材料力学金课建设探索与实践

2024年3月29日发(作者：姜汁红糖水)

材料力学金课建设探索与实践

陈云信，夏燕

（江汉大学智能制造学院，湖北武汉430056）

作者简介：

陈云信（1972-），女，湖北天门人，毕业于华中

科技大学工程力学专业,硕士,教授。专业方

向：基础力学。

中图分类号：G642.0文献标识码：A

文章编号：1007-7359（2021）06-0101-02

DOI:10.16330/.1007-7359.2021.06.046

1引言

2018年8月，教育部发布《关于狠

抓新时代全国高等学校本科教育工作会

议精神落实的通知》指出：高校应全面理

顺各门课程的教学内容，提高大学生的

学术挑战水平，合理提高课程难度水平，

扩大课程深度，扩大课程选择，取消“水

课程”，打造高水平、创新、富有挑战性的

。就在这一年8月，“金课”被

引入教育部文件。“金课程”不仅是一流

学科建设、一流专业建设和培养优秀一

流人才的重要抓手，也是2035年实现教

育现代化、推动中国从教育大国向教育

强国转变的战略目标

[1、2]

。

材料力学是我校材料成型及控制

工程、机械设计制造及其自动化等专业

的重要基础课，是后继的机械原理、钢筋

混凝土、结构力学、机械设计等课程的先

导课程，它既可以独立解决工程问题，也

可以结合其它课程在复杂问题中深入应

用。弄清楚材料力学知识对于学生在学

习方法,形成工程概念等方面有重要作

用。科学技术的快速发展、新材料不断

出现、材料力学教学内容的不断提升,对

教学的要求也会越来越高。但目前材料

力学课程在教学内容、教学方法、教学手

段等方面都难以满足教学改革和创新型

人才培养目标的要求，这样的授课模式

与打造“金课”的目标相差甚远，因此，如

何去“水”添“金”，是材料力学课程亟待

解决的问题。

摘要：文章以材料力学教学为例从教学理念、教学内容、教学方式等方面论述了如何打

造材料力学金课。采用混合课堂教学模式，线上线下相结合，把传统的教学方法用在线

课程这种全新的手段拓展，为学生就业后具有解决实际问题的能力打下有力的基础。

关键词：材料力学；课程建设；金课

为了解决材料力学课程中公式多、

通过视频、图片等展示力学的前沿应用，

模型抽象、工程应用难、学生参与度低的

由此让学生意识到材料力学既可以解决

难题，并满足创新型人才培养目标的要

身边的力学问题，也可以在国之重器方

求，本文从教学理念、教学内容、教育教

面应用。

学方式等几个方面进行变革，由此去满

足高阶性、创新性、挑战度等要求，让本

的系统，

②举一反三：

材料力学的学习为后续的专业

大学的课程是个有机

校材料力学课程成为真正意义上的金

课打下扎实的基础。在学习组合变形

课。

时，拉弯组合（压弯组合）除了引入工程

中的实际问题，例如图1所示钻床的立

2教学理念

柱的变形，按图2所示强度计算的基本

传统的教学中教师掌控课堂，很容

思想分析问题，

并且能自主找到压力和

易形成一言堂，现在把课堂主动权交给

弯矩的关系,可以标识为一条相互关联

学生，用活动、实践填充课堂，让学生更

的N

U

-M

U

曲线，理解这条曲线反映N

U

-

有主动权，根据自己的情况积极参与。

M

U

之间的关系，也就是轴力对抗弯承载

教师主导，学生主体，教师在启发学生的

同时，激发学生的求知欲望和学习兴趣，

从要我学，变为我要学，增加学生的课堂

参与度，从而让课堂动起来，培养学生自

主学习的意识；因材施教，让各层次的学

生都能找到合适的提高方式，获得知识

交流与潜能开发的成就，提高自信，感受

学习的社会应用价值，形成良性循环，把

课堂建设成为真正意义上的金课。

3教学内容

生有兴趣参与。材料力学和理论力学的

①课程内容与生活息息相关，让学

特点不一样，逻辑性不强，知识点比较

散，公式比较多，如果方法不得当，学起

图1钻床

来比较枯燥，利用身边的力学问题可以

很好地解决学生对课程内容兴趣不足的

问题。在教学中，利用教室的日光灯、电

扇吊杆、课桌（板）、横梁（弯曲变形实例、

截面放置与提高梁强度）；另外，还可以

图2强度计算的基本思想

建筑教学

筑

建

徽

安

101

“金课程”

