時間：2022-04-17 05:31:33
導(dǎo)語：在材料力學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
一、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性
相比材料力學(xué)課程的枯燥而言，理論力學(xué)可以說是土木工程專業(yè)力學(xué)系統(tǒng)相對簡單的課程，是入門課程，而且它和大學(xué)以前學(xué)過的物理、數(shù)學(xué)結(jié)合得較緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會感到輕松一些。而材料力學(xué)則將學(xué)生帶入一個全新的世界，這個世界如果能讓學(xué)生感到精彩，他們就會學(xué)得不亦樂乎;若這個世界讓學(xué)生覺得乏味，他們就會自暴自棄。因此如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們主動去學(xué)習(xí)就顯得非常重要。一般土木工程專業(yè)的學(xué)生在大一已學(xué)過土木工程概論，但在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生仍對土木工程專業(yè)的內(nèi)涵比較模糊，對材料力學(xué)在土木工程力學(xué)“家族”中的地位也不甚明了。因此，在教學(xué)過程中對緒論這部分內(nèi)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(xué)生則更是不重視。筆者認(rèn)為這種態(tài)度是不正確的，將嚴(yán)重影響該課程的后續(xù)學(xué)習(xí)。筆者在緒論部分的教學(xué)中，除了介紹課程的基本信息、目的要求、主要內(nèi)容外，還特別向?qū)W生介紹了課程知識的應(yīng)用前景和學(xué)習(xí)方法。應(yīng)用前景包括該課程與后續(xù)結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等課程的關(guān)系，該課程知識在建筑結(jié)構(gòu)、混凝土設(shè)計等專業(yè)課程，以及土木工程二級學(xué)科中的應(yīng)用情況等。學(xué)習(xí)方法包括如弄清基本概念———思考、觀察、讀書、實(shí)驗(yàn)，注重知識獲取過程———公式推導(dǎo)，認(rèn)真完成作業(yè)———理解、體會、舉一反三等。最后向?qū)W生推薦一些經(jīng)典書籍和學(xué)習(xí)網(wǎng)站，供其課外閱讀所用。
二、優(yōu)化課程，推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革
當(dāng)今時代的發(fā)展，要求高層次工程技術(shù)人員必須具備堅(jiān)實(shí)的力學(xué)理論基礎(chǔ)。材料力學(xué)是力學(xué)理論體系的重要環(huán)節(jié)，在幫助學(xué)生明確工程概念、解決實(shí)際問題方面，發(fā)揮著夯實(shí)基礎(chǔ)和啟蒙引導(dǎo)的作用。隨著高等教育的改革和發(fā)展，教育體制和課程設(shè)置以及學(xué)時分配都發(fā)生了重大變化，教學(xué)中往往出現(xiàn)教學(xué)課時不斷被壓縮、教學(xué)方法單調(diào)陳舊、實(shí)驗(yàn)課程不受重視、實(shí)踐教學(xué)機(jī)會較少等問題。要解決這些問題，教學(xué)改革顯得刻不容緩。
(一)整合教學(xué)內(nèi)容，力求主次分明
材料力學(xué)課程內(nèi)容涉及范圍較廣，有固體力學(xué)、材料學(xué)、電磁學(xué)等諸多學(xué)科，因此，教學(xué)內(nèi)容必須主次分明，要抓住課程主線和重點(diǎn)，同時也要緊密聯(lián)系土木工程專業(yè)，做到有的放矢，使學(xué)生在有限的時間里學(xué)到最需要的知識。傳統(tǒng)材料力學(xué)教材的內(nèi)容體系一般為“拉壓→扭轉(zhuǎn)→彎曲→組合變形”，其規(guī)律是由簡到繁、由易到難，這種教學(xué)次序較為經(jīng)典，但也存在教學(xué)起點(diǎn)低、內(nèi)容重復(fù)多、課時量大等缺點(diǎn)。因此在教學(xué)過程中，首先應(yīng)立足于土木的房建結(jié)構(gòu)，對其各個部位進(jìn)行受力分析，引導(dǎo)學(xué)生將這些構(gòu)件簡化為力學(xué)模型，然后再思考這些模型的共性，對其應(yīng)力、應(yīng)變情況進(jìn)行集中分析比較。比如框架結(jié)構(gòu)的柱，除了受壓以外，還受什么作用?設(shè)計柱的時候，長細(xì)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(tài)?在教學(xué)過程中遵循歸納—演繹的模式，始終抓住“外力—內(nèi)力—應(yīng)力—變形”的主線，以“內(nèi)力圖—應(yīng)力狀態(tài)—強(qiáng)度理論”為具體內(nèi)容，強(qiáng)化知識的貫通與滲透，引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上理解各種基本變形的內(nèi)在聯(lián)系。在具體的教學(xué)內(nèi)容上，重點(diǎn)學(xué)習(xí)拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲和組合變形，而對超靜定、壓桿穩(wěn)定等問題可作適當(dāng)?shù)暮喕?。還可結(jié)合教師的科研成果，對相關(guān)知識進(jìn)行適當(dāng)拓展和延伸。
(二)教學(xué)方法與手段多樣化，力求教學(xué)模式的創(chuàng)新
1．教學(xué)方法的創(chuàng)新
傳統(tǒng)的講授法教學(xué)存在較多缺陷，比如單一的注入式難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動等，因此，課程教學(xué)方法應(yīng)整體轉(zhuǎn)型，根據(jù)課程內(nèi)容由單一方法轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N教學(xué)方法的靈活組合。如由教師提出話題，與學(xué)生進(jìn)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(dǎo)學(xué)生由權(quán)威灌輸過渡到質(zhì)疑理解，經(jīng)歷求解過程，給予學(xué)生更多獨(dú)立思考的機(jī)會。筆者在課堂教學(xué)過程中，常常采用問題法、討論法、練習(xí)法等教學(xué)方法，注重引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)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(chǎn)生背景，提供一個恰當(dāng)?shù)陌咐蓪W(xué)生提出問題，并思考解決方法;在此過程中教師參與學(xué)生話題的討論;最后對概念進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，挑選典型練習(xí)，從模仿性練習(xí)到創(chuàng)造性練習(xí)。鼓勵學(xué)生抓住本質(zhì)溯本求源，“打破沙鍋問到底”，而不是依葫蘆畫瓢。重視學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，可安排學(xué)生以宿舍為單位形成學(xué)習(xí)小組，自行閱讀相關(guān)參考書。對一些課后題和教材的某些章節(jié)，可由各小組代表分別為全班學(xué)生講解，教師僅進(jìn)行總結(jié)評價，比較各種解題方法和講解模式，引導(dǎo)學(xué)生找出最優(yōu)方式。此外，鼓勵學(xué)生課外多閱讀相關(guān)書籍資料，推薦學(xué)生觀看愛課程網(wǎng)中南京航空航天大學(xué)鄧宗白教師主講的材料力學(xué)漫談;閱讀劉鴻文的《材料力學(xué)》，徐芝綸的《彈性力學(xué)》;利用校內(nèi)網(wǎng)下載《力學(xué)與實(shí)踐》雜志的有關(guān)材料力學(xué)論文等。另外，學(xué)院還為學(xué)生專門安排每周一次2學(xué)時的答疑課，一般是教師和學(xué)生一對一式。利用這些機(jī)會，教師可以充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、內(nèi)心想法等，增進(jìn)師生間的了解，為課堂教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。
2．教學(xué)手段的創(chuàng)新
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是多媒體的出現(xiàn)，教學(xué)手段更加現(xiàn)代化。課件制作質(zhì)量直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。可在課件中穿插大量的圖片和視頻，增加有關(guān)材料力學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家的生平、事跡與工程案例。比如在講解壓桿穩(wěn)定這部分內(nèi)容時，以塔吊為例，可向?qū)W生提問:塔吊為什么要采用附著這一措施?附著應(yīng)該設(shè)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(jié)果會如何?如何提高兵器的戰(zhàn)斗能力?在解答這些問題的過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系理論公式去思考。由于這些技術(shù)和內(nèi)容與課程要求聯(lián)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(xué)的趣味性。除多媒體之外，課堂教學(xué)還應(yīng)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(zhì)、壓桿穩(wěn)定等。此外，為了貼近生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的理解，還可設(shè)計許多通俗易懂的小實(shí)驗(yàn)，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(xué)課程的教學(xué)實(shí)例進(jìn)行講解。
(三)重視實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，力求學(xué)以致用
