关于如何增强学生材料力学学习效率的探讨

【摘 要】 目前高等院校中，材料力学授课学时大幅削减、单班开课人数过多、材料力学挂科率居高不下等现象表明，学生材料力学学习效率问题的解决已迫在眉睫。作者结合多年来的教学经验，针对材料力学课程，从提高学生兴趣、积极性入手，对如何增强学生材料力学学习效率作了一些思索与探讨，同时也对教师在课堂情感互动、课堂趣味性、新教学手段的引入等方面提出了更高的要求。

【关键词】 材料力学 学习效率 积极性

1 材料力学课程的特点与教学现状

材料力学是高等院校工科中机械、土木等专业在高等数学和理论力学后开设的一门专业基础课，它基于固体力学的基础知识，主要研究构件在外力作用下的变形和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性的基本理论和方法[1]。它不仅是后续专业课程（钢结构设计原理、混凝土结构设计原理、结构抗震设计和桥梁工程等）的重要理论基础，又是解决工程实际问题的重要方法和手段，在许多工程技术领域有着广泛应用，而且它还是培养工科相关专业学生的创新实践能力的重要基础学科[2]。所以作为该课程的教师就需要深入研究如何讲好材料力学课程，提高教学效果，使学生能切实掌握材料力学相关基础理论，并培养学生分析问题、解决问题的能力，激发学生主动思考和研究的兴趣，培养创新思维和能力，从而达到预期的教学目标。

然而近几年来，随着高等教育的改革和发展，课程设置和授课学时的变化，材料力学的授课学时也被大量削减，同时，招生规模不断扩大，生源总体素质的下降，学生的基本功的参差不齐，必然会导致单班授课人数过多，教学的难度增加。此外，现今的大学校园里逃课现象司空见惯；课堂之上，睡觉，把玩手机的现象比比皆是；学生课堂学习积极性明显不高；材料力学挂科率居高不下，甚至到达耸人听闻的40%以上。因此，如何增强学生材料力学的学习效率已成为迫在眉睫的关键问题。

2 材料力学学习效率的提高

2.1 教学过程中的情感互动

学生作为独立个体，有着丰富细腻的情感，而作为材料力学课程的授课教师，最好能让自己的学生喜欢教师本人，至少做到不害怕、不讨厌，这就要求教师有着平易近人的态度和健康、乐观向上的人格魅力。另外，讲课时的语气、用词要尽量生动幽默、要深入浅出，复杂的例子简单化、生活化，而且说话时要注意与学生们的眼神交流，让学生有被重视的感觉，这样容易拉近老师与学生的距离。此外，有时还可以引导学生来举例，或者列举一些他们暂时不理解的力学现象，大家畅所欲言，课堂气氛活跃轻松，学生自然会喜欢上课。研究表明，兴趣爱好，是人们从事并投入某项活动的最佳推动器。因此，教学课堂中的情感互动能直接增强学生对材料力学课程的学习积极性，从而间接提升学生材料力学的学习效率。

同样、课堂教学时间的结束并不意味着教学过程互动的终结，课后的教学安排不仅是对前一堂课的总结和延续，也是对下一堂课的提高与发展。对每堂课的总结概括，对学生意见的征求是下一堂课提高教学质量的基础，通过作业进行互动是最常用的方式，根据作业和平时测验情况，可以采用质疑方式督促部分学生独立且积极主动学习。另外教师应主动留给学生自己的电子信箱、QQ或者微信号等，便于课后知识、情感、思想和生活交流，进一步加深彼此的了解，既促进知识的理解与巩固，又加强师生情感的交流，让学习变成轻松愉快的事情。

2.2 课程趣味性的提高

在传统的材料力学教学过程当中，其课程体系大都是以四种基本变形（轴向拉压、剪切、扭转和弯曲）为主线来展开，对课程的基本概念、基本理论及方法由简单到复杂、由特殊到一般进行阐述，以致长期以来形成了相对固定的教学模式。同时，由于材料力学课程概念多、理论性强、内容抽象且不好理解，从而造成学生对材料力学的学习有一定的畏难情绪；而且教材中工程实例较少，学生不知道所学知识能解决什么工程问题，就认为力学没有用，学习积极性不高，甚至有厌烦情绪的产生，这些都将必然导致学习效率低下的问题。

