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土木工程專業(yè)材料力學(xué)教學(xué)改革
土木工程專業(yè)課程繁多，材料力學(xué)是其中非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。下面是小編搜集整理的土木工程專業(yè)材料力學(xué)教學(xué)改革的論文范文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：爲進步土木工程專業(yè)資料力學(xué)的教學(xué)效果，針對教學(xué)進程中發(fā)現(xiàn)的一些成績，在教員隊伍專業(yè)性，教學(xué)內(nèi)容時效性、拓展性，教學(xué)手腕結(jié)合性、細節(jié)性，教學(xué)辦法靈敏性，實驗教學(xué)層次性，課程考核多樣性六個方面作出了無益的探究和嘗試。理論標明:這些教改措施加強了先生的學(xué)習(xí)興味、學(xué)習(xí)動力、入手才能、處理實踐成績的才能，有利于土木工程專業(yè)資料力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的進步。
關(guān)鍵詞：土木工程;資料力學(xué);教學(xué)變革;教學(xué)內(nèi)容;課程考核
引言
資料力學(xué)是固膂力學(xué)中最早開展起來的一個分支。普通以為，1638年，意大利著名數(shù)學(xué)家、地理學(xué)家、理學(xué)家伽利略出版的名著《關(guān)于兩門新迷信的說話和數(shù)學(xué)證明》標志著資料力學(xué)的末尾。書中，初次提出了資料的力學(xué)性質(zhì)和強度的計算辦法。關(guān)于土木工程專業(yè)來說，資料力學(xué)是一門十分重要的專業(yè)根底課。其以處理資料的強度成績、剛度成績、波動性成績爲總綱，具有較強的實際性和理論性。
一、現(xiàn)狀及存在的成績
目前，國際各高校土木工程專業(yè)多選用張如三、孫訓(xùn)方、劉鴻文主編的《資料力學(xué)》作爲指定教材，或許選用在這三本《資料力學(xué)》根底上重新編寫的教材。采用的課堂教學(xué)辦法根本都是從復(fù)雜的拉伸(緊縮)、剪切、改變和彎曲四種根本變形開端，然后歸結(jié)到普通的應(yīng)力應(yīng)變形態(tài)剖析與強度實際、組合變形以及壓桿波動成績。在講授完課堂相關(guān)實際知識后，由實驗指點教員指點先生停止軸向拉伸、緊縮以及立體彎曲等實驗。總體上，土木工程專業(yè)的資料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容曾經(jīng)比擬波動，課堂學(xué)時普通在60~74個之間，實驗學(xué)時普通在4~8個學(xué)時之間，學(xué)分在3.2~4.0分之間。針對資料力學(xué)的教改成績，很多同行停止了研討，也獲得了一定的效果。但結(jié)合我們前些年的教學(xué)理論，也發(fā)現(xiàn)了一系列的成績，詳細如下：
1.教員隊伍缺乏專業(yè)性。資料力學(xué)是土木工程專業(yè)、機械類專業(yè)、信息類專業(yè)等很多工科專業(yè)都開設(shè)的一門專業(yè)根底課，因而很多學(xué)校(包括作者所在學(xué)校前些年)均一致布置根底學(xué)部的力學(xué)教員來講授資料力學(xué)。從學(xué)校層面講，這樣布置節(jié)省了教學(xué)資源，便于一致管理。但弊端是根底學(xué)部的教員對土木工程專業(yè)缺乏深化的理解，不能將資料力學(xué)中的相關(guān)實際和實踐土木工程相結(jié)合，這就招致了先生學(xué)到的知識僅限于書本上，不知終究學(xué)到了什麼，很難提升學(xué)習(xí)興味。
