發布時間：2022-04-17 05:31:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇材料力學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、培養學生學習興趣，提高學生學習主觀能動性
相比材料力學課程的枯燥而言，理論力學可以說是土木工程專業力學系統相對簡單的課程，是入門課程，而且它和大學以前學過的物理、數學結合得較緊密，學生學習起來會感到輕松一些。而材料力學則將學生帶入一個全新的世界，這個世界如果能讓學生感到精彩，他們就會學得不亦樂乎;若這個世界讓學生覺得乏味，他們就會自暴自棄。因此如何培養學生的學習興趣，使他們主動去學習就顯得非常重要。一般土木工程專業的學生在大一已學過土木工程概論，但在教學過程中發現，許多學生仍對土木工程專業的內涵比較模糊，對材料力學在土木工程力學“家族”中的地位也不甚明了。因此，在教學過程中對緒論這部分內容必須給予重視。然而一些教師不注重緒論的講解，僅作一些簡單的介紹，甚至一筆帶過直入正題;學生則更是不重視。筆者認為這種態度是不正確的，將嚴重影響該課程的后續學習。筆者在緒論部分的教學中，除了介紹課程的基本信息、目的要求、主要內容外，還特別向學生介紹了課程知識的應用前景和學習方法。應用前景包括該課程與后續結構力學、混凝土、鋼結構等課程的關系，該課程知識在建筑結構、混凝土設計等專業課程，以及土木工程二級學科中的應用情況等。學習方法包括如弄清基本概念———思考、觀察、讀書、實驗，注重知識獲取過程———公式推導，認真完成作業———理解、體會、舉一反三等。最后向學生推薦一些經典書籍和學習網站，供其課外閱讀所用。
二、優化課程，推進教學內容與教學方法的改革
當今時代的發展，要求高層次工程技術人員必須具備堅實的力學理論基礎。材料力學是力學理論體系的重要環節，在幫助學生明確工程概念、解決實際問題方面，發揮著夯實基礎和啟蒙引導的作用。隨著高等教育的改革和發展，教育體制和課程設置以及學時分配都發生了重大變化，教學中往往出現教學課時不斷被壓縮、教學方法單調陳舊、實驗課程不受重視、實踐教學機會較少等問題。要解決這些問題，教學改革顯得刻不容緩。
(一)整合教學內容，力求主次分明
材料力學課程內容涉及范圍較廣，有固體力學、材料學、電磁學等諸多學科，因此，教學內容必須主次分明，要抓住課程主線和重點，同時也要緊密聯系土木工程專業，做到有的放矢，使學生在有限的時間里學到最需要的知識。傳統材料力學教材的內容體系一般為“拉壓→扭轉→彎曲→組合變形”，其規律是由簡到繁、由易到難，這種教學次序較為經典，但也存在教學起點低、內容重復多、課時量大等缺點。因此在教學過程中，首先應立足于土木的房建結構，對其各個部位進行受力分析，引導學生將這些構件簡化為力學模型，然后再思考這些模型的共性，對其應力、應變情況進行集中分析比較。比如框架結構的柱，除了受壓以外，還受什么作用?設計柱的時候，長細比對其有什么影響?柱的截面形狀到底選哪一種才好?又比如陽臺和雨棚，除了彎曲之外，還受什么作用?如何去改善它們的受力狀態?在教學過程中遵循歸納—演繹的模式，始終抓住“外力—內力—應力—變形”的主線，以“內力圖—應力狀態—強度理論”為具體內容，強化知識的貫通與滲透，引導學生從本質上理解各種基本變形的內在聯系。在具體的教學內容上，重點學習拉壓、扭轉、彎曲和組合變形，而對超靜定、壓桿穩定等問題可作適當的簡化。還可結合教師的科研成果，對相關知識進行適當拓展和延伸。
(二)教學方法與手段多樣化，力求教學模式的創新
1．教學方法的創新
傳統的講授法教學存在較多缺陷，比如單一的注入式難以實現教學互動等，因此，課程教學方法應整體轉型，根據課程內容由單一方法轉變為多種教學方法的靈活組合。如由教師提出話題，與學生進行課題討論。這種討論并不只限于“答案”的討論，而是從“問題”提出“新問題”的討論，引導學生由權威灌輸過渡到質疑理解，經歷求解過程，給予學生更多獨立思考的機會。筆者在課堂教學過程中，常常采用問題法、討論法、練習法等教學方法，注重引導、啟發學生的思維。特別是在引入一些重要概念的時候，先闡述概念的產生背景，提供一個恰當的案例，由學生提出問題，并思考解決方法;在此過程中教師參與學生話題的討論;最后對概念進行實踐運用，挑選典型練習，從模仿性練習到創造性練習。鼓勵學生抓住本質溯本求源，“打破沙鍋問到底”，而不是依葫蘆畫瓢。重視學生自學能力的培養，可安排學生以宿舍為單位形成學習小組，自行閱讀相關參考書。對一些課后題和教材的某些章節，可由各小組代表分別為全班學生講解，教師僅進行總結評價，比較各種解題方法和講解模式，引導學生找出最優方式。此外，鼓勵學生課外多閱讀相關書籍資料，推薦學生觀看愛課程網中南京航空航天大學鄧宗白教師主講的材料力學漫談;閱讀劉鴻文的《材料力學》，徐芝綸的《彈性力學》;利用校內網下載《力學與實踐》雜志的有關材料力學論文等。另外，學院還為學生專門安排每周一次2學時的答疑課，一般是教師和學生一對一式。利用這些機會，教師可以充分了解學生的學習狀態、內心想法等，增進師生間的了解，為課堂教學打下良好的基礎。
2．教學手段的創新
隨著科學技術的發展，特別是多媒體的出現，教學手段更加現代化。課件制作質量直接影響著學生的學習興趣。可在課件中穿插大量的圖片和視頻，增加有關材料力學領域科學家的生平、事跡與工程案例。比如在講解壓桿穩定這部分內容時，以塔吊為例，可向學生提問:塔吊為什么要采用附著這一措施?附著應該設在什么位置?又如播放冷兵器時代的影視視頻時，可提問:如果青銅兵器和鋼鐵兵器碰在一起結果會如何?如何提高兵器的戰斗能力?在解答這些問題的過程中應引導學生聯系理論公式去思考。由于這些技術和內容與課程要求聯系緊密，使得該課件不僅不是教材的翻版，而更像是一本講故事的書，增加了課堂教學的趣味性。除多媒體之外，課堂教學還應充分利用各種簡單的小道具。比如用幾個砝碼和三合板片就能演示梁的彎曲、截面的幾何性質、壓桿穩定等。此外，為了貼近生活，激發學生的學習興趣，加深學生對知識的理解，還可設計許多通俗易懂的小實驗，粉筆、書本、教室的各種建筑材料等都可以拿來作為材料力學課程的教學實例進行講解。
(三)重視實驗實踐，力求學以致用
實驗教學作為材料力學課程的一個重要組成部分，對提高學生實踐能力、設計能力具有重要意義。但由于實驗設備數量和實驗課時的限制，材料力學課程實驗只開展了純彎曲梁正應力、電測法測定材料彈性模量E和泊松比μ實驗、懸臂梁靜應變三個實驗。而且由于是分組實驗，個別學生往往濫竽充數，抄襲別人的實驗數據應付了事。為了解決這一問題，一方面開放實驗室，給學生留有充足的實驗時間，同時也充分發揮設備資源的作用;另一方面在實驗報告中添加實驗小結一項，要求每個學生寫出不少于200字的總結，內容可以是對實驗的認識、誤差的分析或其他相關感想等，嚴禁出現雷同，促使每個學生都真正參與實驗，并有所收獲。如有學生在實驗總結中這樣寫到:“實驗雖看似簡單，但眼高手低，在將理論轉化為操作的過程中，有很多細節需要考慮，以此類推，使我認識到了理論知識與實踐工程之間的差異。”此外，還要求每位學生在期末完成一篇材料力學課程小論文。內容可以涉及教材任何一部分的知識，但須與土木工程專業相關的實際工程相聯系。這就促使學生將理論與實踐相結合，按照調研→分析→理論→應用的思路，將實踐與理論有機聯系起來，做到學以致用。
三、綜合評價，改進傳統的考核機制
考核評估是保證教學質量的重要手段之一，傳統的僅憑期末考試或期末考試加實驗成績的評價機制不盡合理。因此，改進傳統的課程考核機制是非常必要的。鑒于實驗的重要性，目前聊城大學建工學院已將材料力學和土木工程材料課程實驗獨立為一門課程，共計1個學分。不計實驗成績，材料力學課程最后考核成績中平時表現占總成績的10%，期中考試占20%，期末小論文占10%，期末考試占60%。這樣既考查了學生平時學習的情況，也考查了學生最終掌握知識的程度，比較合理。四、結語目前普通本科院校的材料力學課程教學仍存在較多的問題，實驗室建設水平和實訓條件也有待提高。在這種情況下，推進教學改革并不容易。材料力學課程作為一門土木工程專業重要的專業課，其教學改革值得關注。教學中應創新教學方法和模式，堅持“以學生為本”，充分調動學生學習的主動性，激發學生的學習熱情，努力提高教學質量，為社會發展培養優秀的專業人才。
作者：倪振強 單位：聊城大學建筑工程學院
一、改革實驗內容，注重創新實踐能力培養
1.綜合性實驗（彎扭組合實驗、等強度梁實驗、壓桿穩定實驗等）
此類實驗可以強化學員對理論知識的理解和應用，并了解、掌握電測法實驗的工作原理及各種電橋的組橋方式和使用方法。借助于多媒體實驗教學手段，使實驗內容結合工程實際，讓學員更生動具體的了解電測應力的測試方法和手段，加深學員對力學實驗的正確認識。
2.創新設計性實驗（桁架應力綜合分析實驗、疊梁實驗、復合梁實驗等）
以現場工程實際情況為背景，模擬現場實際問題，讓學員展開探索、開動腦筋。學員可以根據自己的學習興趣和能力設計不同深度的實驗，并親自動手完成各種實驗。例如，根據學校操場主席臺的桁架結構，做出相應的桁架模型。學員可以根據現場實際情況，模擬、設計現場各種工況。先進行理論計算，再進行ANSYS的仿真計算，最后進行試驗測試并采集數據，把理論數據、仿真數據和試驗數據進行對比，發現并分析數據出現異同的原因，結合所學知識開動腦筋解決問題。學員在實驗過程中可以鍛煉發現問題和解決問題的能力，掌握了電阻應變片的粘貼技術和測試原理以及更多地了解了電橋電路在實際工程中的應用。
二、改進實驗教學手段和方法，加強自主能力培養
加強實驗教學方法研究，采用多樣化實驗教學手段和方法。實驗教學方法應體現三個方面的轉移：
1.從單一的驗證性實驗轉變為綜合設計性實驗以及開放式實驗
如果說演示性實驗是理論知識的形象化和感性認識的增加，驗證性實驗是知識向能力的初步轉化，那么綜合性、設計性實驗則是對學員知識、能力、素質的全面檢驗和提高，是實驗教學“出彩”的地方。這樣才能把學員吸引到實驗室中來，充分發揮他們的聰明才智，真正在實踐中得到鍛煉，把實驗教學搞活，把所學的知識用活，使實驗教學具備不斷發展的內在驅動力，從而加強學員自主學習能力的培養。開放實驗室是實驗教學的一次升華，它不僅延長開放時間，更包括內容、手段、思想等的全面開放；不能孤立地看待實驗，應注意開放實驗與科技創新相結合，與科研活動相結合。
2.從講授實驗原理、實驗步驟轉變到傳授實驗思想和實驗方法
在教學方法上應從灌輸式轉向啟發式，倡導以學員為主體的教學理念，改變以往以教員為中心的教學模式。在實驗教學中，教員主要講授實驗原理和實驗方法，實驗方案的選擇、實驗步驟的確定都由學員完成，這樣學員可以自主學習、獨立思考、自行設計、自主操作、自由發揮，極大地提高了他們的創新意識、創新思維能力。
3.從理想化的教學實驗轉變到真實環境的科學實驗，實現虛
擬實驗和實物實驗有機結合在校園網上建立了材料力學網絡虛擬實驗室，其建立完全改變了傳統材料力學實驗的教學模式。以前采用集中授課方法講授新理論、新知識，現在學員通過在網上登錄材料力學虛擬實驗室就可以完成實驗內容的預習；以前總是為繁瑣的實驗課預約而煩惱，現在學員通過網絡預約實驗，極大地提高了預約效率。學員可以在自主選擇的時間內完成實驗，再由教員進行必要的指導、講評和批復。
三、改革實驗教學質量評價體系，體現科學公正性
在實驗考核方面，過去評價的唯一標準是實驗報告，這樣的考核存在很大的弊端。對材料力學的考核方式做了一些大膽的嘗試：
1.材料力學實驗課可獨立設課，單獨考核
由于材料力學實驗沒有獨立設課，而是作為材料力學課程的一部分，導致部分學員不重視實驗課。為了約束不重視實驗課的學員，使實驗教學不再流于形式，必須足夠重視實驗課程。
2.改變過去以實驗報告作為實驗考核的唯一標準
實行出勤率、實驗態度、實驗預習、實驗操作、實驗報告及實驗理論考試相結合的綜合性考核方法。對于實驗考核成績的記入，考試成績（包括筆試和實際操作測試）占總成績的60%，平時成績（主要是出勤率、預習報告和實驗報告）占總成績的40%。這樣的實驗考核可以實現實驗教學質量的全過程監控。真正體現實驗成績的真實性和公正性，充分反映學員的綜合能力和創新能力，并同時具有可比性和可操作性。
3.針對不同類型的實驗提出不同的考核標準
目前材料力學實驗主要有三大類型：基礎性實驗、綜合設計性實驗和開放性實驗。因此根據課程特點，以及檢驗學員的實踐動手能力、綜合設計、創新開發能力的需要，針對不同類型的實驗提出了不同的考核標準。
4.在加強實驗課程考核的同時，還須加強學員實踐能力的階段性考核
