然得到了两个截然不同的结果。显然，用能量法计算的结果错了，究竟错在什么地方呢？

（三）深入讨论

仔细观察例题2-6和习题2-13求解过程，发现应变能是按定义计算的，应该没有错误；如果出错，肯定是外力做功计算错误，而外力做功似乎也是按照定义计算的！要确定外力做功计算的正确与否，必须重温其概念。教材[6]在讲述功能原理时，外力做功的推导以一个轴向受拉杆为例，前提是在线弹性范围内，则外载荷F与杆的变形量l成线性关系（图4所示），此时，外力做功才可以写成下面的形式（例题2-6、习题2-13中的形式）：

W= Fl （5）

图4 弹性范围内载荷与变形的关系

面对上述结论的适用范围，自然就会问，单个杆件的变形与外载荷之间是线性关系，那么由杆件组成的结构中某节点的位移与外载荷之间是否依然保持这种线性关系呢？为了弄清这个问题，我们重新回顾例题2-6，研究A点位移A与外载荷P之间的关系。

图5 杆系变形几何分析

显然，在图5中，节点A的位移A=AA'，而A'是分别以B为圆心，以BA1长为半径和以C为圆心，以CA2为半径的两个圆弧的交点，由几何关系可知：

略去高阶无穷小后，上式可化简为：

考虑到，

所以A点的位移又可以写为：

这就是外载荷与A点位移间的关系，它们并非简单的线性关系。进一步化简后发现：

化简过程中略掉了高阶微量A2，发现A点的位移与外载荷近似成线性关系，然而在例题2-6中直接默认了这种线性关系存在，所以不加讨论地使用公式W=PA/2进行外力功的计算，这也是例2-6与例2-5的结果完全一致的原因。从这里也可以发现，“材料力学”中的能量方法并不同于理论力学中的能量方法，它是一种工程近似方法。至此，一个疑问已解决。

如果不假思索地直接运用式（5）计算外力做功，这样容易给学生造成误导，误以为所有情况下式（5）均成立，因此，也就出现了习题2-13中用能量法得出错误结果的情况。那么，在习题2-13中，外力F与C点的位移之间是否也存在线性关系呢？

图6 钢丝变形几何关系

从图6中可以看出，有如下几何关系成立：

注意到，FN = ≈ = ，代入上式可得：

发现外载荷F与C点位移并不是线性关系而是三次函数关系，所以计算外力功时不可以直接使用公式W=F/2，而需要根据功的定义，先计算微功然后再积分得到外力功，亦即

所以，正确的功能原理应写为：

解得，F=96.56N。

此时，由功能原理求得的结果与受力分析获得的结果才能吻合。而且，容易看到，能量法的计算结果与受力分析的计算结果并不完全一致！至此，所有疑问均已解决。

（四）归纳总结

以上通过两个题目采用不同方法求解，然后提出疑问，组织学生深入讨论，最终引导学生解决疑问。这会让学生更加深刻地理解“材料力学”中的能量方法是一种小变形假定下的工程近似方法而非精确解析方法；应用能量法求解问题时，外力做功的计算不能一味的套用式（5），而需根据外力与位移间的关系具体对待，只有当外载荷与节点位移成线性关系时，式（5）才成立；当外载荷与节点位移间不存在线性关系时，需要根据功的定义，先计算微功然后再积分得到外力做功。

结合“材料力学”课程的自身特点，文章围绕如何提高学生学习兴趣和如何加深学生对理论方法的理解两方面问题，在课堂教学方面做了一些初步的思考和尝试。通过情理交融，融入人文情怀，让学生感受“材料力学”的美，培养其对“材料力学”的兴趣；通过随地取材的教学案例，让学生体会到“材料力学”既可顶天又能立地，培养学生观察生活、体味自然的习惯；通过提出疑问，组织课堂讨论，让学生更加深刻、透彻地理解“材料力学”中的理论方法，从而避免出现生搬硬套公式的现象。