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為材料力學(xué)課程的一個重要組成部分，對提高學(xué)生實(shí)踐能力、設(shè)計能力具有重要意義。但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)課時的限制，材料力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)只開展了純彎曲梁正應(yīng)力、電測法測定材料彈性模量E和泊松比μ實(shí)驗(yàn)、懸臂梁靜應(yīng)變?nèi)齻€實(shí)驗(yàn)。而且由于是分組實(shí)驗(yàn)，個別學(xué)生往往濫竽充數(shù)，抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)付了事。為了解決這一問題，一方面開放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生留有充足的實(shí)驗(yàn)時間，同時也充分發(fā)揮設(shè)備資源的作用;另一方面在實(shí)驗(yàn)報告中添加實(shí)驗(yàn)小結(jié)一項(xiàng)，要求每個學(xué)生寫出不少于200字的總結(jié)，內(nèi)容可以是對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識、誤差的分析或其他相關(guān)感想等，嚴(yán)禁出現(xiàn)雷同，促使每個學(xué)生都真正參與實(shí)驗(yàn)，并有所收獲。如有學(xué)生在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中這樣寫到:“實(shí)驗(yàn)雖看似簡單，但眼高手低，在將理論轉(zhuǎn)化為操作的過程中，有很多細(xì)節(jié)需要考慮，以此類推，使我認(rèn)識到了理論知識與實(shí)踐工程之間的差異?！贝送?，還要求每位學(xué)生在期末完成一篇材料力學(xué)課程小論文。內(nèi)容可以涉及教材任何一部分的知識，但須與土木工程專業(yè)相關(guān)的實(shí)際工程相聯(lián)系。這就促使學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，按照調(diào)研→分析→理論→應(yīng)用的思路，將實(shí)踐與理論有機(jī)聯(lián)系起來，做到學(xué)以致用。
三、綜合評價，改進(jìn)傳統(tǒng)的考核機(jī)制
考核評估是保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段之一，傳統(tǒng)的僅憑期末考試或期末考試加實(shí)驗(yàn)成績的評價機(jī)制不盡合理。因此，改進(jìn)傳統(tǒng)的課程考核機(jī)制是非常必要的。鑒于實(shí)驗(yàn)的重要性，目前聊城大學(xué)建工學(xué)院已將材料力學(xué)和土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)獨(dú)立為一門課程，共計1個學(xué)分。不計實(shí)驗(yàn)成績，材料力學(xué)課程最后考核成績中平時表現(xiàn)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(xué)生平時學(xué)習(xí)的情況，也考查了學(xué)生最終掌握知識的程度，比較合理。四、結(jié)語目前普通本科院校的材料力學(xué)課程教學(xué)仍存在較多的問題，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平和實(shí)訓(xùn)條件也有待提高。在這種情況下，推進(jìn)教學(xué)改革并不容易。材料力學(xué)課程作為一門土木工程專業(yè)重要的專業(yè)課，其教學(xué)改革值得關(guān)注。教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)方法和模式，堅(jiān)持“以學(xué)生為本”，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，努力提高教學(xué)質(zhì)量，為社會發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才。
作者：倪振強(qiáng) 單位：聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院
一、改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)
1.綜合性實(shí)驗(yàn)（彎扭組合實(shí)驗(yàn)、等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)、壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)等）
此類實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化學(xué)員對理論知識的理解和應(yīng)用，并了解、掌握電測法實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合工程實(shí)際，讓學(xué)員更生動具體的了解電測應(yīng)力的測試方法和手段，加深學(xué)員對力學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確認(rèn)識。
2.創(chuàng)新設(shè)計性實(shí)驗(yàn)（桁架應(yīng)力綜合分析實(shí)驗(yàn)、疊梁實(shí)驗(yàn)、復(fù)合梁實(shí)驗(yàn)等）
以現(xiàn)場工程實(shí)際情況為背景，模擬現(xiàn)場實(shí)際問題，讓學(xué)員展開探索、開動腦筋。學(xué)員可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和能力設(shè)計不同深度的實(shí)驗(yàn)，并親自動手完成各種實(shí)驗(yàn)。例如，根據(jù)學(xué)校操場主席臺的桁架結(jié)構(gòu)，做出相應(yīng)的桁架模型。學(xué)員可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，模擬、設(shè)計現(xiàn)場各種工況。先進(jìn)行理論計算，再進(jìn)行ANSYS的仿真計算，最后進(jìn)行試驗(yàn)測試并采集數(shù)據(jù)，把理論數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)并分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異同的原因，結(jié)合所學(xué)知識開動腦筋解決問題。學(xué)員在實(shí)驗(yàn)過程中可以鍛煉發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，掌握了電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)和測試原理以及更多地了解了電橋電路在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法，加強(qiáng)自主能力培養(yǎng)
加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究，采用多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法應(yīng)體現(xiàn)三個方面的轉(zhuǎn)移：
1.從單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)以及開放式實(shí)驗(yàn)
如果說演示性實(shí)驗(yàn)是理論知識的形象化和感性認(rèn)識的增加，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是知識向能力的初步轉(zhuǎn)化，那么綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)則是對學(xué)員知識、能力、素質(zhì)的全面檢驗(yàn)和提高，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)“出彩”的地方。這樣才能把學(xué)員吸引到實(shí)驗(yàn)室中來，充分發(fā)揮他們的聰明才智，真正在實(shí)踐中得到鍛煉，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)搞活，把所學(xué)的知識用活，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)具備不斷發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動力，從而加強(qiáng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。開放實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一次升華，它不僅延長開放時間，更包括內(nèi)容、手段、思想等的全面開放；不能孤立地看待實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意開放實(shí)驗(yàn)與科技創(chuàng)新相結(jié)合，與科研活動相結(jié)合。
2.從講授實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟轉(zhuǎn)變到傳授實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法
在教學(xué)方法上應(yīng)從灌輸式轉(zhuǎn)向啟發(fā)式，倡導(dǎo)以學(xué)員為主體的教學(xué)理念，改變以往以教員為中心的教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教員主要講授實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)方案的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的確定都由學(xué)員完成，這樣學(xué)員可以自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自行設(shè)計、自主操作、自由發(fā)揮，極大地提高了他們的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維能力。
3.從理想化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變到真實(shí)環(huán)境的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛
擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合在校園網(wǎng)上建立了材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，其建立完全改變了傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。以前采用集中授課方法講授新理論、新知識，現(xiàn)在學(xué)員通過在網(wǎng)上登錄材料力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室就可以完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)；以前總是為繁瑣的實(shí)驗(yàn)課預(yù)約而煩惱，現(xiàn)在學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)約實(shí)驗(yàn)，極大地提高了預(yù)約效率。學(xué)員可以在自主選擇的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，再由教員進(jìn)行必要的指導(dǎo)、講評和批復(fù)。
三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評價體系，體現(xiàn)科學(xué)公正性