針對具體專業學員的學習目標，可以在其四年學習過程中設置兩到三次實踐技能考核，分別考核學員的基本動手能力、綜合實踐能力與創新開發能力。動手能力考核可以采用實驗操作的形式；綜合實踐能力考核可以采用抽考具體的實驗項目的形式；創新開發能力考核可以采用綜合創新類實踐活動來實現。要求學員大學四年期間必須進行一次綜合創新類活動，如全國性的設計類競賽、科技創新活動等?？傊?，這些考核的目的是為了學員在實踐類課程教學環節中有明確的目的和任務，促使學員從實踐到理論、從感性到理性的轉變，提高實踐課的層次和實際效果，培養學員的力學素質、工程素質以及創新精神。
四、結束語
通過對材料力學實驗教學的改革，提高了學員的動手能力，激發了學員做實驗的興趣，增強了學員的創新能力，受到了學員的歡迎。深化材料力學實驗教學改革，注重工程素質教育，培養創新人才，是時代賦予高校教員的歷史責任。應該積極轉變觀念，從實驗管理體系、教學方法和手段、課程體系和內容、實驗教學質量評價等方面不斷探索、實踐，為社會培養具有創新實踐能力的棟梁之才。
作者：楊創戰 劉杰 張攀博 單位：第二炮兵工程大學理學院基礎實驗中心
一、材料力學案例教學的實施
（一）以“軸向拉伸和壓縮變形”教學內容開展案例教學
改變傳統的對力學計算模型進行受力和變形分析的方法，而是以教室中的投影儀設備安裝為例，讓學生代表校方安裝負責人的身份進入角色。如：學校要在原有建筑的教室中安裝投影儀設備需要考慮哪些問題？若在新增投影儀設備自重作用時，原有教室承重結構仍能保障安全的前提下，該考慮什么問題？在投影儀設備型號、自重等已知條件下如何選擇投影儀吊桿？選擇投影儀吊桿要考慮哪些因素，選擇什么材料？吊桿截面形式和截面尺寸如何確定？帶著這些讓學生感覺無從下手又必須解決的現實問題，開始進行吊桿的受力分析和變形分析，然后在學生已學的圖學基礎上，再進行立面投影，從而抽象出教材上的力學模型；然后借助多媒體現代化教學手段，引申出工程實際中的吊車繩索、斜拉橋的斜拉桿、千斤頂、活塞桿等工程實際問題中具有同樣受力特點和變形特點的這一類變形，統稱為軸向拉伸和壓縮變形。這樣不僅讓學生理解了軸向拉伸和壓縮變形的基本概念，而且還培養了學生對具體工程問題如何進行受力分析和變形分析的力學思維，樹立了學生工程意識和解決工程問題的能力。在受力分析和變形分析基礎上，再就如何選擇吊桿材料屬性等引出軸向拉伸和壓縮試驗的必要性和具體試驗方法等。在確定了吊桿選材后，再就如何確定截面形狀和截面尺寸及橫截面面積大小和桿長短的影響引出研究內力、應力和應變等概念及其強度、剛度條件公式推導等。然后在學生自己應用強度、剛度條件選取材料和確定截面形狀和截面尺寸后，由學生總結發生軸向拉伸和壓縮變形這類工程問題的研究方法和考慮的影響因素等。這不僅理論聯系實際，增加了學生學習材料力學的興趣，也使學生的學習能力和解決工程問題的能力得到了顯著的提升，而且這種從學生到工程負責人角色的轉變，使其責任感和使命感得到了升華，真正實現了材料力學教學的目的。
（二）以“剪切和擠壓變形”教學內容開展案例教學
提前預留作業，請學生分組討論課桌與地面之間連接件螺栓主要的受力特點和變形特點，并討論：螺栓必須滿足什么條件，才能保障課桌的正常使用？舉例說明具有這類受力特點和變形特點的連接件還有哪些？這些連接件通常用在哪些地方？課堂上先由各組學生選出代表發表自己組的觀點和考慮的因素等，然后由老師來總結并分析課桌與地面之間連接件螺栓受力特點和變形特點，及為什么考慮主要變形是剪切擠壓因素而忽略了彎曲變形等次要因素；再借助多媒體現代化教學手段舉出小到生活上用的剪刀，大到工程上用的截筋機、剪板機、汽車輪軸的鏈接以及土木施工腳手架、機械零件的連接，“泰坦尼克號”等船舶、車輛，航空航天的飛機、宇宙飛船等都離不開小小的螺栓、鉚釘和鍵等連接件。在明確了連接件螺栓主要的受力特點和變形特點基礎上，用類比法建立與軸向拉伸和壓縮強度條件相似的剪切擠壓強度條件，再由每個學生自己假設自己推桌子的用力大小具體來選取課桌地腳螺栓的直徑，最后由學生一起來確定工程上選擇的螺栓直徑應該取所有同學計算螺栓直徑中的最大值。這樣的就地取材的案例式教學不僅僅是學習了剪切擠壓的實用計算強度條件，更讓學生逐步感覺自己儼然是參與到設計團隊中，增強了學生學習和未來工作的信心，開拓了學生的思路和見識，對以后分析問題時如何抓住主要因素和如何設計等起到了促進作用。同理，以學生擰瓶裝礦泉水瓶蓋、洗衣服時擰衣服等體驗和教室內的梁，學生的書、本、筆，講臺的粉筆盒、黑板擦等為案例素材，對扭轉變形和彎曲變形進行案例教學，對學生們理解基本概念，掌握其實質內容及熟練應用所學解決具體工程問題，都奠定了堅實的基礎。
二、案例教學實施的策略與評價
案例教學這種教學模式在激發學生學習興趣，增強學生自主學習，促進學生溝通交流合作，樹立學生工程意識和分析解決問題能力等方面的作用不言而喻。但在案例教學過程中還應注重以下幾方面。
（一）案例選擇遵循的原則
在課堂教學過程中，案例的選擇要適應教學目標的需要，適應學生現有的發展水平。因此，選擇案例時應遵循案例選材的真實典型性、科學完整性、積極教育性、信息適量性等基本原則，這也是成功案例教學的前提要求。[3]
（二）案例教學實施步驟
在案例教學實施過程中，應事先做好充分的課前準備工作，加強案例教學實施過程的課堂管理，注重案例講評與總結。其具體實施開展案例教學主要包括：1.教師課前選取合理適用的案例，設計分組討論方案，預留預習教材相關內容和案例分析的課前作業；2.學生課前預習教材相關內容和分組討論分析案例，在認真閱讀案例，充分理解案例所描述的事實和細節及反復思考討論的基礎上，以報告的形式形成自己的見解和解決問題的方案；3.課上，在精心設計基礎上，教師緊緊圍繞教學內容和教學目標展開具有啟發性和目的性的案例討論分析，使學生在積極參與討論和思考過程中，都能成為自主學習的主體；4.通過引導學生進行歸納概括，使學生分析問題的思維得到進一步升華的同時，增強自己解決問題的信心；5.為了充分調動學生參與的積極性和提高案例教學的教學效果，還應注重過程管理，在引導學生積極參與的狀況下，還應對具有獨到新穎見解的學生給予平時成績加分等獎勵。
三、結語
針對材料力學課程傳統的教學特點和目前學生缺乏工程實踐背景的狀況，將案例教學特點與土木工程專業特點相結合，在材料力學課程教學中進行了就地取材式案例教學的實踐與研究，改變了傳統的教學方式和教學方法，增強和發揮了學生的主體作用，激發了學生的學習興趣，提高了學生的科學思維能力，培養了學生工程分析和解決工程實際問題的能力，使學生對今后專業課程的學習及未來工作崗位上解決工程實際問題充滿了信心，為土木工程專業開設的材料力學課程的課堂教學改革進行了有益的探索。
作者：趙春香 于月民 蓋芳芳 單位：黑龍江科技大學
1建構主義理論及學生特點
1.1建構主義理論
建構主義理論創始人著名心理學家皮亞杰認為，學生是教學關系中的主體，教學應以學生為中心，教師應引導學生積極主動的探索、發現和對知識意義的主動構建[1]。皮亞杰認為，教師是學生學習的促進者，學生的學習是積極主動且不斷地建構認知和知識結構的過程。建構主義理論認為學習是學生在原有經驗的基礎上主動進行意義建構的過程，這種過程要在實踐中或者在學生與環境的相互作用中通過新舊知識間反復的相互作用而建構成的。在教學中教師不能把對知識的理解傳遞給學生，而是從學生原有的知識經驗出發，引導學生從原有的知識經驗中生長出新的知識經驗，即教學的關鍵是向學生展示這些結論是如何得到的[2]。
1.2分析學生特點
現在的本科生自幼開始接受傳統的以教師為主體的“填鴨式”教學，基本未接受過“啟發式”教學等新的教學方法。他們在經過嚴格的應試教育和慘烈的高考競爭后進入大學，逐漸放松了緊繃的神經，普遍失去了奮斗的目標并且對學習漸漸放松。學生的狀態大體分為三類[3]：(1)少數同學有長期的規劃和學習目標，能夠自覺努力地學習。(2)多數同學比較茫然，沒有規劃也沒有努力的方向，隨波逐流，學習上敷衍了事。(3)極少數同學徹底放松，對學習和未來前途都漠不關心，認為到了大學就應該輕松自在地享受生活，花費大量時間和精力去玩游戲或者談戀愛，對學習完全是應付甚至厭學情緒嚴重，即使不能畢業也毫不擔憂。離開了家長的呵護和老師的督促，多數學生不能合理的安排自己的學習和生活，更不能保證學習態度和學習熱情。習慣了接受教師“消化”加工好的知識和方法，學生在大學的學習過程中對知識的歸納、總結能力以及在舊知識的基礎上生長新知識點的建構能力和知識的遷移能力比較差。鑒于學生學習能力、學習狀態和學習目標大不相同，本課程在講授過程中，務必不能采用傳統的灌輸式教學，應該積極探討新的適合本課程的教學方法和手段。
2改革教學方法及評價考核
2.1樹立新的教學觀
現代教育學倡導“以教師為主導，以學生為主體”的新型教育觀，對大學教育也同樣適用。在教學過程中，如何把以教師為主導的“教”與以學生為主體的“學”有效結合起來；老師如何能夠引導學生在已掌握的知識和已有的生活經驗的基礎上構建起新的知識增長點；結合本門課的特點和學生特點，怎樣能夠更有效的引導學生學習本課等問題都需要教師深刻思考。
2.2采用多種教學方法
本課程工程應用性較強，單純的講授知識點，會增加學生理解的難度。多媒體課件的制作尤其重要，大量圖片、動畫的運用，能夠對視覺、聽覺形成有效沖擊，有助于學生將枯燥的知識形象化。在講解本門課程時，應較多的結合生活實際和工程實際，采用“舉例法、對比法”等教學方法，引導學生構建新的知識要點。例如在講解脆性的章節時，可以列舉二戰期間，美軍8艘自由輪因脆性斷裂問題失事等歷史事件，形象具體的描述脆性的產生原因及危害，給學生直觀的印象。根據各部分的教學目標和教學內容，精心設定題目請同學來回答，也可以布置作業來引導學生完成，從而考查學生對知識的掌握程度。在這個步驟上可以“因材施教”，即對于學習目標明確、學習能力突出的學生，給他們的題目或作業可以適當拔高，難度或深度更加突出；對于多數同學來說，采用數量、難度普通的題目；對于厭學或者對學習漠不關心的學生來說，即要努力培養其學習積極性，又要嚴格作業的規范，明確告之不能完成作業就會影響期末成績的考核規定。由于《材料力學性能》涵蓋的概念較多，也可在進行了一定的教學內容后總結各知識點，有利于學生深入理解。
2.3改革評價考核
對學生的評價考核，既要體現學生的學習能力的差別，又要體現其學習態度及平時表現的差別。這樣的評價考核要求僅憑期末一張試卷是不能完成的。對學習態度端正、學習目標明確、學習能力突出的同學，考核成績應對其有所肯定；對于學習目標不明確、隨大流的學生，在調動其學習積極性的同時，應有平時表現的約束，督促其保持學習習慣；對于完全沒有學習目標的同學，在培養其學習興趣、督促其平時表現的同時，教師要經常找其談心，幫助他們培養學習習慣。筆者根據多年教授《材料力學性能》課程的經驗，建議期末試卷中增加附加題，得分以附加題目分值的40%計入總分；增加平時表現分數，建議占總分30%比例，70%比例為卷面成績。增加平時出勤率的檢查，該門課教學時長內累計曠課次數達5次及以上的同學，建議取消考試資格，重修后再參加考試。這些措施對優秀學生有鼓勵作用，并且能督促學生出勤、端正其學習態度。
3優化教學內容
很多版本的《材料力學性能》教材是基于金屬材料板塊編寫的，已經不再適應材料一級學科的教學要求，優化教學內容需要對三方面進行改革。
3.1修訂教學大綱
復合材料是一種較為新興的材料，與金屬材料和無機非金屬材料息息相關。隨著復合材料的進一步發展，它與高分子材料的關系也會越來越密切。修訂復合材料專業教學大綱，既要滿足兼顧復合材料、金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的共性要求，又要滿足以介紹金屬材料和復合材料特性為主、以介紹無機非金屬材料和高分子材料特性為輔的教學要求，且需要將各類材料有機的協調起來并融合到各個章節中去。在學習本門課程之前，學生應該學習了《材料科學基礎》《材料力學》和《工程力學》，對于已學知識可以略講或不講，達到節約課時的目的。
3.2編寫適合本專業的《材料力學性能》教材
《材料力學性能》所包含的概念公式較多，公式推導步驟也很繁瑣。在編寫教材的時候，既要注意到本課程與其他課程的聯系，又要減少公式的推導步驟。太多的公式推導不利于學生對知識點的理解，不必要求學生掌握公示的推導過程。編寫適合本專業的教材，難點是如何體現知識點的實際應用。例如講授冷脆性時，可結合《金屬材料與熱處理》中鋼的常存元素為開篇導語，復習五種常存元素對力學性能的影響。另外，還可以配圖且采用小號字做知識延伸，將與材料力學性能有關的著名歷史事件和日常生活的事例與本課程結合起來。例如泰坦尼克號的沉沒，就是由于當時冶煉技術落后，鋼板中的硫元素過多從而造成材料具有較高的冷脆性，在船體撞擊冰山后導致了船體破碎、快速沉沒等內容。這些看似不重要的知識延伸能都夠直白的展現各知識點的工程背景，使知識不再抽象，調動了學生的學習積極性。