因此，材料力学课堂趣味性的提高尤其重要。力学来自工程实际问题，反过来，力学要服务于工程实际，同时，生活和工程中的实际例子以及一些简单实验是提高材料力学课堂趣味性的最好素材。例如：材料力学讲杆件拉压和扭转章节时，可以让学生自己动手，用粉笔做拉伸和扭转实验，引导学生注意观察断面形状，最后总结、对比课本理解一些问题；又比如，在开始讲平面图形截面性质时，可以做个简单的实验来提高学生的关注度和兴趣，拿几张纸，展开平铺在两个粉笔盒上，在纸上中间处不断增加粉笔的数量，直到纸被压弯，记录下此时粉笔的数量，然后让学生再把纸卷成圆筒或者方形筒放于两个粉笔盒上，同样再依次往纸筒中间处添加粉笔直到弯曲，记录下此时粉笔的数量，让学生对比哪一种工况条件下的承载能力大，引起学生积极思考；引导学生提出疑问：“纸的横截面积没变（两种情况下纸张相同），只是截面形状变了，其抗压的能力却变化很大，为什么？”，这样就为这一章开了一个好头，学生学习就有了兴趣。同样，弯曲强度一章较难，可举例设问：（1）60t的平板车怎样通过允许负重只有40t的大桥；（2）允许负重只有100kg的跳水版怎样才能够承受200kg的人在上面跳水。从问题出发，让学生在学完本章后帮助解决这些问题。这样学生学习有了目标，就有兴趣，效果自然好。

上述材料力学内容可以从简单的实验、工程实例以及适当的提问引导，充分调动学生的积极性和兴趣。而对于应力应变状态这种理论性、抽象性比较强的章节，这时就得源于教师对知识的理解和应用的熟练程度，用巧说的方式来把枯燥无味的理论描述为生动形象的故事，从而充分调动学生积极性与兴趣。如：摩尔圆——“剪应力和正应力的爱情”的故事，从前有个剪应力爱上了正应力，大部分时候正应力和剪应力是在一起，正应力在前，剪应力默默跟着，在摩尔圆上行走；剪应力很早就知道，在摩尔圆上，有一个地剪应力会变为零，她千万不能去；但是正应力从小的理想就是为了到一个地方，成为主应力；但是，有件事剪应力她一直不知道怎么开口，因为正应力成为主应力的地方，就是剪应力变为零的地方。类似这样的比方，不但能调动起学生的兴趣，同时也加深了对理论的理解。

2.3 新教学手段的引入

慕课[3]（Massive Open Online Courses， MOOC）是指大规模在线视频开放性课程。大规模（Massive）是指课程资源和参与学习者数量众多；开放性（Open）是指慕课课程资源向所有学习者开放；在线（online）是指依托于互联网技术，将课程资源公开发布到网上，供学习者分享、互动。慕课作为信息化技术与教育技术高度融合的新型教育教学方式，从2008年形成雏形并接受注册，短短几年时间就引起了世界教育界和著名大学的高度重视并纷纷参与，美国斯坦福大学、麻省理工学院、哈佛大学等世界著名高校率先建立慕课平台，并主动向世界推送在线课程。斯坦福大学校长将慕课比作教育史上“一场数字海啸”，《纽约时报》将2012年命名为慕课元年……。慕课使优质教育资源实现了公平共享，将推动教育事业的可持续发展。材料力学课堂教学时间的结束并不意味着教学活动的终结，课后的教学安排是对前一堂课的总结和延续，而慕课作为一种新的教学形式与教学手段，可以引入作为材料课堂教学的延续。简短的视频，精炼的知识点讲解，可以作为学生预习复习的媒介，学生不仅能自由支配学习时间，同时也能更好地帮助学生加深对知识点的理解，提高学习效率。

3 结语

材料力学作为一门逻辑性较强的课，需要学生理解的难点、重点和抽象的知识点很多，一但整个环节中某一块听不懂、吃不透，就很容易产生消极怠学的情绪，因此，充分调动学生学习的积极性和兴趣显得尤为重要，这也主要取决于教师对知识的理解和灵活运用，同时也对教师在课堂情感互动、课堂趣味性、新教学手段的引入等方面提出了更高的要求。

参考文献：

[1]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]刘静，周晓玲，汪中厚.浅谈工程力学教学中实践与创新能力的培养[J].上海理工大学学报（社会科学版），2013（2）.

[3]赵海霞，谢舒潇，刘永贵，等.高等教育MOOC的发展路径、战略影响及理性思考[J].现代教育技术，2014，24（7）：5-11.