在實(shí)驗(yàn)考核方面，過去評價的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)報告，這樣的考核存在很大的弊端。對材料力學(xué)的考核方式做了一些大膽的嘗試：
1.材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課可獨(dú)立設(shè)課，單獨(dú)考核
由于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有獨(dú)立設(shè)課，而是作為材料力學(xué)課程的一部分，導(dǎo)致部分學(xué)員不重視實(shí)驗(yàn)課。為了約束不重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)員，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再流于形式，必須足夠重視實(shí)驗(yàn)課程。
2.改變過去以實(shí)驗(yàn)報告作為實(shí)驗(yàn)考核的唯一標(biāo)準(zhǔn)
實(shí)行出勤率、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報告及實(shí)驗(yàn)理論考試相結(jié)合的綜合性考核方法。對于實(shí)驗(yàn)考核成績的記入，考試成績（包括筆試和實(shí)際操作測試）占總成績的60%，平時成績（主要是出勤率、預(yù)習(xí)報告和實(shí)驗(yàn)報告）占總成績的40%。這樣的實(shí)驗(yàn)考核可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的全過程監(jiān)控。真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成績的真實(shí)性和公正性，充分反映學(xué)員的綜合能力和創(chuàng)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(shí)驗(yàn)提出不同的考核標(biāo)準(zhǔn)
目前材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要有三大類型：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)。因此根據(jù)課程特點(diǎn)，以及檢驗(yàn)學(xué)員的實(shí)踐動手能力、綜合設(shè)計、創(chuàng)新開發(fā)能力的需要，針對不同類型的實(shí)驗(yàn)提出了不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。
4.在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程考核的同時，還須加強(qiáng)學(xué)員實(shí)踐能力的階段性考核
針對具體專業(yè)學(xué)員的學(xué)習(xí)目標(biāo)，可以在其四年學(xué)習(xí)過程中設(shè)置兩到三次實(shí)踐技能考核，分別考核學(xué)員的基本動手能力、綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新開發(fā)能力。動手能力考核可以采用實(shí)驗(yàn)操作的形式；綜合實(shí)踐能力考核可以采用抽考具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的形式；創(chuàng)新開發(fā)能力考核可以采用綜合創(chuàng)新類實(shí)踐活動來實(shí)現(xiàn)。要求學(xué)員大學(xué)四年期間必須進(jìn)行一次綜合創(chuàng)新類活動，如全國性的設(shè)計類競賽、科技創(chuàng)新活動等?？傊?，這些考核的目的是為了學(xué)員在實(shí)踐類課程教學(xué)環(huán)節(jié)中有明確的目的和任務(wù)，促使學(xué)員從實(shí)踐到理論、從感性到理性的轉(zhuǎn)變，提高實(shí)踐課的層次和實(shí)際效果，培養(yǎng)學(xué)員的力學(xué)素質(zhì)、工程素質(zhì)以及創(chuàng)新精神。
四、結(jié)束語
通過對材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，提高了學(xué)員的動手能力，激發(fā)了學(xué)員做實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)了學(xué)員的創(chuàng)新能力，受到了學(xué)員的歡迎。深化材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，注重工程素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，是時代賦予高校教員的歷史責(zé)任。應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變觀念，從實(shí)驗(yàn)管理體系、教學(xué)方法和手段、課程體系和內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評價等方面不斷探索、實(shí)踐，為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的棟梁之才。
作者：楊創(chuàng)戰(zhàn) 劉杰 張攀博 單位：第二炮兵工程大學(xué)理學(xué)院基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心
一、材料力學(xué)案例教學(xué)的實(shí)施
（一）以“軸向拉伸和壓縮變形”教學(xué)內(nèi)容開展案例教學(xué)
改變傳統(tǒng)的對力學(xué)計算模型進(jìn)行受力和變形分析的方法，而是以教室中的投影儀設(shè)備安裝為例，讓學(xué)生代表校方安裝負(fù)責(zé)人的身份進(jìn)入角色。如：學(xué)校要在原有建筑的教室中安裝投影儀設(shè)備需要考慮哪些問題？若在新增投影儀設(shè)備自重作用時，原有教室承重結(jié)構(gòu)仍能保障安全的前提下，該考慮什么問題？在投影儀設(shè)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(xué)生感覺無從下手又必須解決的現(xiàn)實(shí)問題，開始進(jìn)行吊桿的受力分析和變形分析，然后在學(xué)生已學(xué)的圖學(xué)基礎(chǔ)上，再進(jìn)行立面投影，從而抽象出教材上的力學(xué)模型；然后借助多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段，引申出工程實(shí)際中的吊車?yán)K索、斜拉橋的斜拉桿、千斤頂、活塞桿等工程實(shí)際問題中具有同樣受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)的這一類變形，統(tǒng)稱為軸向拉伸和壓縮變形。這樣不僅讓學(xué)生理解了軸向拉伸和壓縮變形的基本概念，而且還培養(yǎng)了學(xué)生對具體工程問題如何進(jìn)行受力分析和變形分析的力學(xué)思維，樹立了學(xué)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(chǔ)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(yàn)的必要性和具體試驗(yàn)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(nèi)力、應(yīng)力和應(yīng)變等概念及其強(qiáng)度、剛度條件公式推導(dǎo)等。然后在學(xué)生自己應(yīng)用強(qiáng)度、剛度條件選取材料和確定截面形狀和截面尺寸后，由學(xué)生總結(jié)發(fā)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(lián)系實(shí)際，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的興趣，也使學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生到工程負(fù)責(zé)人角色的轉(zhuǎn)變，使其責(zé)任感和使命感得到了升華，真正實(shí)現(xiàn)了材料力學(xué)教學(xué)的目的。
（二）以“剪切和擠壓變形”教學(xué)內(nèi)容開展案例教學(xué)
提前預(yù)留作業(yè)，請學(xué)生分組討論課桌與地面之間連接件螺栓主要的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)，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(diǎn)和變形特點(diǎn)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(xué)生選出代表發(fā)表自己組的觀點(diǎn)和考慮的因素等，然后由老師來總結(jié)并分析課桌與地面之間連接件螺栓受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)，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(xiàn)代化教學(xué)手段舉出小到生活上用的剪刀，大到工程上用的截筋機(jī)、剪板機(jī)、汽車輪軸的鏈接以及土木施工腳手架、機(jī)械零件的連接，“泰坦尼克號”等船舶、車輛，航空航天的飛機(jī)、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(diǎn)和變形特點(diǎn)基礎(chǔ)上，用類比法建立與軸向拉伸和壓縮強(qiáng)度條件相似的剪切擠壓強(qiáng)度條件，再由每個學(xué)生自己假設(shè)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(xué)生一起來確定工程上選擇的螺栓直徑應(yīng)該取所有同學(xué)計算螺栓直徑中的最大值。這樣的就地取材的案例式教學(xué)不僅僅是學(xué)習(xí)了剪切擠壓的實(shí)用計算強(qiáng)度條件，更讓學(xué)生逐步感覺自己儼然是參與到設(shè)計團(tuán)隊(duì)中，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)和未來工作的信心，開拓了學(xué)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(shè)計等起到了促進(jìn)作用。同理，以學(xué)生擰瓶裝礦泉水瓶蓋、洗衣服時擰衣服等體驗(yàn)和教室內(nèi)的梁，學(xué)生的書、本、筆，講臺的粉筆盒、黑板擦等為案例素材，對扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形進(jìn)行案例教學(xué)，對學(xué)生們理解基本概念，掌握其實(shí)質(zhì)內(nèi)容及熟練應(yīng)用所學(xué)解決具體工程問題，都奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、案例教學(xué)實(shí)施的策略與評價
案例教學(xué)這種教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生溝通交流合作，樹立學(xué)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(xué)過程中還應(yīng)注重以下幾方面。