3.3整合實驗課程內容
現行教材中涉及材料力學性能的實驗總共三個，“拉壓實驗”、扭轉實驗和彎曲實驗。這樣的實驗安排容易使學生將材料的各種性能割裂開來，認為各種力學性能的檢測方法是彼此獨立的[4]。雖然各種力學性能檢測方法的適用范圍、操作方法不同，但可以起到相互補充的作用。只有將不同的測試方法有機的結合起來，才能更好地理解材料力學性能。所以，該課程將三個實驗合并為“材料性能綜合實驗”，安排在整體課程之后。此外，精心設計實驗過程，合理安排實驗報告的知識點等，都有助于調動學生實驗課的積極性，從而形象直觀的理解《材料力學性能》。
4結語
《材料力學性能》課程改革進行了多年，收效甚微。深化該課程的教學改革，不能僅停留在某一方面。探討行之有效的教學方法，就要全面分析現在學生特點、結合現代教育理論、結合現代教學手段并對課程內容和教學大綱進行相應的調整。經過兩年的探討和教改嘗試，復合材料專業《材料力學性能》的課改已經取得顯著的成效，學生的學習積極性和對知識的掌握程度都有明顯提高。在后續的教學過程中，我們將對新發現的問題繼續進行改革，并以此課程為試點，逐漸推廣并形成一套成熟完善的教學體系。
作者：張振亞 陳剛 楊睿 趙玉濤 單位：江蘇大學材料學院
摘要：隨著我國經濟水平的日益增長，我國的各類企業也得到了迅速發展，如石油化工企業、能源工業、科研和軍工業等等，而在這些企業中都需要用到壓力容器。壓力容器的主要功能是用于放置氣體或液體，它可以承受一些壓力，因此常被用于儲存運輸物品以及作為化學反應的容器，如比較普遍的貯運容器、反應釜、換熱容器以及分離容器等。壓力容器的廣泛用途使它在當今社會有著很重要的作用，但是，由于壓力容器是密封裝備且需要承受壓力，很容易燃燒爆炸。因此，壓力容器的金屬材質要有明確的指標，以確保壓力容器的能夠被安全使用。
關鍵詞：壓力容器;金屬材料;性能指標
在科技發展的推動下，我國的各類設施都在不停的完善。壓力容器在生活中有很多的用途，它的本體組成通常是筒體、端蓋、法蘭、加強圈、人孔及接管支座，除本體外，壓力容器還需與安全裝置、表計等共同使用。壓力容器按用途分類一般課分為四類：化學反應的容器、換熱容器、分離容器以及儲存運輸容器。在安全性能方面，壓力容器有很多欠缺，因此，為避免壓力容器可能造成的對工作人員、設備等的傷害，世界各國均設立了一些專門的安全監檢機構，本文將對壓力容器金屬材料的各項指標進行探討研究。
1壓力容器金屬材料的強度
1.1金屬材料的屈服強度
金屬材料的屈服強度是指金屬材料在外力作用下發生變形時對變形抵抗的能力。對于屈服現象不嚴重的金屬材料的屈服限度一般為0.2%，此限度被稱為條件屈服強度。如果外力大于百分之零點二，會破壞材料的零件，并且不能再被修復，但如果外力小于屈服強度，金屬材料可恢復原樣。
1.2金屬材料的抗拉強度
金屬材料的抗拉強度是金屬從均勻的塑形變形到局部的塑形變形的一個臨界值，是金屬材料在受到拉展時所能承受的最大的拉力，金屬材料的抗拉強度的單位是MPa。金屬材料在所受的拉伸力未超過所能承受的最大力時，它的變形在整體上呈現的是均勻的，但當所受拉伸力超過所能承受的最大力時，它的變形就變得局部化了。如果金屬材料的材質是脆性的，它所呈現的就是次金屬材料的抗斷能力。
1.3金屬材料的持久強度
金屬材料的持久強度是指在一定的外界溫度下受到一段時間的破壞時金屬材料所能承受的最大外界力。金屬材料的持久性能也被稱為金屬的持久（長期）極限。金屬的持久強度是經過實驗測定的，它的測定方法很簡單，即在一定的溫度下給材料一作用力，測定它的斷裂時間。持久強度測定所得出的材料伸長率及金屬材料斷面的收縮率，可以得出在一定溫度下金屬材料的長期塑性，以測定金屬材料的脆性。金屬材料的持久塑性并不全都是在受力時間的增加下降低的，因此它沒有特定的規律，其數值也就不能進行計算，也就沒有具體的規定指標。
1.4金屬材料的蠕變強度
金屬材料的蠕變強度指的是材料在特定的溫度下受到一作用力后產生的連續的微小變形。導致金屬材料產生緩慢蠕變的作用力是蠕變應力，隨著應變力的不斷作用，緩慢的蠕變變形會逐漸積累，以至變形逐漸擴大，最終會使材料斷開，金屬材料的這一現象稱為蠕變斷裂，使之發生變形的作用力稱為蛻變斷裂應力。導致金屬材料的蠕變現象的因素是溫度和應力，它們的大小并不都是固定的，也存在變溫和變力。蠕變強度也是需要進行實驗測定的，它的實驗原理與金屬材料的持久極限相同，同樣是在特定溫度給予一作用力進行測定，但蠕變強度具有一定的規律，可用曲線加以表示。這一實驗被稱為靜態蠕變試驗。
2壓力容器金屬材料的塑性
2.1金屬材料的延伸率
金屬材料的延伸率是材料本身的性質與其所受到的外力無關，一般情況下金屬材料的延伸率越高它的塑性就越強。塑性材料一般是指延伸率多余百分之五的金屬材料,其余的稱為脆性材料。金屬材料的延伸率是檢測其機械性能的指標之一，它能夠更加真實準確的反應金屬性能。金屬材料的延伸率通常用δ5表示。
2.2金屬材料的斷面收縮率
斷面收縮率與延伸率相同是反應金屬材料的塑性的，且同樣是其值越大，金屬材料的塑性就越好。
2.3金屬材料的冷彎性能
金屬材料的冷彎性能是指在常溫下材料所能承受的彎曲程度，通常用來度量常溫下進行冷加工時材料的塑性強弱。金屬材料的彎曲角度α越大代表其冷彎性能越好。
3金屬材料的韌性
3.1金屬材料的沖擊韌性
沖擊韌性是指金屬材料對外界沖擊的承受能力，一般是用沖擊的韌性值及功表示，它們各自的單位為J/cm2和J。金屬材料沖擊韌性不受材料橫截面的大小形狀影響，它同樣可用來表示金屬材料變脆的傾向。
3.2金屬材料的斷裂韌性
金屬材料的斷裂韌性是指材料抵抗裂縫擴展的一種性能，也是材料所能承受脆性破壞程度的一個參數金屬材料斷裂韌性受到材料自身及外界環境的同時影響，它的測試方法通常是用彎曲試樣法以及緊湊拉伸試樣法，即在材料的中間造成一道裂紋，然后對其進行抗彎測試。
4結語
上述內容是對壓力容器金屬材料力學的基本介紹。由于在進行壓力容器的制造過程中需要很多的知識及硬性指標，因此，它的設計過程十分復雜。在壓力容器的使用過程中容易造成一些危害，所以，在其制造過程中要嚴格遵循各項指標。
作者：王新惠 單位：黑龍江大慶市建材公司石油石化設備廠
金屬材料的力學性能主要包括強度與塑性、硬度、沖擊韌性與疲勞強度。研究其強度指標能更好地幫助我們在機械加工領域更好的選材，更好的滿足對零部件使用性能的要求。
1強度與強度指標
強度就是金屬材料在承受靜載荷作用時，抵抗其發生塑性變形或著斷裂的能力。金屬材料強度的大小用應力來表示，應力能準確的反映出金屬材料內部的受力狀態。單位面積上的內力(材料內部與外力相對抗的力)我們稱之為應力。金屬材料的強度指標通常用屈服強度來表示。金屬材料出現屈服現象時，發生塑性變形而載荷不增加時的應力為屈服強度，屈服強度又分為上屈服強度和下屈服強度，分別用Reh和ReL表示。通常我們所用到的零部件一般不允許發生明顯的塑性變形，材料的屈服強度越高，其抵抗塑性變形的能力就會越強，材料的使用性能就會越好，因此屈服強度是我們設計零部件和選材的主要依據。
2塑性與塑性指標
所謂的塑性就是金屬材料在載荷作用下發生斷裂前所能承受的最大塑性變形的能力。塑性指標通常用斷后伸長率和斷面收縮率表示。斷后伸長率用A表示，為式樣拉斷后的標距長度與原始標距長度之差與原始標距的百分比。斷面收縮率用Z表示，為式樣原始橫截面積與斷口處最小橫截面積之差與原始橫截面積百分比。其中斷面收縮率和伸長率相比較，更能比較確切的反映出金屬材料的塑性，因為斷面收縮率不受試件尺寸的影響。斷面收縮率和伸長率越大表明這種金屬材料的塑性就會越好，就會越容易進行塑形加工，越容易加工成形狀復雜的零部件。其中塑性好的材料在受到比較大的沖擊力時，會首先產生塑性變形而不會突然斷裂，使用性能比較安全。
3硬度和硬度試驗
所謂的硬度就是金屬材料抵抗局部塑性變形和破壞的能力。硬度試驗方法種類比較多，最常用的有布氏硬度試驗法、洛氏硬度試驗法、維氏硬度試驗法三種。
(1)布氏硬度試驗法①布氏硬度試驗原理。使用硬質合金球做壓頭，同時以一定的試驗壓力壓入金屬表面，保持規定時間后消除試驗力，最后測量壓痕表面直徑，通過計算公式計算其硬度值。實驗表明布氏硬度值的大小僅與壓痕直徑的大小有關系。D越大，壓痕直徑越大，也就是硬度越低。②布氏硬度特點及適用范圍。布氏硬度的試驗力和壓痕直徑都比較大，所以壓痕也比較大，比較直觀準確的測定硬度值。但是，由于壓痕比較大，對金屬表面的損傷程度也比較大，這就要求布氏硬度試驗法不適合測量零部件表面質量要求比較高或薄壁零部件。
(2)洛氏硬度試驗法①洛氏硬度實驗原理。洛氏硬度實驗原理與布氏硬度差不多，區別在于把硬質合金球形壓頭改為金剛石圓錐壓頭，通過壓痕深度來測量硬度值。常用的洛氏硬度有A、B、C三種標尺，最常用的是C標尺。采用不同標尺下的硬度值是不能互相比較的，必須轉化為同一標尺進行比較。②洛氏硬度特點及適用范圍。洛氏硬度不同于布氏硬度，其壓痕比較小，對零部件的損壞程度比較小，故可以測量一些薄壁及表面質量要求比較高的零部件，同時由于壓痕比較小，存在一定的局限性，測量的硬度值也不夠準確。
(3)維氏硬度試驗法維氏硬度試驗與布氏硬度試驗不同之處在于壓頭是一個金剛石正四棱錐體，通過壓痕對角線的長度來計算硬度值。維氏硬度試驗所施加的試驗力比較小，壓痕比較不明顯，故可以測量薄壁零部件，但對壓痕對角線的測量比較復雜。
4沖擊韌性與疲勞強度
金屬材料在實際使用加工過程中所承受的載荷不僅僅是靜載荷，也有沖擊載荷和交變載荷，也可能是多種載荷的疊加，只通過拉伸試驗和硬度試驗研究靜載荷是遠遠不夠的，這就要求我們必須研究多種載荷下金屬材料的力學性能，故對沖擊載荷和疲勞載荷的研究有著重大的意義。
(1)沖擊韌性顧名思義，金屬材料抵抗沖擊載荷如不發生破壞的能力就是沖擊韌性。沖擊韌性主要通過彎曲試驗測量得到的。對于沖擊力的測量我們主要取決于沖擊韌度的大小，金屬材料受到大能量的沖擊載荷作用時，沖擊抗力的大小主要取決于沖擊韌度的大小，而在多次重復沖擊作用下，其沖擊抗力主要由材料的強度和塑性決定。
(2)疲勞強度生活中我們常見到這種現象，許多機械零部件雖然所承受的力低于材料的屈服強度，但較長時間工作后也會發生斷裂，這種現象就是金屬疲勞，疲勞破壞是零部件損壞的主要原因之一。金屬材料的疲勞強度由多種因素決定，例如零部件工作條件、材料的內部結構、組織成分、承受的應力等，所以改善零部件的結構以及采取一些表面強化方法，都能提高金屬材料的疲勞強度。
作者：裴加梅 單位：濟寧技師學院
1.機械產品的質量要求分析
1.1工業時代的機械產品質量要求
1.1.1航海業對機械產品的質量要求航海行業的發展，讓機械產品的質量更為嚴格。輪船是繼汽車工業之后發展的第三產業，航海事業的大規模發展，讓機械產品的質量更為嚴格。與汽車的零配件要求不同，輪船在海上航行，不僅僅要求厚度和硬度滿足一定要求的機械產品，更需要機械產品在不同溫度下的承受能力。航海過程中，有極為寒冷的海域，甚至是冰山。這些因素都需要考慮，并且對機械產品也都提出了要求。此外，輪船制造更加精密，鋼板之間的焊接等都非?？量?，并且要能夠承受海水的腐蝕。這一系列的標準，都是在給機械質量提出了較高的要求。因此，航海業同樣是機械產品的質量要求之一。相比汽車工業，對機械產品的質量有了更高的要求。
1.1.2飛機對機械產品的質量要求最后，受到第二次世界大戰的影響。飛機開始逐漸成為了工業中的另一重要角色，飛機對機械的設計以及質量可謂是提出了更高的要求。飛行的原理是通過空氣的負壓，從而制造上升氣流。那么，對于飛機的自身質量就要求盡量小，才能夠飛的更高，更快。因此，這就要求機械產品在保證堅實的基礎上，更要減輕重量。因此，飛機領域中，是目前對機械產品質量要求最高的，也為機械質量的標準提供了較為苛刻的參考。總之，在工業時期，不僅僅是汽車工業，更有航海業以及飛機工業等都對機械行業提出了較高的要求。但是，盡管要求較高，但是受到時代的與科技的制約，機械工業雖然有著比較大的發展，但是依然停留在初級階段。
1.2信息時代的機械產品質量要求
信息時代也就是現在的正處于的時代，信息快速發展，主要是信息資源的市場。但是，機械工業以及其他重工業卻依然非常火爆，甚至是超過了以往的工業時代。原因在于，隨著現代化進程的不斷發展，人們對物質生活的要求越來越高，也越來越大。機械已經成為了人們生產與生活中必不可少第一部分。因此，對于機械工業而言，其產品的質量達到了前所未有的高端標準。那么，對于機械產品的質量要求，又有怎樣的具體要求呢？第一、機械產品的要求開始趨于精密化；工業時代的機械產品雖然有一定的質量要求，但是質量方面還是無法和現代的機械產品媲美。此外，工業時代的機械產品大多數都是大型的機械，架構比較龐大。而現代化的市場需求中，在高端市場中，機械產品開始趨于小型化，精密化。因此，現代化的機械產品已經不再是粗糙的大型產品，而是也追求精密和高密度。第二、信息時代對機械產品的使用效率以及返修率都有了更高的要求?，F代工業開發和建筑行業蓬勃發展，同時也會帶動大批的機械產品進入建筑工程當中，從而實現機械產品利用的最大化。第三、節能環保的理念越來越受到人們的重視，因此機械產品也應該能夠從節能環保的角度出發，利用現有的技術進行實際性改革，把握現有的金屬以及材料資源，通過改善技術，加強生產，從而實現最大限度的機械環?；?。機械產品的使用原料通過一定加工處理，再進行二次利用，從而提高使用效率，最大限度實現了機械產品的再次利用，實現了節能的效果。