安徽建筑

学

教

筑

建

102

能力的影响或者反过来，弯矩对抗拉或

者抗压能力的影响，上面这条曲线是由

受压控制的，下面这条曲线是由受拉控

制的，交点处为界限破坏，此时抗弯能力

最大，弯矩等于零时轴拉或者轴压能力

最大，如图3所示，这些问题理解透彻为

钢筋混凝土分析偏心拉压打下坚实的基

础。

已知约束、

③培养学生逆向思维：

已知载荷，分析外力，

一般的梁都

求内力，

再画内力图；在此基础上，可以给定剪力

图，反求支座约束力，确定载荷，从而再

作出弯矩图；或者给定弯矩图，反求支座

约束力，确定载荷，从而再作出剪力图。

践中的力学问题、

④利用身边的力学小问题、

前沿的科技领域的力

工程实

学问题让学生领会怎样提出问题，需要

解决哪方面的问题，关键的解决思路在

哪里，解决思路的依据是怎样的，从哪里

出发，方法和重要环节又是怎样的，对进

一步提高教学水平和人才综合能力培养

具有积极的推动作用。

力学竞赛的知识内容，

⑤在教学中加入全国周培源大学生

让课程难度增加，

学生可以更好地掌握基础知识；材料力

学研究以金属材料为主，目前复合材料

在各个领域有广泛的应用，可以在教学

中引入复合材料的相关问题，拓展学生

的知识面，引导学生利用所学的材料力

学知识，对实际工程问题进行分析，提高

课程的广度，由此打造具有深度、高度、

广度和前沿性、时代性的材料力学课程。

4教学方式

把信息化通过教学方式体现出来，

增加课堂的参与度，比如线上、线下混合

式的教学模式；线上超星平台，平台投

屏、签到、讨论、选人、测试等功能和线下

学习互相促进融合；把材料力学力学知

识碎片化，把重要的知识点录制成短视

频，加上拓展性的思考题，根据学校课程

的教学进度发放，同学们在课前、课中、

课后利用线上课程各取所需，起点低的

同学把重难点知识掌握好，基础好的同

学在基本要求的基础上进一步提高，在

力学竞赛、考研等方面有更好的成绩，比

较简单的知识点，学生通过线上资源进

行自主学习，主动、灵活的学习模式，让

图3理论Nu-Mu相关曲线

学生有兴趣，能发挥主观能动性，这部分

行，提出问题后，让学生有思考的时间，

内容线下课堂只需要归纳总结一下，解

让学生利用已经学过的知识来试图解决

决一下个别同学提出的有建设性的问

问题，这样的方式学生是主动思考，思路

题，从而在有限课时的情况下，提高了材

跟着教学进度，能很好地激发学生的学

料力学的拓展度。

习欲，调动积极性，提高自己努力解决问

题，增加了自信；由此让材料力学课程成

为具有深度、高度的金课。

5小结

学生的低年级阶段是学习专业基础

课的关键时期，如何在该阶段培养学生

的创新意识和动手能力，不断提高学生

的综合素质，如何在材料力学课程中开

展创新研究就显得非常必要，它不仅可

以为学生学习后续的专业课打下扎实的

基础，形成良好的思维习惯，并具有可持

续性发展，而且也可以为学生在高年级

图4课堂设计

阶段学习专业课程并最终形成专业能力

过程启发式教学是培养学生创新能

提供良好的思维方式；建设兼具“高阶

力的有效途径。通过不同层次启发、引

性”“创新性”和“挑战度”的材料力学金

导让学生独立主动思考，主动掌握知识。

课非常重要。

基于问题的教学是过程启发式教学的方

法之一，如在教学过程中提出问题、分析

参考文献

问题、解决问题，在提出适合学生难度的

[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教

问题后，让学生们进行讨论，在充分交流

学,2018(12):4-9.

的基础上回答，对于一些有难度的问题，

[2]王运武,黄荣怀,彭梓涵,等.打造新时代

也可以让学生先思考，即便没有完全的

中国“金课”培养“卓越拔尖”人才[J].中

国医学教育技术,2019,33(04):379-

思路，教师在自己解答的过程中，同学也

384+388.

可以对照发现是哪个环节的哪个方面遇

[3]李霄琳,周立明“金课”.视角下基于翻转

到了困难，应该怎么解决；在例题和习题

课堂的材料力学课程教学改革与实践

的分析过程中，PPT和黑板板书交替进

[J].科技视界,2019(16):156-157.