（一）案例選擇遵循的原則
在課堂教學(xué)過程中，案例的選擇要適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)的需要，適應(yīng)學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平。因此，選擇案例時應(yīng)遵循案例選材的真實(shí)典型性、科學(xué)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(xué)的前提要求。[3]
（二）案例教學(xué)實(shí)施步驟
在案例教學(xué)實(shí)施過程中，應(yīng)事先做好充分的課前準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)案例教學(xué)實(shí)施過程的課堂管理，注重案例講評與總結(jié)。其具體實(shí)施開展案例教學(xué)主要包括：1.教師課前選取合理適用的案例，設(shè)計分組討論方案，預(yù)留預(yù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容和案例分析的課前作業(yè)；2.學(xué)生課前預(yù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容和分組討論分析案例，在認(rèn)真閱讀案例，充分理解案例所描述的事實(shí)和細(xì)節(jié)及反復(fù)思考討論的基礎(chǔ)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(shè)計基礎(chǔ)上，教師緊緊圍繞教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)展開具有啟發(fā)性和目的性的案例討論分析，使學(xué)生在積極參與討論和思考過程中，都能成為自主學(xué)習(xí)的主體；4.通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納概括，使學(xué)生分析問題的思維得到進(jìn)一步升華的同時，增強(qiáng)自己解決問題的信心；5.為了充分調(diào)動學(xué)生參與的積極性和提高案例教學(xué)的教學(xué)效果，還應(yīng)注重過程管理，在引導(dǎo)學(xué)生積極參與的狀況下，還應(yīng)對具有獨(dú)到新穎見解的學(xué)生給予平時成績加分等獎勵。
三、結(jié)語
針對材料力學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)特點(diǎn)和目前學(xué)生缺乏工程實(shí)踐背景的狀況，將案例教學(xué)特點(diǎn)與土木工程專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，在材料力學(xué)課程教學(xué)中進(jìn)行了就地取材式案例教學(xué)的實(shí)踐與研究，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教學(xué)方法，增強(qiáng)和發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)了學(xué)生工程分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及未來工作崗位上解決工程實(shí)際問題充滿了信心，為土木工程專業(yè)開設(shè)的材料力學(xué)課程的課堂教學(xué)改革進(jìn)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(xué)
1建構(gòu)主義理論及學(xué)生特點(diǎn)
1.1建構(gòu)主義理論
建構(gòu)主義理論創(chuàng)始人著名心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為，學(xué)生是教學(xué)關(guān)系中的主體，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極主動的探索、發(fā)現(xiàn)和對知識意義的主動構(gòu)建[1]。皮亞杰認(rèn)為，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者，學(xué)生的學(xué)習(xí)是積極主動且不斷地建構(gòu)認(rèn)知和知識結(jié)構(gòu)的過程。建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上主動進(jìn)行意義建構(gòu)的過程，這種過程要在實(shí)踐中或者在學(xué)生與環(huán)境的相互作用中通過新舊知識間反復(fù)的相互作用而建構(gòu)成的。在教學(xué)中教師不能把對知識的理解傳遞給學(xué)生，而是從學(xué)生原有的知識經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識經(jīng)驗(yàn)中生長出新的知識經(jīng)驗(yàn)，即教學(xué)的關(guān)鍵是向?qū)W生展示這些結(jié)論是如何得到的[2]。
1.2分析學(xué)生特點(diǎn)
現(xiàn)在的本科生自幼開始接受傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”教學(xué)，基本未接受過“啟發(fā)式”教學(xué)等新的教學(xué)方法。他們在經(jīng)過嚴(yán)格的應(yīng)試教育和慘烈的高考競爭后進(jìn)入大學(xué)，逐漸放松了緊繃的神經(jīng)，普遍失去了奮斗的目標(biāo)并且對學(xué)習(xí)漸漸放松。學(xué)生的狀態(tài)大體分為三類[3]：(1)少數(shù)同學(xué)有長期的規(guī)劃和學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠自覺努力地學(xué)習(xí)。(2)多數(shù)同學(xué)比較茫然，沒有規(guī)劃也沒有努力的方向，隨波逐流，學(xué)習(xí)上敷衍了事。(3)極少數(shù)同學(xué)徹底放松，對學(xué)習(xí)和未來前途都漠不關(guān)心，認(rèn)為到了大學(xué)就應(yīng)該輕松自在地享受生活，花費(fèi)大量時間和精力去玩游戲或者談戀愛，對學(xué)習(xí)完全是應(yīng)付甚至厭學(xué)情緒嚴(yán)重，即使不能畢業(yè)也毫不擔(dān)憂。離開了家長的呵護(hù)和老師的督促，多數(shù)學(xué)生不能合理的安排自己的學(xué)習(xí)和生活，更不能保證學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)熱情。習(xí)慣了接受教師“消化”加工好的知識和方法，學(xué)生在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中對知識的歸納、總結(jié)能力以及在舊知識的基礎(chǔ)上生長新知識點(diǎn)的建構(gòu)能力和知識的遷移能力比較差。鑒于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)目標(biāo)大不相同，本課程在講授過程中，務(wù)必不能采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，應(yīng)該積極探討新的適合本課程的教學(xué)方法和手段。
2改革教學(xué)方法及評價考核
2.1樹立新的教學(xué)觀
現(xiàn)代教育學(xué)倡導(dǎo)“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的新型教育觀，對大學(xué)教育也同樣適用。在教學(xué)過程中，如何把以教師為主導(dǎo)的“教”與以學(xué)生為主體的“學(xué)”有效結(jié)合起來；老師如何能夠引導(dǎo)學(xué)生在已掌握的知識和已有的生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起新的知識增長點(diǎn)；結(jié)合本門課的特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，怎樣能夠更有效的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)本課等問題都需要教師深刻思考。
2.2采用多種教學(xué)方法
本課程工程應(yīng)用性較強(qiáng)，單純的講授知識點(diǎn)，會增加學(xué)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(yùn)用，能夠?qū)σ曈X、聽覺形成有效沖擊，有助于學(xué)生將枯燥的知識形象化。在講解本門課程時，應(yīng)較多的結(jié)合生活實(shí)際和工程實(shí)際，采用“舉例法、對比法”等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的知識要點(diǎn)。例如在講解脆性的章節(jié)時，可以列舉二戰(zhàn)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(chǎn)生原因及危害，給學(xué)生直觀的印象。根據(jù)各部分的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)定題目請同學(xué)來回答，也可以布置作業(yè)來引導(dǎo)學(xué)生完成，從而考查學(xué)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(xué)習(xí)目標(biāo)明確、學(xué)習(xí)能力突出的學(xué)生，給他們的題目或作業(yè)可以適當(dāng)拔高，難度或深度更加突出；對于多數(shù)同學(xué)來說，采用數(shù)量、難度普通的題目；對于厭學(xué)或者對學(xué)習(xí)漠不關(guān)心的學(xué)生來說，即要努力培養(yǎng)其學(xué)習(xí)積極性，又要嚴(yán)格作業(yè)的規(guī)范，明確告之不能完成作業(yè)就會影響期末成績的考核規(guī)定。由于《材料力學(xué)性能》涵蓋的概念較多，也可在進(jìn)行了一定的教學(xué)內(nèi)容后總結(jié)各知識點(diǎn)，有利于學(xué)生深入理解。
2.3改革評價考核
對學(xué)生的評價考核，既要體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的差別，又要體現(xiàn)其學(xué)習(xí)態(tài)度及平時表現(xiàn)的差別。這樣的評價考核要求僅憑期末一張?jiān)嚲硎遣荒芡瓿傻?。對學(xué)習(xí)態(tài)度端正、學(xué)習(xí)目標(biāo)明確、學(xué)習(xí)能力突出的同學(xué)，考核成績應(yīng)對其有所肯定；對于學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、隨大流的學(xué)生，在調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性的同時，應(yīng)有平時表現(xiàn)的約束，督促其保持學(xué)習(xí)習(xí)慣；對于完全沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)的同學(xué)，在培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣、督促其平時表現(xiàn)的同時，教師要經(jīng)常找其談心，幫助他們培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣。筆者根據(jù)多年教授《材料力學(xué)性能》課程的經(jīng)驗(yàn)，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(xiàn)分?jǐn)?shù)，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(xué)時長內(nèi)累計曠課次數(shù)達(dá)5次及以上的同學(xué)，建議取消考試資格，重修后再參加考試。這些措施對優(yōu)秀學(xué)生有鼓勵作用，并且能督促學(xué)生出勤、端正其學(xué)習(xí)態(tài)度。