1.3不同時期的機械制造質量分析
從以上的分析中，可以非常清晰的了解到在不同時期，對于機械產品的質量有著不一樣的要求?，F代化工業，對于機械制造的質量已經遠遠不只是制造上的理念應用，更是考慮到了現有的人文需求以及對環境和資源的利用等方面。因此，對于機械制造而言，應該能夠從不同的角度進行分析，將資源的利用以及環境的保護進行有效的結合，并在最大程度上滿足市場以及環境的雙重要求。而對于以往的工業時代，人們對于機械的產品質量主要考慮行業問題，卻從來不考慮環境問題。目前，對于環境的保護以及資源利用等方面，都有著非常重要的考慮因素，如何不按照現有的規定執行，機械工業就會在一定程度上收到威脅，并出現大規模的技術紕漏現象。
2.機械制造的影響因素與技術標準
在探討機械制造質量的同時，分析其不同時期的質量要求，在不同的時期考量的標準以及考量因素都有著不一樣的規格。那么，對于機械的制造與質量方面，真正影響到其產品質量的因素有哪些呢？
2.1機械制造質量的材料因素
眾所周知，機械產品的主要生產加工原料是金屬。金屬在進行冶煉以及加工的過程中，通過一定的設計需求，根據設計草圖進行工件的生產和加工。那么，與機械制造質量相關的最主要的元素就是材料問題。機械生產制造的材料質量直接影響著機械的質量。那么，在實際生產中，需要通過怎樣的材料審核與應用才能夠真正滿足及機械制造的質量標準呢。第一，根據機械產品的應用領域進行材料的選擇與加工；機械生產的應用領域在很大程度上決定了其材料選擇性。在高端領域，機械材料必然要符合高端領域的基本特點。例如金屬材質要過關，要精密，加工過程中的標準符合什么程度，都要進行一系列的規定，從而保證機械產品的質量合格，保證機械產品材料的應用效率最高。第二、根據設計方案進行材料的綜合應用；并非所有的產品加工都需要保證材料的高性能，因為機械生產也要考慮到利潤成本問題。一切生產行業，都要結合利潤進行綜合分析。并且將合適的材料用在合適的機械產品中，更高保證機械產品的性價比，從而提高機械的生產原動力，保證機械產品的材料用的恰到好處。
2.2機械制造質量的設計因素
一項產品的投產需要從需求到設計然后再進行加工與制造。機械產品同樣如此，需要進行合理的加工與設計，才能保證生產的產品是符合產品標準的，并能夠應用到行業領域中的。但是，隨著設計理念的不斷更新，更多的符合人性化思維的機械設計理念開始投入到生產的過程中，從而加大了機械制造質量的規格，并提高了其設計難度。在某種程度上分析，兩者是相互對立的。例如在進行設計的過程中，如果過多的考慮人性化因素，那么在機械的加工難度上就會增加，從而增加了加工周期，降低了產量，影響產品的投放。但是，如果只考慮量產，而不符合現代的需求理念，那么就會造成產品的體驗度降低，減少客戶資源，降低市場占有率。因此，考慮機械制造質量的設計因素時，應該從多個角度進行綜合分析，實現市場和技術的雙重保證。
3.材料力學對機械制造的質量影響分析
分析了很多關于機械制造的時期需求，市場需求以及設計需求和環境需求等外部因素，那么，對于機械制造的質量的內部因素應該考慮哪些呢？機械制造質量與材料力學有著怎樣的關系呢？
3.1材料力學在機械制造的技術領域分析
材料力學是我國材料學中最為重要的學科，也是應用性最強的學科。在機械制造過程中，起到了非常重要的作用，并為機械產品的質量奠定了基礎。首先，材料力學是技術層面的概念，是力學的一項專項研究。只是在材料學的領域中，更為復雜而已。對于機械生產過程中，需要保證機械加工的流暢性以及準確性。那么，在進行加工之前，在設計的階段就要對材料的力學概念進行分析，尤其是現在的機械產品一般都采用鍛造技術，從而增加了生產的難度。其次，在技術領域中，力學是保證機械產品加工完整以及加工良好的重要保證。如果在一定時間內，部分出現受力不均勻的情況，就會造成機械工件的不合格，丟失了原有的質量合格率，造成反復加工的后果。最后，材料力學是針對加工材料而設定的一種加工條件，目的是為了能保證在機械加工的過程中，保證機械制造，從而提高機械產品的使用率。
3.2材料力學對機械產品質量的影響
在進行生產和加工的過程中，材料的化學以及物理性質的分析非常重要，這對于在加工的過程中的考量因素有很大的關系。材料力學是對材料加工過程中的一種加工方式和考量標準。例如，通過受力分析，了解到不同時間段的受力情況，保證每個受力點都能夠有比較好的受力情況，實現材料的合理加工。材料的加工主要是針對金屬材料的加工，因為不同的金屬有著不同的物理性質以及化學性質。因此，需要根據不同金屬的性質進行加工的流程設計。那么，研究受力主要是考慮到金屬的物理性質，在進行鍛造的過程中，應該采用怎樣的加工方式以及加工程序是非常重要的。因此，材料力學對機械產品的質量影響還是非常大的。應用好材料力學，也能夠在一定程度上提高機械產品的質量才，從而實現現代化機械產品的高效生產。總之，材料力學的研究是非常必要的，尤其在機械制造的過程中，加入材料力學的理論，能夠在很大程度上實現機械產品的高質量以及高效率生產。因此，充分利用材料力學理論，進一步加強機械制造質量，是目前機械加工行業中比較重要的一項理念。理念能夠充分應用，才能夠在最根本的基礎上實現高效率生產。
4.結語
通過對機械制造在不同時期的需求質量分析，并聯系現代工業對機械產品的需求，了解到現代機械的產品質量不僅僅和市場需求有關，與環境和資源也同樣有著分不開的關系。對于機械產品的制造工藝以及加工手法，是屬于技術層面的問題。而最關鍵的因素在于能夠通過材料力學的理論對機械加工進行分析，從而保證機械產品的高質量輸出。本文通過對材料力學的分析，并根據機械產品原料的物理以及化學性質進行了分析，從而得出在同等環境下，采用材料力學的設計與制造分析方式，能夠大大的提高機械產品的質量，并提高了機械加工過程中的效率。因此，采用材料力學的最主要的方式在于能夠提高現有機械產品加工的制造水平，并提高產品的合格率?？傊?，材料力學對于機械制造的質量有著非常大的影響。
作者：周俊華單位：甘肅省酒泉職業技術學院
1.機械產品的質量要求分析
1.1信息時代的機械產品質量要求
信息時代也就是現在的正處于的時代，信息快速發展，主要是信息資源的市場。但是，機械工業以及其他重工業卻依然非?；鸨?，甚至是超過了以往的工業時代。原因在于，隨著現代化進程的不斷發展，人們對物質生活的要求越來越高，也越來越大。機械已經成為了人們生產與生活中必不可少第一部分。因此，對于機械工業而言，其產品的質量達到了前所未有的高端標準。那么，對于機械產品的質量要求，又有怎樣的具體要求呢？第一、機械產品的要求開始趨于精密化；工業時代的機械產品雖然有一定的質量要求，但是質量方面還是無法和現代的機械產品媲美。此外，工業時代的機械產品大多數都是大型的機械，架構比較龐大。而現代化的市場需求中，在高端市場中，機械產品開始趨于小型化，精密化。因此，現代化的機械產品已經不再是粗糙的大型產品，而是也追求精密和高密度。第二、信息時代對機械產品的使用效率以及返修率都有了更高的要求?，F代工業開發和建筑行業蓬勃發展，同時也會帶動大批的機械產品進入建筑工程當中，從而實現機械產品利用的最大化。第三、節能環保的理念越來越受到人們的重視，因此機械產品也應該能夠從節能環保的角度出發，利用現有的技術進行實際性改革，把握現有的金屬以及材料資源，通過改善技術，加強生產，從而實現最大限度的機械環?；?。機械產品的使用原料通過一定加工處理，再進行二次利用，從而提高使用效率，最大限度實現了機械產品的再次利用，實現了節能的效果。
1.2不同時期的機械制造質量分析
從以上的分析中，可以非常清晰的了解到在不同時期，對于機械產品的質量有著不一樣的要求?，F代化工業，對于機械制造的質量已經遠遠不只是制造上的理念應用，更是考慮到了現有的人文需求以及對環境和資源的利用等方面。因此，對于機械制造而言，應該能夠從不同的角度進行分析，將資源的利用以及環境的保護進行有效的結合，并在最大程度上滿足市場以及環境的雙重要求。而對于以往的工業時代，人們對于機械的產品質量主要考慮行業問題，卻從來不考慮環境問題。目前，對于環境的保護以及資源利用等方面，都有著非常重要的考慮因素，如何不按照現有的規定執行，機械工業就會在一定程度上收到威脅，并出現大規模的技術紕漏現象。
2.機械制造的影響因素與技術標準
在探討機械制造質量的同時，分析其不同時期的質量要求，在不同的時期考量的標準以及考量因素都有著不一樣的規格。那么，對于機械的制造與質量方面，真正影響到其產品質量的因素有哪些呢？
2.1機械制造質量的材料因素
眾所周知，機械產品的主要生產加工原料是金屬。金屬在進行冶煉以及加工的過程中，通過一定的設計需求，根據設計草圖進行工件的生產和加工。那么，與機械制造質量相關的最主要的元素就是材料問題。機械生產制造的材料質量直接影響著機械的質量。那么，在實際生產中，需要通過怎樣的材料審核與應用才能夠真正滿足及機械制造的質量標準呢。第一，根據機械產品的應用領域進行材料的選擇與加工；機械生產的應用領域在很大程度上決定了其材料選擇性。在高端領域，機械材料必然要符合高端領域的基本特點。例如金屬材質要過關，要精密，加工過程中的標準符合什么程度，都要進行一系列的規定，從而保證機械產品的質量合格，保證機械產品材料的應用效率最高。第二、根據設計方案進行材料的綜合應用；并非所有的產品加工都需要保證材料的高性能，因為機械生產也要考慮到利潤成本問題。一切生產行業，都要結合利潤進行綜合分析。并且將合適的材料用在合適的機械產品中，更高保證機械產品的性價比，從而提高機械的生產原動力，保證機械產品的材料用的恰到好處。
2.2機械制造質量的設計因素
一項產品的投產需要從需求到設計然后再進行加工與制造。機械產品同樣如此，需要進行合理的加工與設計，才能保證生產的產品是符合產品標準的，并能夠應用到行業領域中的。但是，隨著設計理念的不斷更新，更多的符合人性化思維的機械設計理念開始投入到生產的過程中，從而加大了機械制造質量的規格，并提高了其設計難度。在某種程度上分析，兩者是相互對立的。例如在進行設計的過程中，如果過多的考慮人性化因素，那么在機械的加工難度上就會增加，從而增加了加工周期，降低了產量，影響產品的投放。但是，如果只考慮量產，而不符合現代的需求理念，那么就會造成產品的體驗度降低，減少客戶資源，降低市場占有率。因此，考慮機械制造質量的設計因素時，應該從多個角度進行綜合分析，實現市場和技術的雙重保證。
3.材料力學對機械制造的質量影響分析
分析了很多關于機械制造的時期需求，市場需求以及設計需求和環境需求等外部因素，那么，對于機械制造的質量的內部因素應該考慮哪些呢？機械制造質量與材料力學有著怎樣的關系呢？
3.1材料力學在機械制造的技術領域分析
材料力學是我國材料學中最為重要的學科，也是應用性最強的學科。在機械制造過程中，起到了非常重要的作用，并為機械產品的質量奠定了基礎。首先，材料力學是技術層面的概念，是力學的一項專項研究。只是在材料學的領域中，更為復雜而已。對于機械生產過程中，需要保證機械加工的流暢性以及準確性。那么，在進行加工之前，在設計的階段就要對材料的力學概念進行分析，尤其是現在的機械產品一般都采用鍛造技術，從而增加了生產的難度。其次，在技術領域中，力學是保證機械產品加工完整以及加工良好的重要保證。如果在一定時間內，部分出現受力不均勻的情況，就會造成機械工件的不合格，丟失了原有的質量合格率，造成反復加工的后果。最后，材料力學是針對加工材料而設定的一種加工條件，目的是為了能保證在機械加工的過程中，保證機械制造，從而提高機械產品的使用率。
3.2材料力學對機械產品質量的影響