材料力学论文:基于案例驱动式材料力学课程教学的探索与实践

摘要：材料力学是一门理论与实际紧密结合的专业基础课，为提高学生的学习兴趣，拓展学习的深度和广度，采用案例驱动式的教学。在课堂上结合工程案例讲解，并鼓励学生独立思考、自主建立力学模型，进一步通过分组合作完成案例的分析，并提出解决方案。这种教学模式以“研究性的学”代替“传统式的教”，有助于学生的理论与实践有机结合。

关键词：材料力学；工程案例；研究性教学；学生为中心

材料力学是一门理论与实际紧密结合的专业基础课，重在培养学生对工程设计中强度、刚度、稳定性问题的分析能力。在传统教学模式中，学生的学习以被动式为主，缺少分析讨论、综合概括、质疑发现等主动式的学习训练环节。另外，尽管材料力学课程内容本身与实际工程紧密相连，但学生不了解如何将实际工程问题抽象为力学模型和定解条件。因此，为了更好地培养学生的创新思想和创新能力，提高学生应用材料力学知识解决实际工程问题的水平，我们对传统教学方法加以革新和突破，探索案例驱动式的研究性教学模式在材料力学课程教学中的应用。

一、案例驱动式的教学理念及改革路线

案例驱动式的研究性教学是一种教与学相互统一、相互提高的过程。这种教学方法借助案例材料提供的信息，学生在教师的组织引导下，运用所掌握的基本理论来探究案例问题、提出解决方案。我们的教学理念包括：以学生为主体，以案例为教学载体，以多种教学模式为手段，以“研究性的学”代替“传统式的教”。

基于此，我们建立了如下的改革路线图，具体包括：（1）每章课程开始之前，引入适合课程教学的具有前沿性、基础性与交叉性的工程案例问题；（2）在研究性教学过程中，引导学生独立思考、自主建立力学模型；（3）课后，结合网络学习与团队学习等新的教学形式，激发学生的学习热情，扩展课外的自主学习空间；（4）课程结束时，用教学的全程考核来评定学生最终的课程成绩；（5）项目执行中，由组成员分工听课、发放调查问卷，对新型教学模式进行监控，必要时进行适当调整。

二、案例驱动教学的新举措

1.教学思路上，由传统的“知识点讲解型”转变为“案例驱动型”，从而将实际生活及工程实践中的材料力学问题融入学习中。如：讲拉压静不定时，引入“三个和尚没水吃”的寓言；在讲截面的几何性质时，结合古代“七根筷子”的故事；在讲动应力的概念时，引入飞针穿玻璃的例子；在讲解提高弯曲强度的措施时，结合桥式起重机改造和家庭用晾衣架的设计；在讲压杆失稳时，结合了脚手架倒塌和海洋石油平_失效等工程事故的案例等。通过案例驱动的教学，极大地提高了学生的学习兴趣，拓展了学习的深度和广度。

2.教学方法上，坚持启发式、参与式教学。根据具体情况有针对性地、循序渐进地提出问题，如：在讲轴向拉压杆横截面上的应力时，首先提示学生关键是正应力的分布；又提示应力看不见摸不着，学生可以想到分析“变形”，因此进行变形规律试验，且由表及里需要“平面假设”；进一步提示需要“应力―应变”的胡克定律获得应力分布规律；随后，由静平衡方程，推出正应力公式；当然，最后还需要学生考虑这个计算公式的适用条件，从而引出圣维南原理。这样，学生会对这一部分内容很有兴趣，并对知识的来龙去脉有了清晰的认识。同时，为节省出课时用于案例研究，教学内容上采用类比方法及框图的方式归纳总结各部分间的关系。