3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
很多版本的《材料力學(xué)性能》教材是基于金屬材料板塊編寫的，已經(jīng)不再適應(yīng)材料一級學(xué)科的教學(xué)要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容需要對三方面進(jìn)行改革。
3.1修訂教學(xué)大綱
復(fù)合材料是一種較為新興的材料，與金屬材料和無機(jī)非金屬材料息息相關(guān)。隨著復(fù)合材料的進(jìn)一步發(fā)展，它與高分子材料的關(guān)系也會越來越密切。修訂復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)大綱，既要滿足兼顧復(fù)合材料、金屬材料、無機(jī)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(fù)合材料特性為主、以介紹無機(jī)非金屬材料和高分子材料特性為輔的教學(xué)要求，且需要將各類材料有機(jī)的協(xié)調(diào)起來并融合到各個章節(jié)中去。在學(xué)習(xí)本門課程之前，學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《材料力學(xué)》和《工程力學(xué)》，對于已學(xué)知識可以略講或不講，達(dá)到節(jié)約課時的目的。
3.2編寫適合本專業(yè)的《材料力學(xué)性能》教材
《材料力學(xué)性能》所包含的概念公式較多，公式推導(dǎo)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(lián)系，又要減少公式的推導(dǎo)步驟。太多的公式推導(dǎo)不利于學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，不必要求學(xué)生掌握公示的推導(dǎo)過程。編寫適合本專業(yè)的教材，難點(diǎn)是如何體現(xiàn)知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用。例如講授冷脆性時，可結(jié)合《金屬材料與熱處理》中鋼的常存元素為開篇導(dǎo)語，復(fù)習(xí)五種常存元素對力學(xué)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(xué)性能有關(guān)的著名歷史事件和日常生活的事例與本課程結(jié)合起來。例如泰坦尼克號的沉沒，就是由于當(dāng)時冶煉技術(shù)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(dǎo)致了船體破碎、快速沉沒等內(nèi)容。這些看似不重要的知識延伸能都夠直白的展現(xiàn)各知識點(diǎn)的工程背景，使知識不再抽象，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.3整合實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容
現(xiàn)行教材中涉及材料力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)總共三個，“拉壓實(shí)驗(yàn)”、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和彎曲實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)安排容易使學(xué)生將材料的各種性能割裂開來，認(rèn)為各種力學(xué)性能的檢測方法是彼此獨(dú)立的[4]。雖然各種力學(xué)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(bǔ)充的作用。只有將不同的測試方法有機(jī)的結(jié)合起來，才能更好地理解材料力學(xué)性能。所以，該課程將三個實(shí)驗(yàn)合并為“材料性能綜合實(shí)驗(yàn)”，安排在整體課程之后。此外，精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)過程，合理安排實(shí)驗(yàn)報告的知識點(diǎn)等，都有助于調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的積極性，從而形象直觀的理解《材料力學(xué)性能》。
4結(jié)語
《材料力學(xué)性能》課程改革進(jìn)行了多年，收效甚微。深化該課程的教學(xué)改革，不能僅停留在某一方面。探討行之有效的教學(xué)方法，就要全面分析現(xiàn)在學(xué)生特點(diǎn)、結(jié)合現(xiàn)代教育理論、結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)手段并對課程內(nèi)容和教學(xué)大綱進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)過兩年的探討和教改嘗試，復(fù)合材料專業(yè)《材料力學(xué)性能》的課改已經(jīng)取得顯著的成效，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對知識的掌握程度都有明顯提高。在后續(xù)的教學(xué)過程中，我們將對新發(fā)現(xiàn)的問題繼續(xù)進(jìn)行改革，并以此課程為試點(diǎn)，逐漸推廣并形成一套成熟完善的教學(xué)體系。
作者：張振亞 陳剛 楊睿 趙玉濤 單位：江蘇大學(xué)材料學(xué)院
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的日益增長，我國的各類企業(yè)也得到了迅速發(fā)展，如石油化工企業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工業(yè)等等，而在這些企業(yè)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(yùn)輸物品以及作為化學(xué)反應(yīng)的容器，如比較普遍的貯運(yùn)容器、反應(yīng)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(dāng)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(zhì)要有明確的指標(biāo)，以確保壓力容器的能夠被安全使用。
關(guān)鍵詞：壓力容器;金屬材料;性能指標(biāo)
在科技發(fā)展的推動下，我國的各類設(shè)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(qiáng)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(xué)反應(yīng)的容器、換熱容器、分離容器以及儲存運(yùn)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(shè)備等的傷害，世界各國均設(shè)立了一些專門的安全監(jiān)檢機(jī)構(gòu)，本文將對壓力容器金屬材料的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行探討研究。
1壓力容器金屬材料的強(qiáng)度
1.1金屬材料的屈服強(qiáng)度
金屬材料的屈服強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下發(fā)生變形時對變形抵抗的能力。對于屈服現(xiàn)象不嚴(yán)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(qiáng)度。如果外力大于百分之零點(diǎn)二，會破壞材料的零件，并且不能再被修復(fù)，但如果外力小于屈服強(qiáng)度，金屬材料可恢復(fù)原樣。
1.2金屬材料的抗拉強(qiáng)度
金屬材料的抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(xiàn)的是均勻的，但當(dāng)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(zhì)是脆性的，它所呈現(xiàn)的就是次金屬材料的抗斷能力。
1.3金屬材料的持久強(qiáng)度
金屬材料的持久強(qiáng)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(qiáng)度是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(guī)律，其數(shù)值也就不能進(jìn)行計算，也就沒有具體的規(guī)定指標(biāo)。
1.4金屬材料的蠕變強(qiáng)度
金屬材料的蠕變強(qiáng)度指的是材料在特定的溫度下受到一作用力后產(chǎn)生的連續(xù)的微小變形。導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生緩慢蠕變的作用力是蠕變應(yīng)力，隨著應(yīng)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(kuò)大，最終會使材料斷開，金屬材料的這一現(xiàn)象稱為蠕變斷裂，使之發(fā)生變形的作用力稱為蛻變斷裂應(yīng)力。導(dǎo)致金屬材料的蠕變現(xiàn)象的因素是溫度和應(yīng)力，它們的大小并不都是固定的，也存在變溫和變力。蠕變強(qiáng)度也是需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定的，它的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行測定，但蠕變強(qiáng)度具有一定的規(guī)律，可用曲線加以表示。這一實(shí)驗(yàn)被稱為靜態(tài)蠕變試驗(yàn)。
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(zhì)與其所受到的外力無關(guān)，一般情況下金屬材料的延伸率越高它的塑性就越強(qiáng)。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(jī)械性能的指標(biāo)之一，它能夠更加真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)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(yīng)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(jìn)行冷加工時材料的塑性強(qiáng)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(kuò)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(shù)金屬材料斷裂韌性受到材料自身及外界環(huán)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(jìn)行抗彎測試。