2.資料力學(xué)實際性較強，概念多，公式多，計算多，內(nèi)容多，先生承受困難。資料力學(xué)章節(jié)多，內(nèi)容多，各章之間延續(xù)性絕對不強。自身實際性、籠統(tǒng)性又較強，很多概念，如應(yīng)力、應(yīng)變等，先生第一次接觸，若采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，不輔以必要的手腕，在無限學(xué)時內(nèi)，很難了解其實質(zhì)，降低先生學(xué)習(xí)的自動性和積極性。
3.教材的開展絕對落后于標準。目前，我疆土木行業(yè)的標準體系中，如鋼構(gòu)造設(shè)計標準、混凝土構(gòu)造設(shè)計標準等，除疲勞計算外，均基于近似概率極限形態(tài)設(shè)計法停止強度、波動等校核，而資料力學(xué)中仍次要采用允許應(yīng)力法，若完全依照教材解說，先生所學(xué)知識與以后工程理論、新實際相差甚遠，會誤導(dǎo)先生。
4.實驗教學(xué)流于方式、先生不注重。資料力學(xué)的實驗根本是在課堂教學(xué)講授完相關(guān)實際之后停止，相關(guān)實驗根本爲驗證性實驗，有些甚至僅由教員給先生演示一遍，先生僅需觀看不需求本人入手驗證，最初先生上交實驗報告就算是完成了實驗教學(xué)。實驗教學(xué)淪爲一種“方式主義”教學(xué)，不只進步不了先生的興味，有時甚至被先生以為是耽擱了無限的課堂教學(xué)工夫。
二、資料力學(xué)教學(xué)變革建議
針對資料力學(xué)教學(xué)理論中發(fā)現(xiàn)的成績，經(jīng)過理論，作者提出了一些針對性的建議，詳細爲：
1.教員隊伍注重專業(yè)性建立。充沛認識到教員在教學(xué)進程中的主導(dǎo)及組織作用，選擇具有較高學(xué)術(shù)程度、豐厚工程背景的土木工程專業(yè)教員講授資料力學(xué)課程，這樣教員可以實時地把資料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與工程理論結(jié)合起來，比方資料力學(xué)中梁構(gòu)件的支座可分爲可動鉸、固定鉸、固定端支座，但我們工程中的主梁普通支承于柱上，次梁普通支承于主梁上，那工程中實踐中的梁對應(yīng)的支座又是那種呢?關(guān)于鋼筋混凝土梁構(gòu)件來說，當梁端部接受負彎矩，上部混凝土受拉開裂，如梁上部不配置縱向受拉鋼筋，即可允許梁端發(fā)作轉(zhuǎn)動，進而釋放掉負彎矩，這樣普通就可以為是固定鉸;反之，若梁端上部配置了足夠多的縱向受拉鋼筋，那計算時就可以簡化爲固定端。經(jīng)過專業(yè)教師的講授，使先生實在領(lǐng)會到資料力學(xué)和工程理論的親密關(guān)系，進而激起學(xué)習(xí)的興味。
2.教學(xué)內(nèi)容注重時效性、拓展性建立。在對教學(xué)內(nèi)容不做較大修正的前提下，教學(xué)時注重時效性，與現(xiàn)行相關(guān)標準作比擬，如軸心受拉構(gòu)件的強度計算公式，資料力學(xué)中基于允許應(yīng)力法的表述爲公式(1)、鋼構(gòu)造設(shè)計標準中基于近似概率極限形態(tài)設(shè)計法的表述爲公式(2)。NAn≤[σ](1)NAn≤f(2)式中，N爲構(gòu)件遭到的軸拉力;An爲構(gòu)件的凈截面面積;[σ]爲許用應(yīng)力，Q235鋼材普通取150~170MPa之間;f爲鋼材的抗拉強度設(shè)計值，Q235鋼材普通取215MPa(板件厚度小于12mm)。從外表上看，公式(1)和公式(2)的區(qū)別僅爲[σ]和f。但實踐上公式(1)基于允許應(yīng)力設(shè)計法，要求構(gòu)造在規(guī)范荷載下發(fā)生應(yīng)力不得超越資料的允許應(yīng)力[σ](允許應(yīng)力[σ]由資料的極限應(yīng)力除以一個大于1的平安系數(shù)失掉)，因而可知，式(1)中的N是由規(guī)范荷載發(fā)生的軸拉力。