3.在教学形式上，选取一些具有承前启后性质的章节，进行翻转课堂教学，这个过程中学生之间可以互相质疑、纠错、指正。同时，案例教学过程中，将学生分成几个学习小组，进行分工讨论交流，并利用网络学习资源查阅资料，提出案例问题的解决方案、进行数据分析，并最终撰写总结报告、进行答辩。

4.课程结束时对学生进行了问卷调查，为进一步改进课程的教学积累了宝贵的资料。问卷设置问题包括：课程授课形式、教学重点难点内容、案例大作业难度、学生学习感受及意见和建议等方面。其中，关于“研究性大作业的设置频率”，大部分同学认为合适的频率为“每章一次”或“更少”。至于研究性学习过程中“最大的困难”，约10%的学生选择“没有时间完成讨论题”，约17%的学生认为“不知道如何解决”，超过半数的同学选择“不知道解决方案应该做到什么程度”，这表明大多数学生能够及时掌握课堂授课知识，并能学以致用，同时也正反映出案例的开放性，另有约7%的学生认为是“其他困难”，包括“不知道如何表述自己的解决方案”“无法拓展思路”等。关于案例驱动式教学的“课堂效果”，接近3/4的学生认为“好”，学生评价研究性课堂不仅能够提高他们的学习兴趣和热情，且增强了应用这门课的知识解决实际问题的能力。

三、结语

经过连续多个学期的改革实践检验表明，这种教学模式能够激发学生的学习积极性，拓宽学生的知识视野，增强学生的独立思考能力和创新能力，因而取得了较好的课堂内外教学效果。通过在此提出两点建议：（1）在教学过程中引入工程案例进行分析、讨论，势必占用课时，因此，为更好地保证教学效果，必须精心选取工程案例，同时合理划分学时计划；（2）为成功实现基于案例驱动的教学形式，需要重点研究如何对课程的期末总成绩进行有效评价，尤其是各组案例大作业成绩的给定，为保证在这一评价过程中做到公平、有效，我们认为需要多个案例大作业分阶段考察，且每组人数限制在2―3人左右，并明确每个成员具体的贡献。

材料力学论文:材料力学课程案例教学的实践与建设

[摘 要]案例教学是一种有效的教学方法。通过将案例引入材料力学课程的教学，课堂上的互动氛围活跃了，讲授理论时学员的注意力也更集中。在案例教学中要注意两点：一是教员选择讲解的案例要有典型性，分析方法要有一般性；二是案例的选择和难易度的把握，特别是由学员分析的案例要提前布置，而且难度不能太大。学员是从学校到学校，没有接触过工程背景的问题，需要讨论或查阅资料，所以要多给学员一段时间，更重要的是会打消学员的学习兴趣。

[关键词]材料力学；冲击载荷；案例教学

目前材料力学课程教材中的例题或习题，多是简化好的力学模型，学员看到的都是简图，而他们是没有任何工程背景的二年级学员，感到学习的理论和实际是脱节的，所以根据课程特点采用案例教学是一种有效的方法，可拉近课程和学员的距离。这不仅可以激发学员的学习兴趣，调动学习的主动性，更重要的是使学员对力学知识的用途有更深层的认识，可提高学员的力学建模能力。本文以冲击载荷为例，介绍案例教学的具体实施步骤，然后总结材料力学案例库的建设。

一、案例教学的步骤

冲击载荷是材料力学课程动载荷章节中的重点内容之一，采用案例教学法，分四步组织教学。

（一）案例呈现，激发学习兴趣

案例①：由于绳断裂，蹦极者落入鳄鱼河的水中。

案例②：绳没断，但蹦极者落入水中，被鳄鱼咬掉了头。

案例③[1]：2007年8月，位于大连星海公园的蹦极项目出现了一次“意外”：一个小男孩从55米高的跳台上跳下来时，一头扎进了海里！令人宽慰的是，落水孩子仍旧被保险绳牵引着，并且浮到了海面上。救生艇赶到把孩子救了下来。孩子上岸后连吐了很多口海水，由于获救及时，神志很清醒，经过全面检查，孩子没有大碍。