4結(jié)語
上述內(nèi)容是對壓力容器金屬材料力學(xué)的基本介紹。由于在進(jìn)行壓力容器的制造過程中需要很多的知識及硬性指標(biāo)，因此，它的設(shè)計過程十分復(fù)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(yán)格遵循各項(xiàng)指標(biāo)。
作者：王新惠 單位：黑龍江大慶市建材公司石油石化設(shè)備廠
金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度與塑性、硬度、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度。研究其強(qiáng)度指標(biāo)能更好地幫助我們在機(jī)械加工領(lǐng)域更好的選材，更好的滿足對零部件使用性能的要求。
1強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)
強(qiáng)度就是金屬材料在承受靜載荷作用時，抵抗其發(fā)生塑性變形或著斷裂的能力。金屬材料強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，應(yīng)力能準(zhǔn)確的反映出金屬材料內(nèi)部的受力狀態(tài)。單位面積上的內(nèi)力(材料內(nèi)部與外力相對抗的力)我們稱之為應(yīng)力。金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)通常用屈服強(qiáng)度來表示。金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，發(fā)生塑性變形而載荷不增加時的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度又分為上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)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(fā)生明顯的塑性變形，材料的屈服強(qiáng)度越高，其抵抗塑性變形的能力就會越強(qiáng)，材料的使用性能就會越好，因此屈服強(qiáng)度是我們設(shè)計零部件和選材的主要依據(jù)。
2塑性與塑性指標(biāo)
所謂的塑性就是金屬材料在載荷作用下發(fā)生斷裂前所能承受的最大塑性變形的能力。塑性指標(biāo)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(biāo)距長度與原始標(biāo)距長度之差與原始標(biāo)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?yàn)閿嗝媸湛s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(jìn)行塑形加工，越容易加工成形狀復(fù)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(chǎn)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(yàn)
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(yàn)方法種類比較多，最常用的有布氏硬度試驗(yàn)法、洛氏硬度試驗(yàn)法、維氏硬度試驗(yàn)法三種。
(1)布氏硬度試驗(yàn)法①布氏硬度試驗(yàn)原理。使用硬質(zhì)合金球做壓頭，同時以一定的試驗(yàn)壓力壓入金屬表面，保持規(guī)定時間后消除試驗(yàn)力，最后測量壓痕表面直徑，通過計算公式計算其硬度值。實(shí)驗(yàn)表明布氏硬度值的大小僅與壓痕直徑的大小有關(guān)系。D越大，壓痕直徑越大，也就是硬度越低。②布氏硬度特點(diǎn)及適用范圍。布氏硬度的試驗(yàn)力和壓痕直徑都比較大，所以壓痕也比較大，比較直觀準(zhǔn)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(yàn)法不適合測量零部件表面質(zhì)量要求比較高或薄壁零部件。
(2)洛氏硬度試驗(yàn)法①洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理。洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理與布氏硬度差不多，區(qū)別在于把硬質(zhì)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(biāo)尺，最常用的是C標(biāo)尺。采用不同標(biāo)尺下的硬度值是不能互相比較的，必須轉(zhuǎn)化為同一標(biāo)尺進(jìn)行比較。②洛氏硬度特點(diǎn)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(zhì)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(zhǔn)確。
(3)維氏硬度試驗(yàn)法維氏硬度試驗(yàn)與布氏硬度試驗(yàn)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(yàn)所施加的試驗(yàn)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(fù)雜。
4沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度
金屬材料在實(shí)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(yàn)和硬度試驗(yàn)研究靜載荷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(xué)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(fā)生破壞的能力就是沖擊韌性。沖擊韌性主要通過彎曲試驗(yàn)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(fù)沖擊作用下，其沖擊抗力主要由材料的強(qiáng)度和塑性決定。
(2)疲勞強(qiáng)度生活中我們常見到這種現(xiàn)象，許多機(jī)械零部件雖然所承受的力低于材料的屈服強(qiáng)度，但較長時間工作后也會發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)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(qiáng)度由多種因素決定，例如零部件工作條件、材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組織成分、承受的應(yīng)力等，所以改善零部件的結(jié)構(gòu)以及采取一些表面強(qiáng)化方法，都能提高金屬材料的疲勞強(qiáng)度。
作者：裴加梅 單位：濟(jì)寧技師學(xué)院
1.機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求分析
1.1工業(yè)時代的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量要求
1.1.1航海業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求航海行業(yè)的發(fā)展，讓機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量更為嚴(yán)格。輪船是繼汽車工業(yè)之后發(fā)展的第三產(chǎn)業(yè)，航海事業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，讓機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量更為嚴(yán)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(jī)械產(chǎn)品，更需要機(jī)械產(chǎn)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(jī)械產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)，都是在給機(jī)械質(zhì)量提出了較高的要求。因此，航海業(yè)同樣是機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求之一。相比汽車工業(yè)，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量有了更高的要求。
1.1.2飛機(jī)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求最后，受到第二次世界大戰(zhàn)的影響。飛機(jī)開始逐漸成為了工業(yè)中的另一重要角色，飛機(jī)對機(jī)械的設(shè)計以及質(zhì)量可謂是提出了更高的要求。飛行的原理是通過空氣的負(fù)壓，從而制造上升氣流。那么，對于飛機(jī)的自身質(zhì)量就要求盡量小，才能夠飛的更高，更快。因此，這就要求機(jī)械產(chǎn)品在保證堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，更要減輕重量。因此，飛機(jī)領(lǐng)域中，是目前對機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量要求最高的，也為機(jī)械質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)提供了較為苛刻的參考?？傊?，在工業(yè)時期，不僅僅是汽車工業(yè)，更有航海業(yè)以及飛機(jī)工業(yè)等都對機(jī)械行業(yè)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(jī)械工業(yè)雖然有著比較大的發(fā)展，但是依然停留在初級階段。
1.2信息時代的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量要求