在進行生產和加工的過程中，材料的化學以及物理性質的分析非常重要，這對于在加工的過程中的考量因素有很大的關系。材料力學是對材料加工過程中的一種加工方式和考量標準。例如，通過受力分析，了解到不同時間段的受力情況，保證每個受力點都能夠有比較好的受力情況，實現材料的合理加工。材料的加工主要是針對金屬材料的加工，因為不同的金屬有著不同的物理性質以及化學性質。因此，需要根據不同金屬的性質進行加工的流程設計。那么，研究受力主要是考慮到金屬的物理性質，在進行鍛造的過程中，應該采用怎樣的加工方式以及加工程序是非常重要的。因此，材料力學對機械產品的質量影響還是非常大的。應用好材料力學，也能夠在一定程度上提高機械產品的質量才，從而實現現代化機械產品的高效生產。總之，材料力學的研究是非常必要的，尤其在機械制造的過程中，加入材料力學的理論，能夠在很大程度上實現機械產品的高質量以及高效率生產。因此，充分利用材料力學理論，進一步加強機械制造質量，是目前機械加工行業中比較重要的一項理念。理念能夠充分應用，才能夠在最根本的基礎上實現高效率生產。
4.結語
通過對機械制造在不同時期的需求質量分析，并聯系現代工業對機械產品的需求，了解到現代機械的產品質量不僅僅和市場需求有關，與環境和資源也同樣有著分不開的關系。對于機械產品的制造工藝以及加工手法，是屬于技術層面的問題。而最關鍵的因素在于能夠通過材料力學的理論對機械加工進行分析，從而保證機械產品的高質量輸出。本文通過對材料力學的分析，并根據機械產品原料的物理以及化學性質進行了分析，從而得出在同等環境下，采用材料力學的設計與制造分析方式，能夠大大的提高機械產品的質量，并提高了機械加工過程中的效率。因此，采用材料力學的最主要的方式在于能夠提高現有機械產品加工的制造水平，并提高產品的合格率?？傊牧狭W對于機械制造的質量有著非常大的影響。
作者：周俊華單位：甘肅省酒泉職業技術學院
1教學內容的改革
材料力學是工程力學中的重要內容，也是經典的力學課程?，F階段，大多數材料力學的教學體系依然沿用以往傳統的教學體系，以簡單基本變形到對于工程實際組合變形的研究，對于基本變形的研究順序較為固定，整體教學過程中各種知識點、公式較為繁多。在實際課程教學中，需要耗費大量的課堂實踐來進行基本變形的講解，對于組合變形講解的實踐被不斷的壓縮。在實際的工程問題中，很多工程構件是具有復雜的結構形態，基本變形難以良好的應用在對實際工程問題的研究上。學生雖然已經進行了材料力學的研究，并且具備一定的材料力學理論知識，但是遇到實際的工程問題中，仍然存在毫無頭緒，無從下手的情況。與此同時，隨著新課改的不斷推廣，材料力學的學時逐漸降低，教學中如何提高學生的學習效率，簡化知識的教授，避免課堂教學內容重復成為了教師在教學中應該重點關注的問題。教師在教學過程中，要提高對于培養學生實際解決問題能力的認識，明確自身教學目的，在教學過程中，滲透實際應用的思想，真正的做到以理論知識服務工程實踐。在此過程中，還要注重提高學生的學習興趣，讓學生在積極的學習氛圍中，完成有關材料力學知識的學習。教師在備課的過程中，注重對于課堂教學內容進行合理的安排與設置，通過將課堂知識與應用結合的模式，將材料力學教學過程中的問題進行逐一的講解，培養學生解決問題的能力。例如，在進行基本變形的講解時，可以通過拉伸與壓縮來進行問題的引入，在融入外力計算、應力分布規律、強度等知識點，并且進行舉一反三的知識點類比，最終讓學生在緊湊的課堂教學中，逐一掌握有關知識點，培養解決問題的思路，適應現代課程教學中對于解決實際問題能力的培養要求，培養合格的工程人才。
2教學方式的改革
在以往的材料力學教學過程中，是以教師的單一講授為主要的教學方式，教學中注重對理論的教學，忽視對于材料力學相關知識的實際運用。傳統教學方式以教師為教學工作的主體，并且以應試為主要的教學目的，教學過程圍繞教材與課本，學生被動的參與到教學當中。傳統教學模式現已難以真正的培養學生的學習興趣，難以實現學生個性發展，學生在學習中也不能更好的形成科學的思維習慣。新課程的改革對于培養學生的綜合素質，實現學生的個性發展提出了新的要求。因此，在開展教學工作中，教師要不斷的對自身教學方式進行改革。教師在教學方法的改革中，要通過對傳統教學方式的探究，轉變以往的教學方式，注重實現自身引導者的角色。在課程教學開始時，通過對學生課前預習的講解，并且引導學生完成自主的預習，在新內容的學習之前，養成良好的預習習慣。在材料力學教學中，對于即將講解的知識點，可以通過引入實際生活中的實際現象與情境，讓學生進行自主的思考。合理的預習教學，可以讓學生更好的完成教學目標，并且提高知識的記憶水平。通過運用力學知識，對于生活中的現象進行解答，可以啟發學生的思維，讓學生逐漸養成學以致用的習慣。在課堂教學上，教師要建立以學生為主體的教學方式，讓學生主動的參與到課堂教學當中，并且通過分組討論等形式，提高學生的學習積極性，讓學生獨立、自主的進行問題的分析與解決，養成良好的思維習慣。在課后教師要組織課后討論，讓學生進行主動合作解決教師所布置的課后問題，提高學生對于材料力學課程知識的掌握程度。現階段，計算機科學技術不斷發展，多媒體技術逐漸的走入到教學當中。多媒體教學方式可以提高教學過程的趣味性與生動性，直觀的將課程內容進行講解，并且強化了學生對于工程概念的了解，直觀的反應了材料力學特點。在材料力學的教學中，引用多媒體技術，是對于現有教學方式進行創新的主要措施。在材料力學的課程教學中，通過多媒體技術，可以將抽象的知識點轉化為具有良好邏輯性的圖文，降低學生對于枯燥課程的理解難度，生動形象的對課堂內容進行講解。多媒體技術，可以通過動畫等形式，對于材料的變形以及失效等狀態進行模擬，學生可以很好的通過動畫演示，掌握材料的變形規律與特點。多媒體教學中，整體信息量較大，如果學生不能集中注意力參與到教學當中，就會出現課堂走神等情況。教師在教學中，要合理的安排多媒體教學，將課堂教學與多媒體教學進行有機的結合，發揮不同教學方式的自身優勢，提高整體教學效果。
3實驗教學的改革
材料力學教學課程中，實驗教學是非常重要的，同時實驗教學也是培養學生實際動手能力，將理論知識進行實踐方面運用的重要過程。以往傳統的實驗教學中，實驗教學的目的不夠明確，并且過于依賴于傳統理論教學，實驗教學過程缺乏獨立性，僅僅以演示與驗證為教學目的。實驗教學的不足，影響了學生學習主動性的培養，不利于培養學生形成良好的創新意識，影響學生學習效果。在開展實驗教學中，需要強調試驗教學的地位，并且注重實現學生主動參與的教學目的，讓學生形成良好的動手能力。實驗教學可以很好的提高學生的動手能力，加強學生將理論知識與實踐進行聯合的重要環節，可以更好的提高學生對于材料力學課程的學習興趣。在進行實驗教學時，教師要讓學生進行積極的動手，通過學生實際動手操作，來了解材料力學的實際應用。學生的動手實踐操作，可以有效的鞏固所學知識，并且促進學生積極的對新問題進行探索。在實驗課程開展之前，教師還要做好有關預習的準備，對于試驗課程的安排進行設計，并且在課堂開展之中，讓學生認真的參與到實驗當中，并做好課后總結與分析。在實驗課程內容的設計上，要注重實現實驗的啟發性與實際性。（本文來自于《價值工程》雜志?！秲r值工程》雜志簡介詳見.）
4結束語
要想真正的提高材料力學的教學工作，就必須要注重建立良好的教學體系，并且通過對現有教學方式的革新，并加強實驗教學的開展。材料力學是一門實踐性很強的工科課程，因此，加強材料力學課程教學內容理論與實際工程聯系具有重要的意義，是實現新課程改革目的的重要途徑。本文對教學內容、教學方式以及實踐課程的改革，研究了提高學生主動參與熱情，提高教學效率與教學質量的相關對策。材料力學的教學工作中，教師必須要對以往僵化、死板的教學方式進行改革，提高教學的靈活性，讓學生主動、積極的參與到材料力學的學習當中。教師要針對材料力學這門課程的教學要求與特點，結合學生的實際學習狀況，設計合理的教學模式，并且做好課前備課工作，對于現有教學方式進行不斷的改革與探索，提高培養學生綜合素質的意識，提高高職院校材料力學教學工作的質量。
作者：崔?；⒐ぷ鲉挝唬簝让晒沤煌殬I技術學院
摘要根據“卓越工程師教育培養計劃”要求，改革教學體系、優化教學內容、探索先進的教學手段和方法，改革考核方式，并重知識教育與素質教育，培養具有基礎扎實、能力強、素質高以及富有創新精神的卓越工程師。
關鍵詞教學體系 教學內容 教學手段 改革
材料力學是機械專業重要的專業基礎課，與工程實際問題結合緊密，實用性強，不僅滿足學生學習后續專業課的要求，也是滿足學生畢業后從事專業工作、新項目研究、開發和繼續學習的要求。應用型本科院校學校材料力學課程的傳統教學與“卓越計劃”在教育指導思想、教學體系結構、內容、教學手段、考核方式等方面存在許多不相適應的地方，急需妥善解決。
1 課程現狀
傳統教學方法在某些方面已不能適應要求，問題主要表現以下幾個方面：①②③（1）課程教學方法落后；（2）課題體系結構不適應工程師培養模式；（3）教學內容與科學發展脫節；（4）教學手段單一；（5）實驗教學體系不適應卓越工程師教育計劃理念。
綜合上述，材料力學課程教學目前存在著很多問題，必須有針對性的進行教學改革，逐步完善教學。
2 教學改革
2.1 教學體系結構改革
傳統教學采用“以四大基本變形為主線”的教學體系，如圖1所示，這種按基本變形為主線的內容體系，內容重復多，花費學時量大，教學過程缺乏新意，難以激發學生學習興趣。從培養高素質人才的要求出發，重視學生能力與素質培養，打破了傳統體系的結構，提高了材料力學的起點，采用從“內力―應力―變形”的課程體系結構，如圖2所示，運用啟發式教學代替灌輸教學，面向能力培養、面向學生自主學習的教學模式，提高學生素質和能力，強化培養學生的工程能力和創新能力。
2.2 教學內容改革
“卓越計劃”旨在培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，“內力―應力―變形”的教學體系結構的教學內容緊密聯系地方經濟和特色產業，立足服務地方經濟、反映材料科學技術的發展。采用了衢州地區的特色工業產品作為課程教學案例，培養了學生的分析問題和解決問題能力，提升了學生的素質。
圖1傳統材料力學的教學體系結構
圖2“內力―應力―變形”的教學體系結構
2.3 教學手段和教學方法改革
在新教學體系中采用的教學手段與教學方法，如圖3所示：團隊教學實行理論課程與實踐課程平行的開課方式，資深教授采用多媒體手段，推行啟發式教學、研討式教學和學生研究性學習講授理論。科研能力強的青年教師和聘任的企業專家指導實踐課，采用項目教學、案例式教學方式講授實際案例，借助計算機仿真對案例進行建模與仿真。理論課和實踐課采用提出問題―分析問題―解決問題思路培養卓越工程師，促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量。
圖3教學手段與教學方法圖4實驗體系結構
2.4 實驗體系改革
將實驗內容進行整合，分為基本性能實驗、綜合設計性實驗和前沿專業性實驗，如圖4所示。
基本性能實驗是對傳統實驗項目精選、提高、歸并，培養學生基本力學實驗技能和加強現代力學測試方法和實驗技能的基本訓練。綜合設計性實驗較為復雜，學生根據實驗要求，設計實驗方案，擬定實施實驗步驟，并完成實驗，增強思考性和啟發性，增加了學生動手、動腦的機會，培養學生發現、研究和解決問題的能力。前沿專業性實驗是以機械創新設計大賽模型、畢業設計課題和科研等為基礎開展的實驗項目，使學生開闊眼界，了解前沿研究動態，跟蹤學科的發展方向，培養學生運用高新技術解決實際問題的能力和創新能力，為以后的工作、研究奠定基礎。
2.5 考核方式改革
考試內容改革是減少記憶書本知識的考試內容，出一些靈活性大、知識面寬、綜合運用知識能力強的題目。改革標準答案式的考試成績評價方法，注重考查學生的解題思路和綜合分析與解決問題的能力，活躍學生思維，激發學生的創新意識，培養學生的綜合運用知識的能力。
3 結束語
在教學改革實踐中，只有通過改進教學內容和教學方法，才能調動學生的學習積極性，激發學生的學習興趣，才能提高了教學質量。針對材料力學的教學現狀和材料學科的發展趨勢，根據“卓越計劃”要求，進行教學體系改革、優化教學內容、探索先進的教學手段和方法，進行考核方式改革，并重知識教育與素質教育，旨在為社會培養具有基礎扎實、能力強、素質高，具有創新精神和職業道德品質高的卓越工程師。
摘 要 材料力學課程教學改革的實踐越來越重視學生工程應用能力和創新能力的培養。在教學實踐中，結合工程案例，讓學生通過建立模型、簡化計算、工程測試、匯報答辯等環節，小組分工合作完成綜合實踐作業，培養學生的綜合能力。
關鍵詞 材料力學；工程案例；綜合實踐教學；卓越工程師
1 引言
材料力學課程是工科院校機械類、土建類、交通運輸類等較多專業的專業基礎課，是學生接觸專業知識和工程領域的先導課程，將材料力學課程教學與培養學生的工程應用能力和創新能力相結合，具有重要意義。國家開展卓越工程師教育培養計劃，也旨在培養適應經濟社會發展需要的創新能力強的高質量工程技術人才，對材料力學課程教學實踐提出新的要求。