（二）提出问题，探索理论依据

问题：试建立力学模型，分析事故原因。

分析人和绳组成的系统，人为冲击物体，绳为被冲击物体。根据人与绳的特点，提出基本假设：①人抽象为刚体，即冲击物体的变形不计；②绳是变形体，其重量不计；③人自由落体运动时，对绳没有作用，当下落高度和绳的长度相等时，人对绳有冲击作用，认为人和绳共同运动，即冲击物体和被冲击物体接触后共同运动；④冲击过程中绳的变形保持弹性变形，即满足胡克定律，其弹性模量不变。冲击问题的特点是持续时间短，冲击力随时间的变化难以准确分析，其精确计算十分困难，一般采取近似方法，认为冲击过程中只有机械能和变形能的转换，忽略其它能量的损耗，如不发声、不发热，因此采用能量守恒原理解决冲击载荷问题，由于不计能量损耗，所以能量法计算偏于安全。

（三）建立模型，求解力变形

人与绳索相连，绳索另一端牢牢固定在平台上，开始人静止在平台上，然后自由下落。设人的重量为W；绳索横截面积为A，长为l，弹性模量为E，模型同材料力学教材中习题。[2]

如果人静止挂在绳索的下端时，绳索的变形是其原长的1/60，动荷因数Kd = 12，绳索的最大伸长量Δd = KdΔst = 0.2l。

（四）分析原因，提出合理建议

案例①中蹦极者坠河的原因：依据动应力的计算分析，说明绳索动应力超出允许范围，导致绳索断裂。案例②和案例③中，绳未断造成蹦极者落水的原因：可能选择了刚度偏低的绳索，因为Δst偏大，导致Δd增大；可能选择了刚度够，但偏长的绳索，导致ld增大；按报纸上对事件的描述，小男孩“胖乎乎”，属于体重比正常孩子偏大，导致绳索动变形过大（超过设定值），工作人员可能忽略此点，导致事件发生的原因。

建议：正规的蹦极设施具备不同规格的弹性绳索（一般按伸缩长度、拉伸刚度来标定），这些绳索事先经过专门测试并贴有规格标签。蹦极前要认真查看绳索的规格，选择与自己体重相适应的弹性绳。

二、案例库的建设

通过案例教学的实践，发现学员的学习兴趣高了，比如在看完蹦极者掉入河里，被鳄鱼咬掉头的视频后，都想知道其理论依据，避免今后亲身体验时出现同类事情。学员发现问题、提出问题的意识有所增强，比如讲授组合变形时，学员就提出丝锥攻丝时丝锥折断的问题，比萨斜塔不倒的现象，讲授压杆稳定时，提出银枪刺喉的杂技。学员建立力学模型、分析问题的能力有所提高，丝锥折断的例子在扭转变形时提出，讲到组合变形时，学员自己就想到当时分析的不足。学员提出切身体会的例子，如训练中有时会看到或听到学员骨折，班里某某学员提出训练时腿骨骨折的问题，通过分析学员真正感受到力学知识的学习可以使平时训练更科学。

因此通过调研、收集分析案例，将积累的案例建成案例库，供教员和学员应用。案例库中具体案例分为生活案例、装备案例、其他案例（工程、体育等）。[3]

案例库可以教员和学员的身份登录。教员登录可完成添加案例、管理案例、选用案例、评价学员、管理学员等功能，添加案例功能是教员完成案例上传，包括案例背景、问题提出、建模理论分析、事故原因、扩展内容或思考。管理案例功能是修改或删除；选用案例是为学员选择具体哪些案例供学习和参考，也可选择具体案例中的背景、问题，等学员分析上传报告后，再选择原因分析、扩展思考问题等模块，供对比和完善自己的分析报告。评价学员是对学员上传的报告，及时给予批阅，提出修改建议。管理学员是对授课班次中的学员，授予其使用案例库的权限。学员登录可完成查看案例、选择案例分析并上传，查看教员对报告的评价。查看案例功能是可看到教员选择好的案例和案例中的具体模块。