信息時代也就是現(xiàn)在的正處于的時代，信息快速發(fā)展，主要是信息資源的市場。但是，機(jī)械工業(yè)以及其他重工業(yè)卻依然非常火爆，甚至是超過了以往的工業(yè)時代。原因在于，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人們對物質(zhì)生活的要求越來越高，也越來越大。機(jī)械已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)與生活中必不可少第一部分。因此，對于機(jī)械工業(yè)而言，其產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到了前所未有的高端標(biāo)準(zhǔn)。那么，對于機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求，又有怎樣的具體要求呢？第一、機(jī)械產(chǎn)品的要求開始趨于精密化；工業(yè)時代的機(jī)械產(chǎn)品雖然有一定的質(zhì)量要求，但是質(zhì)量方面還是無法和現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品媲美。此外，工業(yè)時代的機(jī)械產(chǎn)品大多數(shù)都是大型的機(jī)械，架構(gòu)比較龐大。而現(xiàn)代化的市場需求中，在高端市場中，機(jī)械產(chǎn)品開始趨于小型化，精密化。因此，現(xiàn)代化的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)不再是粗糙的大型產(chǎn)品，而是也追求精密和高密度。第二、信息時代對機(jī)械產(chǎn)品的使用效率以及返修率都有了更高的要求?，F(xiàn)代工業(yè)開發(fā)和建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，同時也會帶動大批的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)入建筑工程當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品利用的最大化。第三、節(jié)能環(huán)保的理念越來越受到人們的重視，因此機(jī)械產(chǎn)品也應(yīng)該能夠從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，利用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行實(shí)際性改革，把握現(xiàn)有的金屬以及材料資源，通過改善技術(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)最大限度的機(jī)械環(huán)?；?。機(jī)械產(chǎn)品的使用原料通過一定加工處理，再進(jìn)行二次利用，從而提高使用效率，最大限度實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品的再次利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。
1.3不同時期的機(jī)械制造質(zhì)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(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量有著不一樣的要求?，F(xiàn)代化工業(yè)，對于機(jī)械制造的質(zhì)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是制造上的理念應(yīng)用，更是考慮到了現(xiàn)有的人文需求以及對環(huán)境和資源的利用等方面。因此，對于機(jī)械制造而言，應(yīng)該能夠從不同的角度進(jìn)行分析，將資源的利用以及環(huán)境的保護(hù)進(jìn)行有效的結(jié)合，并在最大程度上滿足市場以及環(huán)境的雙重要求。而對于以往的工業(yè)時代，人們對于機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量主要考慮行業(yè)問題，卻從來不考慮環(huán)境問題。目前，對于環(huán)境的保護(hù)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(xiàn)有的規(guī)定執(zhí)行，機(jī)械工業(yè)就會在一定程度上收到威脅，并出現(xiàn)大規(guī)模的技術(shù)紕漏現(xiàn)象。
2.機(jī)械制造的影響因素與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在探討機(jī)械制造質(zhì)量的同時，分析其不同時期的質(zhì)量要求，在不同的時期考量的標(biāo)準(zhǔn)以及考量因素都有著不一樣的規(guī)格。那么，對于機(jī)械的制造與質(zhì)量方面，真正影響到其產(chǎn)品質(zhì)量的因素有哪些呢？
2.1機(jī)械制造質(zhì)量的材料因素
眾所周知，機(jī)械產(chǎn)品的主要生產(chǎn)加工原料是金屬。金屬在進(jìn)行冶煉以及加工的過程中，通過一定的設(shè)計需求，根據(jù)設(shè)計草圖進(jìn)行工件的生產(chǎn)和加工。那么，與機(jī)械制造質(zhì)量相關(guān)的最主要的元素就是材料問題。機(jī)械生產(chǎn)制造的材料質(zhì)量直接影響著機(jī)械的質(zhì)量。那么，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要通過怎樣的材料審核與應(yīng)用才能夠真正滿足及機(jī)械制造的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)呢。第一，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行材料的選擇與加工；機(jī)械生產(chǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域在很大程度上決定了其材料選擇性。在高端領(lǐng)域，機(jī)械材料必然要符合高端領(lǐng)域的基本特點(diǎn)。例如金屬材質(zhì)要過關(guān)，要精密，加工過程中的標(biāo)準(zhǔn)符合什么程度，都要進(jìn)行一系列的規(guī)定，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量合格，保證機(jī)械產(chǎn)品材料的應(yīng)用效率最高。第二、根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行材料的綜合應(yīng)用；并非所有的產(chǎn)品加工都需要保證材料的高性能，因?yàn)闄C(jī)械生產(chǎn)也要考慮到利潤成本問題。一切生產(chǎn)行業(yè)，都要結(jié)合利潤進(jìn)行綜合分析。并且將合適的材料用在合適的機(jī)械產(chǎn)品中，更高保證機(jī)械產(chǎn)品的性價比，從而提高機(jī)械的生產(chǎn)原動力，保證機(jī)械產(chǎn)品的材料用的恰到好處。
2.2機(jī)械制造質(zhì)量的設(shè)計因素
一項(xiàng)產(chǎn)品的投產(chǎn)需要從需求到設(shè)計然后再進(jìn)行加工與制造。機(jī)械產(chǎn)品同樣如此，需要進(jìn)行合理的加工與設(shè)計，才能保證生產(chǎn)的產(chǎn)品是符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的，并能夠應(yīng)用到行業(yè)領(lǐng)域中的。但是，隨著設(shè)計理念的不斷更新，更多的符合人性化思維的機(jī)械設(shè)計理念開始投入到生產(chǎn)的過程中，從而加大了機(jī)械制造質(zhì)量的規(guī)格，并提高了其設(shè)計難度。在某種程度上分析，兩者是相互對立的。例如在進(jìn)行設(shè)計的過程中，如果過多的考慮人性化因素，那么在機(jī)械的加工難度上就會增加，從而增加了加工周期，降低了產(chǎn)量，影響產(chǎn)品的投放。但是，如果只考慮量產(chǎn)，而不符合現(xiàn)代的需求理念，那么就會造成產(chǎn)品的體驗(yàn)度降低，減少客戶資源，降低市場占有率。因此，考慮機(jī)械制造質(zhì)量的設(shè)計因素時，應(yīng)該從多個角度進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)市場和技術(shù)的雙重保證。
3.材料力學(xué)對機(jī)械制造的質(zhì)量影響分析
分析了很多關(guān)于機(jī)械制造的時期需求，市場需求以及設(shè)計需求和環(huán)境需求等外部因素，那么，對于機(jī)械制造的質(zhì)量的內(nèi)部因素應(yīng)該考慮哪些呢？機(jī)械制造質(zhì)量與材料力學(xué)有著怎樣的關(guān)系呢？
3.1材料力學(xué)在機(jī)械制造的技術(shù)領(lǐng)域分析
材料力學(xué)是我國材料學(xué)中最為重要的學(xué)科，也是應(yīng)用性最強(qiáng)的學(xué)科。在機(jī)械制造過程中，起到了非常重要的作用，并為機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。首先，材料力學(xué)是技術(shù)層面的概念，是力學(xué)的一項(xiàng)專項(xiàng)研究。只是在材料學(xué)的領(lǐng)域中，更為復(fù)雜而已。對于機(jī)械生產(chǎn)過程中，需要保證機(jī)械加工的流暢性以及準(zhǔn)確性。那么，在進(jìn)行加工之前，在設(shè)計的階段就要對材料的力學(xué)概念進(jìn)行分析，尤其是現(xiàn)在的機(jī)械產(chǎn)品一般都采用鍛造技術(shù)，從而增加了生產(chǎn)的難度。其次，在技術(shù)領(lǐng)域中，力學(xué)是保證機(jī)械產(chǎn)品加工完整以及加工良好的重要保證。如果在一定時間內(nèi)，部分出現(xiàn)受力不均勻的情況，就會造成機(jī)械工件的不合格，丟失了原有的質(zhì)量合格率，造成反復(fù)加工的后果。最后，材料力學(xué)是針對加工材料而設(shè)定的一種加工條件，目的是為了能保證在機(jī)械加工的過程中，保證機(jī)械制造，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的使用率。
3.2材料力學(xué)對機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的影響
在進(jìn)行生產(chǎn)和加工的過程中，材料的化學(xué)以及物理性質(zhì)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(guān)系。材料力學(xué)是對材料加工過程中的一種加工方式和考量標(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)都能夠有比較好的受力情況，實(shí)現(xiàn)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?yàn)椴煌慕饘儆兄煌奈锢硇再|(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)。因此，需要根據(jù)不同金屬的性質(zhì)進(jìn)行加工的流程設(shè)計。那么，研究受力主要是考慮到金屬的物理性質(zhì)，在進(jìn)行鍛造的過程中，應(yīng)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(xué)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量影響還是非常大的。應(yīng)用好材料力學(xué)，也能夠在一定程度上提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量才，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械產(chǎn)品的高效生產(chǎn)?？傊?，材料力學(xué)的研究是非常必要的，尤其在機(jī)械制造的過程中，加入材料力學(xué)的理論，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的高質(zhì)量以及高效率生產(chǎn)。因此，充分利用材料力學(xué)理論，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械制造質(zhì)量，是目前機(jī)械加工行業(yè)中比較重要的一項(xiàng)理念。理念能夠充分應(yīng)用，才能夠在最根本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)。