近似概率極限形態(tài)設(shè)計法設(shè)計公式(2)是用荷載或荷載效應(yīng)、資料功能和幾何參數(shù)的規(guī)范值附以各種分項系數(shù)，關(guān)于不同重要性的構(gòu)造，尚應(yīng)思索構(gòu)造重要性系數(shù)，即式(2)中的N是由荷載設(shè)計值(荷載規(guī)范值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù))發(fā)生的軸拉力，f是由資料強度規(guī)范值除以抗力分項系數(shù)失掉。除注重教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)行標準相結(jié)合外，教學(xué)進程中我們也強調(diào)力學(xué)知識的拓展性，即資料力學(xué)中的相關(guān)知識不只在土木工程中使用，在生活中也有少量使用，諸如食品包裝袋上預(yù)留一個小豁口、如何吃火腿腸、冬天水管爲什麼會被冰脹裂、撐桿跳運發(fā)動運用的撐桿的變化(由木桿、竹竿、金屬桿等逐步過渡到如今用的玻璃纖維桿)、香蕉球的力學(xué)原理、彈簧秤的力學(xué)原理等等，經(jīng)過這些生活中的詳細成績，使短少工程理論的先生從生活案例中了解資料力學(xué)概念，讓先生認識到資料力學(xué)就在我們身邊，并逐漸引導(dǎo)先生本人去發(fā)現(xiàn)資料力學(xué)在生活中的使用，進而進步先生的學(xué)習(xí)興味。
3.教學(xué)手腕注重結(jié)合性、細節(jié)性建立。本文著重引見的是作者采用多媒體課件教學(xué)時，以為應(yīng)該留意的一些細節(jié)性成績。(1)多媒體課件形聲、動畫兼?zhèn)洌P(guān)于籠統(tǒng)的應(yīng)力、應(yīng)變、變形進程等更容易展現(xiàn)出來，先生也容易了解，但制造課件時要留意排版、字體大小、顏色等，最好多圖片少漢字，能用動畫表述不必文字描繪。排版不宜過于花哨，否則會喧賓奪主，先生會把過多的留意力放在課件上，而不是教學(xué)內(nèi)容上。(2)多媒體課件內(nèi)容選擇上，輻射面要廣，不只包括教材上的知識，尚應(yīng)涵蓋教材沒有觸及到的知識。但除重點內(nèi)容外，普通不用過于詳細，否則先生會以為“課件”就是資料力學(xué)，降低他們自動學(xué)習(xí)的積極性。細節(jié)決議成敗，一個好的多媒體課件可以讓先生在愉悅中掌握知識，優(yōu)化課堂教學(xué)，進步教學(xué)質(zhì)量。
4.教學(xué)辦法上注重靈敏性建立。爲改善傳統(tǒng)的教員講、先生聽這種先生“主動學(xué)習(xí)”的教學(xué)辦法，將“啟示式學(xué)習(xí)”“先生自主學(xué)習(xí)”與傳統(tǒng)的教學(xué)辦法相結(jié)合，引導(dǎo)先生積極考慮，加強了教與學(xué)的互動，使先生參與到教學(xué)活動中來，而不是主動地承受。“啟示式學(xué)習(xí)”的中心是引導(dǎo)先生學(xué)習(xí)，結(jié)合資料力學(xué)每章節(jié)課程內(nèi)容，教員在導(dǎo)課時都結(jié)合詳細的工程案例或相關(guān)科研效果，首先讓先生曉得要學(xué)什麼，相關(guān)的成績在哪?帶著成績?nèi)W(xué)習(xí)，學(xué)完相關(guān)內(nèi)容后，師生共同對成績停止歸結(jié)總結(jié)，加深先生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的了解。比方在解說壓桿波動成績時，教員首先提出成績：僅長度不同的鋼柱，其他均相反，哪個承載力會高一些呢?先生從生活知識的角度普通能曉得短柱普通承載力會高一些，但不曉得緣由在哪兒。在解說完壓桿波動成績后，先生就曉得緣由所在了。“先生自主學(xué)習(xí)”就是給先生站上講臺并充任教員角色的時機。資料力學(xué)課程布置中普通會有2~4個學(xué)時的機動課時，我們應(yīng)用這幾個學(xué)時的工夫，讓先生站上講臺，規(guī)則每個先生授課工夫普通在8分鐘左右，從授課章節(jié)、多媒體課件制造、素材搜集等等全部由先生自主完成，在“先生教員”授課的進程中，教員充任先生，最初由教員停止點評。以前，教學(xué)進程中，我們普通把這幾個學(xué)時布置成答疑，效果并不理想。基于此，我們把答疑全部改爲課下停止，不占用課堂工夫，把浪費上去的課時用來給先生展現(xiàn)，這樣進步了他們學(xué)習(xí)的客觀能動性和在眾人面前表達本人的才能，也讓他們領(lǐng)會到了教員任務(wù)的辛勞。