以往力學課程教學以理論嚴密、邏輯性強為特點，強調學生的理論基礎和數理邏輯能力。近年來，隨著高校教育教學改革的不斷深入與廣大教師的不斷實踐，越來越重視學生的工程應用能力和創新能力的培養。但在教學中如何將工程實踐知識與學生動手能力和實際應用能力相結合，還需多做探索。部分教師在開展科研項目研究時讓學生參與，但發現學生的基礎還沒達到要求，并且學生在學完課堂內容后覺得作業習題大多偏重理論，與工程應用還有距離。
筆者在長期教學積累和科研合作中，提煉了部分與材料力學課程知識結合緊密的工程案例，使學生在完成工程實踐綜合作業的過程中，重點培養材料力學課程知識的應用能力、團結協作與動手能力，引導學生參與工程實踐及科研項目，提高學生的綜合能力和創新素質。
2 結合工程案例的綜合實踐作業設計
材料力學課程綜合實踐作業的教學目的可以概括為培養學生提煉力學模型的能力，提高學生解決實際工程問題的能力，提高學生自我學習的能力，培養和提高學生組織協作的能力，培養學生科學思維方法和研究能力，鍛煉學生分析總結和表達能力。
材料力學課程綜合實踐作業的設計一般要求結合一定工程背景，提供相應圖紙、參數、工作原理等，鍛煉學生讀懂圖紙、提煉力學模型的能力；綜合實踐作業的內容結合專業知識、工程實例或相關后續課程，列出一定的參考書及參考文獻，需要學生學會閱讀、自主學習；綜合實踐作業的設計一般采取開放式的結論，給定設計參數讓學生分析研究方案，或給定必要功能進行相關參數的設計。
材料力學課程綜合實踐作業的形式可以分為與課程內容相關的可以讓學生直接參與的課題、從工程實際中提煉的力學近似計算、結合工程問題的開放選修實驗、學生自主選題的大學生創新項目、群體性參與的趣味力學競賽等。限于篇幅，這里僅列舉幾個材料力學綜合實踐作業案例。
案例1：錨鏈環拉伸試驗與分析 某型號的錨鏈環如圖1所示，需進行拉伸試驗以檢驗錨鏈單環承受的最大載荷、最大應變以及錨鏈環的變形等。試驗載荷從520 kN分20個加載步到7460 kN然后卸載，采用電測法進行應變測試，實測時確定的應變片布置方案如圖1所示。
要求：1）根據錨鏈環的結構圖紙，確定錨鏈單環的力學模型，分析錨鏈環拉伸的應力分布；2）根據應變測試方案確定試驗步驟，分析應變測試方案的合理性；3）少部分學生參與現場測試；4）已知各載荷步下各測點的實測應變，分析試驗結果，得到簡要結論。
該案例考查的學生的知識和能力包括：1）對內超靜定結構的受力和應力分析的能力；2）電測理論，如何應用電橋理論得到錨鏈環拉伸時的拉伸應力和彎曲應力；3）通過參與現場測試鍛煉學生的動手能力，增長學生的工程見識；4）對測試數據的處理和分析能力，直接感受工程測試與理論分析的差別。
案例2：張弦桁架結構張拉應力測試與分析 某體育館張弦桁架結構見圖2，最大跨度115米，單榀最大重量s128噸，張拉過程是施工的關鍵項目。以某一榀桁架為例，需對張拉過程中桁架關鍵部位的應力進行監測。
要求：1）根據鋼結構施工圖紙，用力學知識建立單榀桁架的力學模型；2）對模型進行簡化，得到材料力學中的超靜定結構；3）簡要分析單榀桁架的應力監測關鍵部位；4）參觀工地，參觀張拉過程；5）對應力、結構變形等監測數據進行簡要分析，與施工前的分析進行對比，分析差別的原因；6）預測溫度對結構的影響，提出驗證方法。
這是一個實際工程問題，通過布置綜合實踐作業的方法讓學生在施工前就提前參與，使學生對課程的工程應用有了更加深刻的認識。再由于工程缺少工程經驗，學生分析后確定的監測點與項目方案存在偏差，但通過施工現場的分析講解，對結構施工直觀了解，培養了學習積極性。
案例3：某雙體客船螺旋槳軸系的強度計算 某長江短途客船已知主機額定功率為190 kW，額定轉速1000 r/min，
總減速比2.89，軸的轉速346 r/min，螺旋槳推力2350 kg，
螺旋槳重量200 kg，材料35#鋼，聯軸節重量42.8 kg，法蘭重量28.5 kg，屈服極限270 MPa，許用安全系數[k]=
2.5～5.5，圓齒輪箱裝有推力軸承，可承受2600 kg的推力，滿足本船實際推力2350 kg的要求。在強度計算時，為偏于安全，將前端視為自由端。船舶軸系一般是一個變截面連續梁，在聯軸節處作用集中載荷，將它簡化為分段等截面連續梁，如圖3所示。
要求：1）按分段等截面連續簡化法，完成基本數據表；
2）按力矩分配法，計算各節點的彎矩，計算分配系數、固定端外力矩，用列表的方式進行力矩分配法計算（分配13次）；3）求節點處的剪力和支座反力；4）用三彎矩方程計算節點處彎矩校核力矩分配法的結果；5）畫軸系受力簡圖、軸力圖、扭矩圖、剪力圖和彎矩圖；6）按第四強度理論，對危險截面用安全系數法進行強度校核。
通過該案例的計算，學生在復習和熟悉材料力學課程內容外，增強了綜合計算及綜合應用能力，提前接觸了專業知識、行業規范以及工程術語，掌握了力學模型的簡化及計算方法，進一步認識到材料力學課程在工程中的實際應用。
案例4：八角環式車削測力儀的測力計算 八角環式彈性元件見圖4，要求：1）將八環式彈性元件簡化為兩端固定的圓環式曲桿；2）用力法正則方程求解三個垂直方向力單獨作用下的超靜定問題，求解剛化桿中間截面上各自的內力（作為多余約束力），寫出曲桿的彎矩和軸力方程；3）以
大曲率曲桿計算各測點上的正應力，并計算理論讀數；4）分
析每組布片和接線圖，說明理由；5）分別計算理論讀數值與實驗讀數的誤差；6）進行誤差分析。
該案例是一個典型的力學方法應用案例，涉及曲桿超靜定計算、力與變形及應變之間的關系、電測法測試應力、橋路應用等知識，進一步促使學生綜合應用課程知識。
3 材料力學綜合實踐作業的教學實踐
由于課程教學時數不斷減少，在時間安排上，一般一次綜合實踐作業占用3學時的課內時間。其中1學時用于布置任務、講解基本要求，確定分組和組內分工，明確小組負責人和完成時間節點，最后占用2學時進行答辯。其余為課外時間完成，包括學生查閱資料、完成作業、輔導答疑等。這樣做到了課內教學與課外學習的有益結合。
一般一學期有2～3次綜合實踐作業，在教學過程中，結合每學期的實際情況及項目情況，每年的內容和要求會略有不同。由于綜合實踐作業難度較大、要求較高，每次作業按學生自愿的原則結合學生學習程度分組，一般4～6人一組，要求小組內明確分工與合作。小組分工包括查閱文獻、建立模型、計算、繪圖、完成報告、制作答辯PPT等。
考核是綜合實踐作業的另外一個重要環節，作為課程的一個重要組成部分，綜合實踐成績被記入課程考核內容?？己藘热莅ǎ盒〗M分工情況，考察每個學生參與程度及完成工作量；完成一份作業總結報告，報告內容要求條理清楚，詳盡描述小組分工、完成過程、研究思路、研究方法和結論；項目答q，要求每組派一個代表匯報答辯，其余學生接受問詢考核，對每位學生分別給分。
在綜合實踐作業的實施過程中，大部分學生能積極配合，學有余力的學生在圖書館和網上查閱大量文獻，并在與教師的交流過程中學習到大量課堂以外的知識；也有少量學生不很熱心，渾水摸魚。另外，綜合實踐作業占用學生大量的課外時間，需要進一步合理安排課堂教學與課外教學的時間關系。在考核內容和考核方式以及激勵措施方面，材料力學綜合實踐作業的教學實踐還需進一步完善。
4 結語
材料力學課程是工科類各專業學生由基礎課程向專業課程過渡的先導課程，對培養學生工程基礎和實踐能力起到重要影響。在材料力學課程教學過程中，結合實踐性教學環節鍛煉和培養學生的綜合素質是當代大學教育改革的一個必然趨勢，很多教師和同行都提出許多很好的方法。本文僅是教學過程中的一個小的實踐，在結合工程實際合理選題、優化課堂教學內容與課外學習之間的關系、培養和調動學生參與積極性等方面還需不斷改進。筆者希望通過本文起到一個拋磚引玉的作用，得到同行的批評指正。
摘 要：“材料力學”是高校工科專業一門重要的專業基礎課，既是學生首次應用力學理論分析實際工程問題的課程，也是學習后續相關專業課程的前提。文章從“材料力學”課程自身的特點和現存的問題出發，提出了情理交融，以彰其美；隨地取材，貼近生活；反客為主，共同探討的教學方法，筆者通過具體的教學案例說明上述方法在提高學生學習興趣、透徹理解概念與理論方法方面具有有效性。
關鍵詞：“材料力學”；教學方法；高校
“材料力學”是工科院校中一門重要的專業基礎課。其主要研究單個桿件的強度、剛度及穩定性問題，是后續專業課學習的理論基礎。同時“材料力學”也是學生首次接觸到的有較強工程背景的一門課程[1]，是從原來的解析分析向工程近似分析的一個過渡。然而，近年來，隨著專業培養方案的調整，“材料力學”課程的學時被壓縮，以往的教學方法已經不能滿足新形勢的要求，如何在有限學時內讓學生掌握“材料力學”的理論方法成為一個亟待解決的問題。
“材料力學”課程的一個特點是概念多，理論性、實用性強，數學推導、計算煩瑣。對這類課程學生普遍缺乏學習興趣，如果學生上課昏昏欲睡，對這些理論的推導過程、適用范圍不甚理解，就會在應用這些公式解決實際問題時出現困難甚至錯誤[2]?！安牧狭W”課程承前啟后，既是對前期理論力學知識的應用，又是為后期結構力學等課程的學習做好鋪墊，這就要求學生對這門課程中的假設、概念及理論方法要有透徹的理解，這樣才能為后續專業課的學習打下堅實的基礎。然而，在初學階段，學生要完全領會這套理論并非易事，難免會出現生搬硬套的現象。那么，如何讓學生在短期內盡可能透徹地理解掌握“材料力學”中的理論方法成為教學中的一個關鍵問題。
針對以上問題，筆者結合自身的教學體會，在“材料力學”教學方法上進行了一些新的思考和嘗試。
一、情理交融，以彰其美
“材料力學”課程中理論推導多、邏輯性強，這也是學生普遍反映缺乏學習興趣的原因。這樣的課程，如果就事論事、有一說一地講授肯定會枯燥無味，然而，如果能在講解過程中適當展開，從一個理論講出一段情感一個道理，讓學生深刻感受到“材料力學”是一種有血有肉的理論，展現出“材料力學”的美，這樣會更好地吸引學生的注意力，提高其學習興趣。
例如，在介紹趙州橋等代表古人智慧結晶的工程典范時，引申出只有“美好”（力學中就指遵循力學規律）的東西才會長久的道理，無論是物質還是精神方面皆是如此，同時與陸游的“人間萬事消磨盡，只有清香似舊時”結合，鼓勵學生多行善事，志存高遠，青史留名；介紹比薩斜塔時，指出該斜塔因為有伽利略在上面做過著名實驗而聞名于世，因為伽利略的偉大使得比薩斜塔跟著出名，然而，那些游覽歷史古跡并刻下自己名字的游客以期借古跡之名千古流芳卻終不可得，隨即聯想到龔定庵的“科以人重科亦重，人以科傳人可知”，希望學生們將來都做“科以人重”的人，不要做“人以科傳”的人，期望他們將來個個都成就卓著，光芒萬丈；在講解彈性力做功只與最終變形量有關時，鼓勵學生你每一個人都一定會成功，只不過人生的軌跡不同，一時之失一事之失并不會影響他們人生最終的高度，在幫助學生理解力學原理的同時樹立“天生我材必有用”的信念；在講授偏心拉壓狀態下載荷位置與中性軸關系時，為了讓學生深刻體會載荷作用點和中性軸分布在截面形心的兩側，載荷作用點靠近形心時中性軸則遠離形心，反之，載荷作用點遠離形心時中性軸則靠近形心這種關系，由事及人聯想到杜甫的“人生不相見，動如參與商”，造化弄人、生活所迫可能讓大家同窗一別再難謀面，猶如此處的載荷的作用點和中性軸，這是同一情感的不同表達，古人交通不便，朋友間一旦離別就很難再見，所以古人重情誼，也告誡學生要珍惜彼此間的友誼。
這樣的講述讓學生體會到了“材料力學”的鮮活生動，意識到“材料力學”中蘊含著樸素的人生道理，使學生產生一種“此中有真意，欲辯已忘言”的美感，進而增強其對“材料力學”的興趣。
二、隨地取材，貼近生活
案例教學在“材料力學”講授過程中發揮著重要作用，案例不僅為理論知識提供了真實背景而且可以激發學生解決實際問題的興趣。大的工程案例會給學生留下宏觀印象，然而學生并不能應用所學完整地分析一個工程實例，這樣久而久之學生會對工程案例產生距離感，感到理論和實際一在平地一在天，甚至認為這些大型工程仿佛在白云外，遙不可及。如果在案例教學中不僅給學生介紹工程案例作為學生學習的最高理想，而且更多地介紹生活中身邊的案例，引導學生應用所W解釋分析一個簡單現象，這樣更能加深學生對知識的印象和運用知識的能力。從這個角度講工程案例和身邊小例就像是詩和詞，詩是言志，讓人壯懷激烈；而詞則多描寫生活瑣事抒發情感，讓人有生活情趣。兩者應兼而有之，不可偏廢。
例如，在學習斜截面上的應力計算公式時，通過扭斷粉筆的簡單示例，比較其與低碳鋼的斷面區別，為了解釋斷面位置不同這個現象，再引導學生推導斜截面上的應力公式；通過包裝袋上的鋸齒狀邊緣或藥品袋上的剪開小口說明應力集中的現象；通過討論鋼尺受壓彎曲、展開紙張和卷成圓筒的紙張的豎立實驗，讓學生體會受壓桿件的極限承載力不僅與其截面面積有關而且與其截面形狀有關，為歐拉公式的推導做好鋪墊；通過竹子等橫截面形狀說明截面幾何形狀與結構剛度間的關系，讓學生對自然產生敬畏，更好地體會萬法自然。
三、反客為主，共同探討