三、小结

通过将案例引入材料力学课程的教学，课堂上的互动氛围活跃了，讲授理论时学员的注意力更集中了，课下案例分析时也用心了，和教员探讨分析的次数也多了，总之学员的学习积极性提高了，这说明学员是愿意接受挑战的，因此教员要努力收集分析新的案例，不断完善案例库。

案例教学是一种有效的教学方法，通过实践发现，在案例教学中要注意两点：一是教员选择讲解的案例要有典型性，分析方法要有一般性；二是案例的选择和难易度的把握，特别是由学员分析的案例要提前布置，而且难度不能太大。由于学员是从学校到学校，没有接触过工程背景的问题，需要讨论或查阅资料，所以要多给学员一段时间，另外如果案例的难度偏大，不仅完不成，更重要的是会打消学员的学习兴趣。

材料力学论文:信息化环境下材料力学翻转课堂的教学实践

[摘 要]项目组依据建构主义学习理论，设计了信息化环境下材料力学翻转课堂的教学环节，开展了教学实践，并Ψ转课堂的实施效果进行了总结和反思，探索了在现代教育理论的指导下，如何充分尊重学生学习的主体性。

[关键词]信息化；材料力学；翻转课堂；教学实践

材料力学课程作为我校机械类各专业的重要学科基础课，学习的目的在于为后续课程以及未来的工作搭建一个扎实稳固的基础性支撑平台。随着现代教育技术的发展，教育信息化的普及，材料力学课程的教学模式应该转变为把学习的主动权放给学生，充分尊重学生学习的主体地位。

笔者依据建构主义理论，设计了信息化环境下材料力学翻转课堂的教学环节，开展了两次翻转课堂的教学实践，探索了在现代教育理论的指导下，如何充分利用信息资源，优化课堂教学，促进学生的自主协作学习和深度学习。

一、信息化环境下材料力学翻转课堂的教学实践

（一）信息化学习资源的建设

有丰富的网络学习资源作为支撑，才能更好地开展信息化环境下的自主学习、小组协作学习，保证翻转课堂的顺利实施。本课程搭建了在线网络教学平台和课程网站。

在网络教学平台上有24个一级栏目，包括教师授课的教学课件、教学日历、教学笔记、翻转课堂学习任务书、形成性评价成绩等栏目，并对全校学生全方位开放。另外平台上有教学邮箱、答疑讨论等栏目，实现了学生与教师之间、学生与学生之间及时的信息交流互动，充分营造了交流讨论的学习氛围，保证了教师能够及时发现学生学习过程中的问题，及时对学生学习的指引，使学生充分把握自己的学习进程与状态。

课程网站有17个一级栏目，有教师的全程授课录像、自学辅导系统、考研加油站等。两套网络资源彼此配搭，为学生的自主学习提供了信息丰富的网络学习资源。

（二）教学目标的设定

教学目标的设定以学生为中心，充分考虑如何引导学生积极主动地参与学习，帮助学生进行更高层次的学习，锻炼和培养学生的综合能力，促进学生全方位的发展。

各环节的教学目标设计：

1.基本概念知识点的教学目标设计：强化课程的基本概念，帮助学生建立学科基础。

2.建立知识点之间逻辑关系的教学目标设计：通过发现和探索各知识点之间的逻辑关系，培养学生的自学能力、洞察事物本质的能力、团队协作能力，帮助学生养成良好的思维习惯。

3.扩展知识点的教学目标设计：将已经内化为学生已有知识的知识点进行扩展、推广、延伸，培养学生的创新能力和解决问题的能力。

（三）信息化环境下的翻转课堂教学活动设计及实施

1.课前学习活动

根据学生平日里的课堂表现与作业完成情况，在充分了解学生过往的学习状态和目前的学习情况下，将学生进行分组。分组的原则基本上是自由组合，每一组4-5人。组内成员确定一位学，组长的职责是管理督促本组组员，并负责老师与学生之间的双向沟通。