5.實驗教學(xué)注重層次性建立。針對之前實驗教學(xué)的弊端，我們作了如下改良：(1)除實驗室專門裝備的教員外，要求資料力學(xué)授課教員全程參與實驗教學(xué)。(2)將實驗分層，第一層次爲根底性實驗，包括拉伸、緊縮、立體彎曲實驗。第二層次爲綜合性實驗，可以由先生自擬標題或結(jié)合教員團體科研項目確定。(3)根底性實驗教學(xué)進程中，授課教員首先把與實驗有關(guān)的多媒體課件等相關(guān)素材提供應(yīng)先生。進入實驗室停止實驗時，由實驗室教員對授課教員事前提供應(yīng)先生的素材(多媒體課件等)停止詳細解說，并預(yù)留下一些成績。因先生課下曾經(jīng)做好了預(yù)習(xí)，這樣無效地節(jié)省了預(yù)備工夫。爲進步先生的入手才能，實驗按每2~3人一組停止分組，撰寫實驗報告時，先生除需對實驗數(shù)據(jù)停止整理剖析外，尚需對實驗室教員預(yù)留的成績停止解答。對實驗進程中不懂的成績，也可以在實驗報告上提出，最初由實驗室教員匯總交給授課教員，由授課教員一致解答。同時，實驗報告上必需注明小組每團體的分工。(4)綜合性實驗爲選做性實驗，可以是真實的物感性實驗也可以是數(shù)值性實驗，次要是針對學(xué)不足力的同窗展開的。截至作者發(fā)稿前，先生自擬了軸向壓桿波動承載力的測定、焊接構(gòu)件剩余應(yīng)力測量等多個實驗項目;參與到教員的科研項目中的實驗就更多了，諸如一些實踐檢測類的工程項目、實驗室的科研實驗項目等。6.課程考核注重多樣性建立。課程考核進程中，摒棄了平常成果+實驗課程成果+期末考試成果加權(quán)計算總成果、期末考試閉卷的傳統(tǒng)作法。相關(guān)改良如下：(1)針對資料力學(xué)公式多、概念多的實踐狀況，考試時允許先生自備半張A4紙，半張A4紙單面(另一面空白)可以撰寫本人以為重要的公式、概念等等，但只能自用不可相互傳閱，考試完畢時該半張A4紙寫上姓名伴隨試卷上交。(2)減小客觀性成果在總成果中所占比重，平常成果次要依托作業(yè)質(zhì)量、出勤率等來確定，但僅占總成果的10%;實驗課程成果分爲A(優(yōu)秀，對應(yīng)90分及以上)、B(良好，對應(yīng)80~90分)、C(中等，對應(yīng)70~80分)、D(及格，對應(yīng)60~70分)、E(不及格，對應(yīng)60以下)五個等級，若實驗成果等級爲E，則采用一票否決制，總成果不合格;若等級爲C或D，實驗課程成果占總成果的30%;若等級爲A或B，實驗課程成果占總成果的20%。總體上，實驗成果越低，在總成果中所占比重越大，就會招致總成果越低，進而促進先生注重實驗教學(xué)。
三、完畢語
經(jīng)過幾輪的教學(xué)理論變革，針對我校土木工程專業(yè)資料力學(xué)的教學(xué)變革獲得了初步成效，先生對資料力學(xué)的了解逐步由一門籠統(tǒng)、難懂的“力學(xué)課”轉(zhuǎn)變爲土木工程專業(yè)的一門“專業(yè)根底課”，先生的學(xué)習(xí)興味、學(xué)習(xí)動力、入手才能、處理實踐成績的才能大幅進步，學(xué)習(xí)進程中的參與感逐步加強。但我們也認識到，資料力學(xué)教改任務(wù)是一項臨時工程，需求我們順應(yīng)情勢，進一步地探究和理論。
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