“材料力學”的理論性強，傳統以教師為主導的單向講授方式枯燥無味，變單向講授為雙向探討、交流，以學生為中心，教師引導其思考、解決問題，以激發學生主動學習的積極性，培養學生積極思考的能力。本文通過引導學生對能量法進行探討，加深了學生對基本概念、理論和方法的理解。
（一）引出問題
孫訓方編《材料力學》（I）第二章中[3]，例題2-5，圖1（a）所示，桿系由圓截面鋼桿1和2組成。已知桿端鉸接，兩桿與鉛垂線均成α=30°的角度，長度均為l=2m，直徑均為d=25mm，鋼的彈性模量E=210GPa。設在結點A處懸掛一重量為P=100kN的重物，試求A點的位移A。
此時，提出疑問，引導學生討論。觀察兩種方法的計算結果，發現完全吻合。不禁讓人產生疑問，因為，在以往理論力學的概念中，能量法可以理解為一種精確的解法，而例題2-5中以直代曲是一種近似方法，所以，這兩種方法的計算結果應該有差異才對，可是為何例題2-5和2-6的結果完全一致？（連表達式都完全一致?。┻@種結果不可以用簡單的“殊途同歸”或“異曲同工”來解釋。
（二）更進一步
帶著上述疑問再來探討教材[5]中的習題2-13。
習題2-13，圖2所示A和B兩點之間原有水平方向的一根直徑d=1mm的鋼絲，在鋼絲的中點C加一豎直荷載F。已知鋼絲產生的線應變為ε=0.0035，其材料的彈性模量E=210GPa，鋼絲的自重不計。試求：（1）鋼絲截面上的應力（假設鋼絲經過冷拉，在斷裂前可認為符合胡克定律）；（2）鋼絲在C點下降的距離；（3）荷載F的值。
舊惑未解又添新愁！發現本該“殊途同歸”卻變成“殊途殊歸”，兩種方法竟然得到了兩個截然不同的結果。顯然，用能量法計算的結果錯了，究竟錯在什么地方呢？
（三）深入討論
仔細觀察例題2-6和習題2-13求解過程，發現應變能是按定義計算的，應該沒有錯誤；如果出錯，肯定是外力做功計算錯誤，而外力做功似乎也是按照定義計算的！要確定外力做功計算的正確與否，必須重溫其概念。教材[6]在講述功能原理時，外力做功的推導以一個軸向受拉桿為例，前提是在線彈性范圍內，則外載荷F與桿的變形量l成線性關系（圖4所示），此時，外力做功才可以寫成下面的形式（例題2-6、習題2-13中的形式）：
W= Fl （5）
圖4 彈性范圍內載荷與變形的關系
面對上述結論的適用范圍，自然就會問，單個桿件的變形與外載荷之間是線性關系，那么由桿件組成的結構中某節點的位移與外載荷之間是否依然保持這種線性關系呢？為了弄清這個問題，我們重新回顧例題2-6，研究A點位移A與外載荷P之間的關系。
圖5 桿系變形幾何分析
顯然，在圖5中，節點A的位移A=AA'，而A'是分別以B為圓心，以BA1長為半徑和以C為圓心，以CA2為半徑的兩個圓弧的交點，由幾何關系可知：
略去高階無窮小后，上式可化簡為：
考慮到，
所以A點的位移又可以寫為：
這就是外載荷與A點位移間的關系，它們并非簡單的線性關系。進一步化簡后發現：
化簡過程中略掉了高階微量A2，發現A點的位移與外載荷近似成線性關系，然而在例題2-6中直接默認了這種線性關系存在，所以不加討論地使用公式W=PA/2進行外力功的計算，這也是例2-6與例2-5的結果完全一致的原因。從這里也可以發現，“材料力學”中的能量方法并不同于理論力學中的能量方法，它是一種工程近似方法。至此，一個疑問已解決。
如果不假思索地直接運用式（5）計算外力做功，這樣容易給學生造成誤導，誤以為所有情況下式（5）均成立，因此，也就出現了習題2-13中用能量法得出錯誤結果的情況。那么，在習題2-13中，外力F與C點的位移之間是否也存在線性關系呢？
圖6 鋼絲變形幾何關系
從圖6中可以看出，有如下幾何關系成立：
注意到，FN = ≈ = ，代入上式可得：
發現外載荷F與C點位移并不是線性關系而是三次函數關系，所以計算外力功時不可以直接使用公式W=F/2，而需要根據功的定義，先計算微功然后再積分得到外力功，亦即
所以，正確的功能原理應寫為：
解得，F=96.56N。
此時，由功能原理求得的結果與受力分析獲得的結果才能吻合。而且，容易看到，能量法的計算結果與受力分析的計算結果并不完全一致！至此，所有疑問均已解決。
（四）歸納總結
以上通過兩個題目采用不同方法求解，然后提出疑問，組織學生深入討論，最終引導學生解決疑問。這會讓學生更加深刻地理解“材料力學”中的能量方法是一種小變形假定下的工程近似方法而非精確解析方法；應用能量法求解問題時，外力做功的計算不能一味的套用式（5），而需根據外力與位移間的關系具體對待，只有當外載荷與節點位移成線性關系時，式（5）才成立；當外載荷與節點位移間不存在線性關系時，需要根據功的定義，先計算微功然后再積分得到外力做功。
結合“材料力學”課程的自身特點，文章圍繞如何提高學生學習興趣和如何加深學生對理論方法的理解兩方面問題，在課堂教學方面做了一些初步的思考和嘗試。通過情理交融，融入人文情懷，讓學生感受“材料力學”的美，培養其對“材料力學”的興趣；通過隨地取材的教學案例，讓學生體會到“材料力學”既可頂天又能立地，培養學生觀察生活、體味自然的習慣；通過提出疑問，組織課堂討論，讓學生更加深刻、透徹地理解“材料力學”中的理論方法，從而避免出現生搬硬套公式的現象。
摘要：材料力學是一門理論與實際緊密結合的專業基礎課，為提高學生的學習興趣，拓展學習的深度和廣度，采用案例驅動式的教學。在課堂上結合工程案例講解，并鼓勵學生獨立思考、自主建立力學模型，進一步通過分組合作完成案例的分析，并提出解決方案。這種教學模式以“研究性的學”代替“傳統式的教”，有助于學生的理論與實踐有機結合。
關鍵詞：材料力學；工程案例；研究性教學；學生為中心
材料力學是一門理論與實際緊密結合的專業基礎課，重在培養學生對工程設計中強度、剛度、穩定性問題的分析能力。在傳統教學模式中，學生的學習以被動式為主，缺少分析討論、綜合概括、質疑發現等主動式的學習訓練環節。另外，盡管材料力學課程內容本身與實際工程緊密相連，但學生不了解如何將實際工程問題抽象為力學模型和定解條件。因此，為了更好地培養學生的創新思想和創新能力，提高學生應用材料力學知識解決實際工程問題的水平，我們對傳統教學方法加以革新和突破，探索案例驅動式的研究性教學模式在材料力學課程教學中的應用。
一、案例驅動式的教學理念及改革路線
案例驅動式的研究性教學是一種教與學相互統一、相互提高的過程。這種教學方法借助案例材料提供的信息，學生在教師的組織引導下，運用所掌握的基本理論來探究案例問題、提出解決方案。我們的教學理念包括：以學生為主體，以案例為教學載體，以多種教學模式為手段，以“研究性的學”代替“傳統式的教”。
基于此，我們建立了如下的改革路線圖，具體包括：（1）每章課程開始之前，引入適合課程教學的具有前沿性、基礎性與交叉性的工程案例問題；（2）在研究性教學過程中，引導學生獨立思考、自主建立力學模型；（3）課后，結合網絡學習與團隊學習等新的教學形式，激發學生的學習熱情，擴展課外的自主學習空間；（4）課程結束時，用教學的全程考核來評定學生最終的課程成績；（5）項目執行中，由組成員分工聽課、發放調查問卷，對新型教學模式進行監控，必要時進行適當調整。
二、案例驅動教學的新舉措
1.教學思路上，由傳統的“知識點講解型”轉變為“案例驅動型”，從而將實際生活及工程實踐中的材料力學問題融入學習中。如：講拉壓靜不定時，引入“三個和尚沒水吃”的寓言；在講截面的幾何性質時，結合古代“七根筷子”的故事；在講動應力的概念時，引入飛針穿玻璃的例子；在講解提高彎曲強度的措施時，結合橋式起重機改造和家庭用晾衣架的設計；在講壓桿失穩時，結合了腳手架倒塌和海洋石油平_失效等工程事故的案例等。通過案例驅動的教學，極大地提高了學生的學習興趣，拓展了學習的深度和廣度。
2.教學方法上，堅持啟發式、參與式教學。根據具體情況有針對性地、循序漸進地提出問題，如：在講軸向拉壓桿橫截面上的應力時，首先提示學生關鍵是正應力的分布；又提示應力看不見摸不著，學生可以想到分析“變形”，因此進行變形規律試驗，且由表及里需要“平面假設”；進一步提示需要“應力―應變”的胡克定律獲得應力分布規律；隨后，由靜平衡方程，推出正應力公式；當然，最后還需要學生考慮這個計算公式的適用條件，從而引出圣維南原理。這樣，學生會對這一部分內容很有興趣，并對知識的來龍去脈有了清晰的認識。同時，為節省出課時用于案例研究，教學內容上采用類比方法及框圖的方式歸納總結各部分間的關系。
3.在教學形式上，選取一些具有承前啟后性質的章節，進行翻轉課堂教學，這個過程中學生之間可以互相質疑、糾錯、指正。同時，案例教學過程中，將學生分成幾個學習小組，進行分工討論交流，并利用網絡學習資源查閱資料，提出案例問題的解決方案、進行數據分析，并最終撰寫總結報告、進行答辯。
4.課程結束時對學生進行了問卷調查，為進一步改進課程的教學積累了寶貴的資料。問卷設置問題包括：課程授課形式、教學重點難點內容、案例大作業難度、學生學習感受及意見和建議等方面。其中，關于“研究性大作業的設置頻率”，大部分同學認為合適的頻率為“每章一次”或“更少”。至于研究性學習過程中“最大的困難”，約10%的學生選擇“沒有時間完成討論題”，約17%的學生認為“不知道如何解決”，超過半數的同學選擇“不知道解決方案應該做到什么程度”，這表明大多數學生能夠及時掌握課堂授課知識，并能學以致用，同時也正反映出案例的開放性，另有約7%的學生認為是“其他困難”，包括“不知道如何表述自己的解決方案”“無法拓展思路”等。關于案例驅動式教學的“課堂效果”，接近3/4的學生認為“好”，學生評價研究性課堂不僅能夠提高他們的學習興趣和熱情，且增強了應用這門課的知識解決實際問題的能力。
三、結語
經過連續多個學期的改革實踐檢驗表明，這種教學模式能夠激發學生的學習積極性，拓寬學生的知識視野，增強學生的獨立思考能力和創新能力，因而取得了較好的課堂內外教學效果。通過在此提出兩點建議：（1）在教學過程中引入工程案例進行分析、討論，勢必占用課時，因此，為更好地保證教學效果，必須精心選取工程案例，同時合理劃分學時計劃；（2）為成功實現基于案例驅動的教學形式，需要重點研究如何對課程的期末總成績進行有效評價，尤其是各組案例大作業成績的給定，為保證在這一評價過程中做到公平、有效，我們認為需要多個案例大作業分階段考察，且每組人數限制在2―3人左右，并明確每個成員具體的貢獻。
[摘 要]案例教學是一種有效的教學方法。通過將案例引入材料力學課程的教學，課堂上的互動氛圍活躍了，講授理論時學員的注意力也更集中。在案例教學中要注意兩點：一是教員選擇講解的案例要有典型性，分析方法要有一般性；二是案例的選擇和難易度的把握，特別是由學員分析的案例要提前布置，而且難度不能太大。學員是從學校到學校，沒有接觸過工程背景的問題，需要討論或查閱資料，所以要多給學員一段時間，更重要的是會打消學員的學習興趣。
[關鍵詞]材料力學；沖擊載荷；案例教學
目前材料力學課程教材中的例題或習題，多是簡化好的力學模型，學員看到的都是簡圖，而他們是沒有任何工程背景的二年級學員，感到學習的理論和實際是脫節的，所以根據課程特點采用案例教學是一種有效的方法，可拉近課程和學員的距離。這不僅可以激發學員的學習興趣，調動學習的主動性，更重要的是使學員對力學知識的用途有更深層的認識，可提高學員的力學建模能力。本文以沖擊載荷為例，介紹案例教學的具體實施步驟，然后總結材料力學案例庫的建設。
一、案例教學的步驟
沖擊載荷是材料力學課程動載荷章節中的重點內容之一，采用案例教學法，分四步組織教學。
（一）案例呈現，激發學習興趣
案例①：由于繩斷裂，蹦極者落入鱷魚河的水中。
案例②：繩沒斷，但蹦極者落入水中，被鱷魚咬掉了頭。
案例③[1]：2007年8月，位于大連星海公園的蹦極項目出現了一次“意外”：一個小男孩從55米高的跳臺上跳下來時，一頭扎進了海里！令人寬慰的是，落水孩子仍舊被保險繩牽引著，并且浮到了海面上。救生艇趕到把孩子救了下來。孩子上岸后連吐了很多口海水，由于獲救及時，神志很清醒，經過全面檢查，孩子沒有大礙。
（二）提出問題，探索理論依據
問題：試建立力學模型，分析事故原因。
分析人和繩組成的系統，人為沖擊物體，繩為被沖擊物體。根據人與繩的特點，提出基本假設：①人抽象為剛體，即沖擊物體的變形不計；②繩是變形體，其重量不計；③人自由落體運動時，對繩沒有作用，當下落高度和繩的長度相等時，人對繩有沖擊作用，認為人和繩共同運動，即沖擊物體和被沖擊物體接觸后共同運動；④沖擊過程中繩的變形保持彈性變形，即滿足胡克定律，其彈性模量不變。沖擊問題的特點是持續時間短，沖擊力隨時間的變化難以準確分析，其精確計算十分困難，一般采取近似方法，認為沖擊過程中只有機械能和變形能的轉換，忽略其它能量的損耗，如不發聲、不發熱，因此采用能量守恒原理解決沖擊載荷問題，由于不計能量損耗，所以能量法計算偏于安全。