教师将设定好的学习目标和学习任务单，连同学习资源指引一并公示在教学平台上，指导学生课前的自主学习。组长在课余时间组织小组同学首先学习老师设计的学习目标和学习任务单，清楚明白任务后，组织本组同学学习教师提供的视频资料、授课课件，并查阅相关的文献资料，形成小组学习报告，将小组在学习过程中遇到的疑惑、问题形成学习报告一同提交在网络教学平台上。教师审阅学生的学习报告，并针对学习报告反映出来的问题给出进一步学习的建议和指导。同时教师研究学生学习过程中遇到的疑惑问题并进行归类整理，找出共性问题以及需要特殊指导的个性问题。将个性问题在网络教学平台的答疑讨论栏目与小组成员进行交流讨论，教师一般是继续给出问题，指引学生查阅哪些资料，引起学生的思考，而不给出明确的解答。

小组同学针对老师的建议进行第二轮的学习，修改小组学习报告，重新梳理学习过程中的困惑疑问。小组整理第二轮学习报告提交。教师再一次审阅报告，梳理学生的疑问。在这一次的审阅中，教师基本上掌握了学生的学习状况，了解了学生的困惑，清楚明白应该向哪个方向引导学生的讨论，拥有了为下一步课堂交流活动进行设计的依据。

2.课中交流讨论

由于上课前教师将学生产生的疑问进行了整理，课堂交流讨论环节就能比较有针对性地引导学生解决疑问，帮助学生完成知识的内化，促进更高层次的推理思维的养成。

课堂交流环节按学习小组进行，教师根据学生的分组名单随机抽取一位学生登台讲课，讲课时间控制在8-10分钟。讲课完成后其他组同学针对学习过程中产生的疑问困惑、讲课过程中产生的新疑问、讲课组的学习效果和学习质量进行反馈，讲课组的全体成员随时解答问题。

书记员记录交流过程中学生提出的所有问题，以便老师课后反馈。所有小组交流完毕，由班长对全班同学的课堂表现、讨论情况、学习效果进行总结评价。

教师对本次翻转课堂的效果进行总结，并对学生提出的问题做进一步的分析、阐述、解疑。由于经历了课前两轮的学习以及学生之间的交流讨论，学生剩下的疑问也就很少了，再通过教师稍微的点拨学生的疑问就全解决了。

3.课后总结反思

课程结束后，教师问卷调查，让学生自己总结、反思在本次翻转课堂学习中有哪些收获，翻转课堂的学习形式锻炼了自己哪些方面的能力，对比其他同学，自己在哪些方面做得好，在哪些方面存在不足，在未来的学习与人生成长中，自己应该在哪些方面有所突破，应如何克服自己的弱项，如何提高自己与他人之间的交流、沟通、表达能力。

4.学习效果评价

开课起初成立翻转课堂评价小组，小组成员由两个班的班长、课代表、学习委员、学生代表组成。教师要求评价小组首先制订评价标准，提交给教师，教师提出修改意见，评价小组再进行改进，直到设计出能够全面评价学习状态与学习效果的翻转课堂评价方法。

材料力学论文:结合工程的材料力学课程大作业教学实践

摘要：为培养学生工程素质和应用能力，在材料力学课程教学中设计大作业，引导学生进行模型简化、分析计算、设计测试方案、测试数据处理等，与课程理论紧密联系，锻炼学生综合素质。以张弦桁架张拉分析为例，从大作业要求、简要分析和案例小结三个方面，细述大作业实施过程。最后对教学实践中的一些细节及大作业教学实践价值进行了总结。

关键词：材料力学；大作业；教学方法；工程应用

材料力学课程是工科院校机械工程等较多专业的专业基础课，该课程的特点是理论严密、逻辑性强并且与工程实际紧密联系，如何将材料力学课程教学与培养学生的工程应用能力和创新能力相结合具有重要意义。近年来，随着高校教育教学改革的不断深入与广大教师的不断实践，越来越重视学生的工程应用能力和创新能力的培养[1-6]。笔者在教学实践中将工程实践知识与学生动手能力和实际应用能力相结合，开发紧密联系工程的课程大作业，培养学生对材料力学课程知识的综合应用能力和工程素养。

一、材料力学大作业的教学设计

大作业的设计一般要求结合一定工程背景，提供相应图纸、参数、工作原理等，锻炼学生读懂图纸、提炼力学模型的能力；大作业的内容结合专业知识、工程实例或相关后续课程，列出一定的参考书及参考文献，需要学生学会阅读，自主学习；大作业的设计最好采取开放式的结论，给定设计参数让学生分析研究方案，或给定必要功能进行相关参数的设计。限于篇幅这里仅列举某张弦桁架张拉过程分析得工程案例案例。

1.某桁架结构张拉应力测试与分析案例。某体育馆张弦桁架屋盖结构，最大跨度115米，单榀最大重量约128吨。以某一榀桁架为例，可简化为由屋盖主桁架、撑杆和张弦等三部分组成的平面桁架，如图1b所示。屋盖组装完成后，通过张拉机构收紧张弦AB，使屋盖主桁架DABE起拱至设计高度，屋盖成形。

2.作业要求。①某一榀桁架简化为平面桁架，由设计图纸给定各节点坐标。在施工过程中，张弦AB两端同时张拉，撑杆上端与主桁架铰接，下端与张弦间可自由滑动，并能保证撑杆始终保持竖直。试分析该平面桁架的超静定次数。②求解该超静定结构。假设已知主桁架的抗弯刚度EI，轴力和剪力引起的变形忽略，重力均匀分布。③已知主桁架总重105吨，索重67.4kG/m，忽略撑杆重。各节点应力及跨中挠度由实测给定。试计算主桁架的近似抗弯刚度。

3.简要分析。由材料力学知识分析，该结构可简化为一次超静定结构，去除张弦得到其静定基如图2。

变形协调条件为重力和张力共同作用下U■点的挠度为零，即可求得张弦的张力与重力之间的关系。

4.案例小结。这是一个实际工程问题，考查了学生以下方面的知识和能力：（1）考查了学生对超静定结构的分析能力，和解决超静定问题的能力。（2）该案例是工程实际问题的简化模型，但实测数据来自工程，在理论分析与工程测试之间的关系上，考查学生综合分析解决问题的能力。（3）由于结构复杂，对于张弦结构、张弦施工、胎架等工程问题，学生没有接触过，考查了学生的学习能力和理解能力。

二、材料力学大作业的实践价值

材料力学大作业的教学实践引入了大量工程问题，引导学生在模型简化、设计图纸解读、试验方案等方面学习工程知识的同时，进一步加深理解了材料力学课程与工程应用的联系。材料力学大作业的实施让学生充分认识到材料力学作为基本理论分析手段在工程应用中的重要性。由于条件限制，不可能让很多同学参与工程项目研究；并且学生还没有有限元基础，分析手段略有欠缺，但通过对实测数据的分析与处理，同样起到锻炼学生分析解决问题的能力。在材料力学课程教学过程中，结合实践性教学环节锻炼和培养学生的综合素质是当代大学教育改革的一个显然趋势，很多教师和同行都提出了许多很好的方法。本文仅是教学过程中的一个小的实践，在结合工程实际合理选题、优化课堂教学内容与课外学习之间的关系、培养和调动学生参与积极性等方面还需要不断改进，作者希望通过本文起到一个抛砖引玉的作用，希望得到同行的批评指正。