（三）建立模型，求解力變形
人與繩索相連，繩索另一端牢牢固定在平臺上，開始人靜止在平臺上，然后自由下落。設人的重量為W；繩索橫截面積為A，長為l，彈性模量為E，模型同材料力學教材中習題。[2]
如果人靜止掛在繩索的下端時，繩索的變形是其原長的1/60，動荷因數Kd = 12，繩索的最大伸長量Δd = KdΔst = 0.2l。
（四）分析原因，提出合理建議
案例①中蹦極者墜河的原因：依據動應力的計算分析，說明繩索動應力超出允許范圍，導致繩索斷裂。案例②和案例③中，繩未斷造成蹦極者落水的原因：可能選擇了剛度偏低的繩索，因為Δst偏大，導致Δd增大；可能選擇了剛度夠，但偏長的繩索，導致ld增大；按報紙上對事件的描述，小男孩“胖乎乎”，屬于體重比正常孩子偏大，導致繩索動變形過大（超過設定值），工作人員可能忽略此點，導致事件發生的原因。
建議：正規的蹦極設施具備不同規格的彈性繩索（一般按伸縮長度、拉伸剛度來標定），這些繩索事先經過專門測試并貼有規格標簽。蹦極前要認真查看繩索的規格，選擇與自己體重相適應的彈性繩。
二、案例庫的建設
通過案例教學的實踐，發現學員的學習興趣高了，比如在看完蹦極者掉入河里，被鱷魚咬掉頭的視頻后，都想知道其理論依據，避免今后親身體驗時出現同類事情。學員發現問題、提出問題的意識有所增強，比如講授組合變形時，學員就提出絲錐攻絲時絲錐折斷的問題，比薩斜塔不倒的現象，講授壓桿穩定時，提出銀槍刺喉的雜技。學員建立力學模型、分析問題的能力有所提高，絲錐折斷的例子在扭轉變形時提出，講到組合變形時，學員自己就想到當時分析的不足。學員提出切身體會的例子，如訓練中有時會看到或聽到學員骨折，班里某某學員提出訓練時腿骨骨折的問題，通過分析學員真正感受到力學知識的學習可以使平時訓練更科學。
因此通過調研、收集分析案例，將積累的案例建成案例庫，供教員和學員應用。案例庫中具體案例分為生活案例、裝備案例、其他案例（工程、體育等）。[3]
案例庫可以教員和學員的身份登錄。教員登錄可完成添加案例、管理案例、選用案例、評價學員、管理學員等功能，添加案例功能是教員完成案例上傳，包括案例背景、問題提出、建模理論分析、事故原因、擴展內容或思考。管理案例功能是修改或刪除；選用案例是為學員選擇具體哪些案例供學習和參考，也可選擇具體案例中的背景、問題，等學員分析上傳報告后，再選擇原因分析、擴展思考問題等模塊，供對比和完善自己的分析報告。評價學員是對學員上傳的報告，及時給予批閱，提出修改建議。管理學員是對授課班次中的學員，授予其使用案例庫的權限。學員登錄可完成查看案例、選擇案例分析并上傳，查看教員對報告的評價。查看案例功能是可看到教員選擇好的案例和案例中的具體模塊。
三、小結
通過將案例引入材料力學課程的教學，課堂上的互動氛圍活躍了，講授理論時學員的注意力更集中了，課下案例分析時也用心了，和教員探討分析的次數也多了，總之學員的學習積極性提高了，這說明學員是愿意接受挑戰的，因此教員要努力收集分析新的案例，不斷完善案例庫。
案例教學是一種有效的教學方法，通過實踐發現，在案例教學中要注意兩點：一是教員選擇講解的案例要有典型性，分析方法要有一般性；二是案例的選擇和難易度的把握，特別是由學員分析的案例要提前布置，而且難度不能太大。由于學員是從學校到學校，沒有接觸過工程背景的問題，需要討論或查閱資料，所以要多給學員一段時間，另外如果案例的難度偏大，不僅完不成，更重要的是會打消學員的學習興趣。
[摘 要]項目組依據建構主義學習理論，設計了信息化環境下材料力學翻轉課堂的教學環節，開展了教學實踐，并Ψ轉課堂的實施效果進行了總結和反思，探索了在現代教育理論的指導下，如何充分尊重學生學習的主體性。
[關鍵詞]信息化；材料力學；翻轉課堂；教學實踐
材料力學課程作為我校機械類各專業的重要學科基礎課，學習的目的在于為后續課程以及未來的工作搭建一個扎實穩固的基礎性支撐平臺。隨著現代教育技術的發展，教育信息化的普及，材料力學課程的教學模式應該轉變為把學習的主動權放給學生，充分尊重學生學習的主體地位。
筆者依據建構主義理論，設計了信息化環境下材料力學翻轉課堂的教學環節，開展了兩次翻轉課堂的教學實踐，探索了在現代教育理論的指導下，如何充分利用信息資源，優化課堂教學，促進學生的自主協作學習和深度學習。
一、信息化環境下材料力學翻轉課堂的教學實踐
（一）信息化學習資源的建設
有豐富的網絡學習資源作為支撐，才能更好地開展信息化環境下的自主學習、小組協作學習，保證翻轉課堂的順利實施。本課程搭建了在線網絡教學平臺和課程網站。
在網絡教學平臺上有24個一級欄目，包括教師授課的教學課件、教學日歷、教學筆記、翻轉課堂學習任務書、形成性評價成績等欄目，并對全校學生全方位開放。另外平臺上有教學郵箱、答疑討論等欄目，實現了學生與教師之間、學生與學生之間及時的信息交流互動，充分營造了交流討論的學習氛圍，保證了教師能夠及時發現學生學習過程中的問題，及時對學生學習的指引，使學生充分把握自己的學習進程與狀態。
課程網站有17個一級欄目，有教師的全程授課錄像、自學輔導系統、考研加油站等。兩套網絡資源彼此配搭，為學生的自主學習提供了信息豐富的網絡學習資源。
（二）教學目標的設定
教學目標的設定以學生為中心，充分考慮如何引導學生積極主動地參與學習，幫助學生進行更高層次的學習，鍛煉和培養學生的綜合能力，促進學生全方位的發展。
各環節的教學目標設計：
1.基本概念知識點的教學目標設計：強化課程的基本概念，幫助學生建立學科基礎。
2.建立知識點之間邏輯關系的教學目標設計：通過發現和探索各知識點之間的邏輯關系，培養學生的自學能力、洞察事物本質的能力、團隊協作能力，幫助學生養成良好的思維習慣。
3.擴展知識點的教學目標設計：將已經內化為學生已有知識的知識點進行擴展、推廣、延伸，培養學生的創新能力和解決問題的能力。
（三）信息化環境下的翻轉課堂教學活動設計及實施
1.課前學習活動
根據學生平日里的課堂表現與作業完成情況，在充分了解學生過往的學習狀態和目前的學習情況下，將學生進行分組。分組的原則基本上是自由組合，每一組4-5人。組內成員確定一位學，組長的職責是管理督促本組組員，并負責老師與學生之間的雙向溝通。
教師將設定好的學習目標和學習任務單，連同學習資源指引一并公示在教學平臺上，指導學生課前的自主學習。組長在課余時間組織小組同學首先學習老師設計的學習目標和學習任務單，清楚明白任務后，組織本組同學學習教師提供的視頻資料、授課課件，并查閱相關的文獻資料，形成小組學習報告，將小組在學習過程中遇到的疑惑、問題形成學習報告一同提交在網絡教學平臺上。教師審閱學生的學習報告，并針對學習報告反映出來的問題給出進一步學習的建議和指導。同時教師研究學生學習過程中遇到的疑惑問題并進行歸類整理，找出共性問題以及需要特殊指導的個性問題。將個性問題在網絡教學平臺的答疑討論欄目與小組成員進行交流討論，教師一般是繼續給出問題，指引學生查閱哪些資料，引起學生的思考，而不給出明確的解答。
小組同學針對老師的建議進行第二輪的學習，修改小組學習報告，重新梳理學習過程中的困惑疑問。小組整理第二輪學習報告提交。教師再一次審閱報告，梳理學生的疑問。在這一次的審閱中，教師基本上掌握了學生的學習狀況，了解了學生的困惑，清楚明白應該向哪個方向引導學生的討論，擁有了為下一步課堂交流活動進行設計的依據。
2.課中交流討論
由于上課前教師將學生產生的疑問進行了整理，課堂交流討論環節就能比較有針對性地引導學生解決疑問，幫助學生完成知識的內化，促進更高層次的推理思維的養成。
課堂交流環節按學習小組進行，教師根據學生的分組名單隨機抽取一位學生登臺講課，講課時間控制在8-10分鐘。講課完成后其他組同學針對學習過程中產生的疑問困惑、講課過程中產生的新疑問、講課組的學習效果和學習質量進行反饋，講課組的全體成員隨時解答問題。
書記員記錄交流過程中學生提出的所有問題，以便老師課后反饋。所有小組交流完畢，由班長對全班同學的課堂表現、討論情況、學習效果進行總結評價。
教師對本次翻轉課堂的效果進行總結，并對學生提出的問題做進一步的分析、闡述、解疑。由于經歷了課前兩輪的學習以及學生之間的交流討論，學生剩下的疑問也就很少了，再通過教師稍微的點撥學生的疑問就全解決了。
3.課后總結反思
課程結束后，教師問卷調查，讓學生自己總結、反思在本次翻轉課堂學習中有哪些收獲，翻轉課堂的學習形式鍛煉了自己哪些方面的能力，對比其他同學，自己在哪些方面做得好，在哪些方面存在不足，在未來的學習與人生成長中，自己應該在哪些方面有所突破，應如何克服自己的弱項，如何提高自己與他人之間的交流、溝通、表達能力。
4.學習效果評價
開課起初成立翻轉課堂評價小組，小組成員由兩個班的班長、課代表、學習委員、學生代表組成。教師要求評價小組首先制訂評價標準，提交給教師，教師提出修改意見，評價小組再進行改進，直到設計出能夠全面評價學習狀態與學習效果的翻轉課堂評價方法。
摘要：為培養學生工程素質和應用能力，在材料力學課程教學中設計大作業，引導學生進行模型簡化、分析計算、設計測試方案、測試數據處理等，與課程理論緊密聯系，鍛煉學生綜合素質。以張弦桁架張拉分析為例，從大作業要求、簡要分析和案例小結三個方面，細述大作業實施過程。最后對教學實踐中的一些細節及大作業教學實踐價值進行了總結。
關鍵詞：材料力學；大作業；教學方法；工程應用
材料力學課程是工科院校機械工程等較多專業的專業基礎課，該課程的特點是理論嚴密、邏輯性強并且與工程實際緊密聯系，如何將材料力學課程教學與培養學生的工程應用能力和創新能力相結合具有重要意義。近年來，隨著高校教育教學改革的不斷深入與廣大教師的不斷實踐，越來越重視學生的工程應用能力和創新能力的培養[1-6]。筆者在教學實踐中將工程實踐知識與學生動手能力和實際應用能力相結合，開發緊密聯系工程的課程大作業，培養學生對材料力學課程知識的綜合應用能力和工程素養。
一、材料力學大作業的教學設計
大作業的設計一般要求結合一定工程背景，提供相應圖紙、參數、工作原理等，鍛煉學生讀懂圖紙、提煉力學模型的能力；大作業的內容結合專業知識、工程實例或相關后續課程，列出一定的參考書及參考文獻，需要學生學會閱讀，自主學習；大作業的設計最好采取開放式的結論，給定設計參數讓學生分析研究方案，或給定必要功能進行相關參數的設計。限于篇幅這里僅列舉某張弦桁架張拉過程分析得工程案例案例。
1.某桁架結構張拉應力測試與分析案例。某體育館張弦桁架屋蓋結構，最大跨度115米，單榀最大重量約128噸。以某一榀桁架為例，可簡化為由屋蓋主桁架、撐桿和張弦等三部分組成的平面桁架，如圖1b所示。屋蓋組裝完成后，通過張拉機構收緊張弦AB，使屋蓋主桁架DABE起拱至設計高度，屋蓋成形。
2.作業要求。①某一榀桁架簡化為平面桁架，由設計圖紙給定各節點坐標。在施工過程中，張弦AB兩端同時張拉，撐桿上端與主桁架鉸接，下端與張弦間可自由滑動，并能保證撐桿始終保持豎直。試分析該平面桁架的超靜定次數。②求解該超靜定結構。假設已知主桁架的抗彎剛度EI，軸力和剪力引起的變形忽略，重力均勻分布。③已知主桁架總重105噸，索重67.4kG/m，忽略撐桿重。各節點應力及跨中撓度由實測給定。試計算主桁架的近似抗彎剛度。
3.簡要分析。由材料力學知識分析，該結構可簡化為一次超靜定結構，去除張弦得到其靜定基如圖2。
變形協調條件為重力和張力共同作用下U■點的撓度為零，即可求得張弦的張力與重力之間的關系。
4.案例小結。這是一個實際工程問題，考查了學生以下方面的知識和能力：（1）考查了學生對超靜定結構的分析能力，和解決超靜定問題的能力。（2）該案例是工程實際問題的簡化模型，但實測數據來自工程，在理論分析與工程測試之間的關系上，考查學生綜合分析解決問題的能力。（3）由于結構復雜，對于張弦結構、張弦施工、胎架等工程問題，學生沒有接觸過，考查了學生的學習能力和理解能力。
二、材料力學大作業的實踐價值
材料力學大作業的教學實踐引入了大量工程問題，引導學生在模型簡化、設計圖紙解讀、試驗方案等方面學習工程知識的同時，進一步加深理解了材料力學課程與工程應用的聯系。材料力學大作業的實施讓學生充分認識到材料力學作為基本理論分析手段在工程應用中的重要性。由于條件限制，不可能讓很多同學參與工程項目研究；并且學生還沒有有限元基礎，分析手段略有欠缺，但通過對實測數據的分析與處理，同樣起到鍛煉學生分析解決問題的能力。在材料力學課程教學過程中，結合實踐性教學環節鍛煉和培養學生的綜合素質是當代大學教育改革的一個顯然趨勢，很多教師和同行都提出了許多很好的方法。本文僅是教學過程中的一個小的實踐，在結合工程實際合理選題、優化課堂教學內容與課外學習之間的關系、培養和調動學生參與積極性等方面還需要不斷改進，作者希望通過本文起到一個拋磚引玉的作用，希望得到同行的批評指正。