4.結(jié)語
通過對機(jī)械制造在不同時期的需求質(zhì)量分析，并聯(lián)系現(xiàn)代工業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的需求，了解到現(xiàn)代機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量不僅僅和市場需求有關(guān)，與環(huán)境和資源也同樣有著分不開的關(guān)系。對于機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝以及加工手法，是屬于技術(shù)層面的問題。而最關(guān)鍵的因素在于能夠通過材料力學(xué)的理論對機(jī)械加工進(jìn)行分析，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的高質(zhì)量輸出。本文通過對材料力學(xué)的分析，并根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品原料的物理以及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，從而得出在同等環(huán)境下，采用材料力學(xué)的設(shè)計與制造分析方式，能夠大大的提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高了機(jī)械加工過程中的效率。因此，采用材料力學(xué)的最主要的方式在于能夠提高現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品加工的制造水平，并提高產(chǎn)品的合格率。總之，材料力學(xué)對于機(jī)械制造的質(zhì)量有著非常大的影響。
作者：周俊華單位：甘肅省酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1.機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求分析
1.1信息時代的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量要求
信息時代也就是現(xiàn)在的正處于的時代，信息快速發(fā)展，主要是信息資源的市場。但是，機(jī)械工業(yè)以及其他重工業(yè)卻依然非?；鸨?，甚至是超過了以往的工業(yè)時代。原因在于，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人們對物質(zhì)生活的要求越來越高，也越來越大。機(jī)械已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)與生活中必不可少第一部分。因此，對于機(jī)械工業(yè)而言，其產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到了前所未有的高端標(biāo)準(zhǔn)。那么，對于機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求，又有怎樣的具體要求呢？第一、機(jī)械產(chǎn)品的要求開始趨于精密化；工業(yè)時代的機(jī)械產(chǎn)品雖然有一定的質(zhì)量要求，但是質(zhì)量方面還是無法和現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品媲美。此外，工業(yè)時代的機(jī)械產(chǎn)品大多數(shù)都是大型的機(jī)械，架構(gòu)比較龐大。而現(xiàn)代化的市場需求中，在高端市場中，機(jī)械產(chǎn)品開始趨于小型化，精密化。因此，現(xiàn)代化的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)不再是粗糙的大型產(chǎn)品，而是也追求精密和高密度。第二、信息時代對機(jī)械產(chǎn)品的使用效率以及返修率都有了更高的要求?，F(xiàn)代工業(yè)開發(fā)和建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，同時也會帶動大批的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)入建筑工程當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品利用的最大化。第三、節(jié)能環(huán)保的理念越來越受到人們的重視，因此機(jī)械產(chǎn)品也應(yīng)該能夠從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，利用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行實(shí)際性改革，把握現(xiàn)有的金屬以及材料資源，通過改善技術(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)最大限度的機(jī)械環(huán)保化。機(jī)械產(chǎn)品的使用原料通過一定加工處理，再進(jìn)行二次利用，從而提高使用效率，最大限度實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品的再次利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。
1.2不同時期的機(jī)械制造質(zhì)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(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量有著不一樣的要求。現(xiàn)代化工業(yè)，對于機(jī)械制造的質(zhì)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是制造上的理念應(yīng)用，更是考慮到了現(xiàn)有的人文需求以及對環(huán)境和資源的利用等方面。因此，對于機(jī)械制造而言，應(yīng)該能夠從不同的角度進(jìn)行分析，將資源的利用以及環(huán)境的保護(hù)進(jìn)行有效的結(jié)合，并在最大程度上滿足市場以及環(huán)境的雙重要求。而對于以往的工業(yè)時代，人們對于機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量主要考慮行業(yè)問題，卻從來不考慮環(huán)境問題。目前，對于環(huán)境的保護(hù)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(xiàn)有的規(guī)定執(zhí)行，機(jī)械工業(yè)就會在一定程度上收到威脅，并出現(xiàn)大規(guī)模的技術(shù)紕漏現(xiàn)象。
2.機(jī)械制造的影響因素與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在探討機(jī)械制造質(zhì)量的同時，分析其不同時期的質(zhì)量要求，在不同的時期考量的標(biāo)準(zhǔn)以及考量因素都有著不一樣的規(guī)格。那么，對于機(jī)械的制造與質(zhì)量方面，真正影響到其產(chǎn)品質(zhì)量的因素有哪些呢？
2.1機(jī)械制造質(zhì)量的材料因素
眾所周知，機(jī)械產(chǎn)品的主要生產(chǎn)加工原料是金屬。金屬在進(jìn)行冶煉以及加工的過程中，通過一定的設(shè)計需求，根據(jù)設(shè)計草圖進(jìn)行工件的生產(chǎn)和加工。那么，與機(jī)械制造質(zhì)量相關(guān)的最主要的元素就是材料問題。機(jī)械生產(chǎn)制造的材料質(zhì)量直接影響著機(jī)械的質(zhì)量。那么，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要通過怎樣的材料審核與應(yīng)用才能夠真正滿足及機(jī)械制造的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)呢。第一，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行材料的選擇與加工；機(jī)械生產(chǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域在很大程度上決定了其材料選擇性。在高端領(lǐng)域，機(jī)械材料必然要符合高端領(lǐng)域的基本特點(diǎn)。例如金屬材質(zhì)要過關(guān)，要精密，加工過程中的標(biāo)準(zhǔn)符合什么程度，都要進(jìn)行一系列的規(guī)定，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量合格，保證機(jī)械產(chǎn)品材料的應(yīng)用效率最高。第二、根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行材料的綜合應(yīng)用；并非所有的產(chǎn)品加工都需要保證材料的高性能，因?yàn)闄C(jī)械生產(chǎn)也要考慮到利潤成本問題。一切生產(chǎn)行業(yè)，都要結(jié)合利潤進(jìn)行綜合分析。并且將合適的材料用在合適的機(jī)械產(chǎn)品中，更高保證機(jī)械產(chǎn)品的性價比，從而提高機(jī)械的生產(chǎn)原動力，保證機(jī)械產(chǎn)品的材料用的恰到好處。
2.2機(jī)械制造質(zhì)量的設(shè)計因素
一項(xiàng)產(chǎn)品的投產(chǎn)需要從需求到設(shè)計然后再進(jìn)行加工與制造。機(jī)械產(chǎn)品同樣如此，需要進(jìn)行合理的加工與設(shè)計，才能保證生產(chǎn)的產(chǎn)品是符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的，并能夠應(yīng)用到行業(yè)領(lǐng)域中的。但是，隨著設(shè)計理念的不斷更新，更多的符合人性化思維的機(jī)械設(shè)計理念開始投入到生產(chǎn)的過程中，從而加大了機(jī)械制造質(zhì)量的規(guī)格，并提高了其設(shè)計難度。在某種程度上分析，兩者是相互對立的。例如在進(jìn)行設(shè)計的過程中，如果過多的考慮人性化因素，那么在機(jī)械的加工難度上就會增加，從而增加了加工周期，降低了產(chǎn)量，影響產(chǎn)品的投放。但是，如果只考慮量產(chǎn)，而不符合現(xiàn)代的需求理念，那么就會造成產(chǎn)品的體驗(yàn)度降低，減少客戶資源，降低市場占有率。因此，考慮機(jī)械制造質(zhì)量的設(shè)計因素時，應(yīng)該從多個角度進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)市場和技術(shù)的雙重保證。
3.材料力學(xué)對機(jī)械制造的質(zhì)量影響分析
分析了很多關(guān)于機(jī)械制造的時期需求，市場需求以及設(shè)計需求和環(huán)境需求等外部因素，那么，對于機(jī)械制造的質(zhì)量的內(nèi)部因素應(yīng)該考慮哪些呢？機(jī)械制造質(zhì)量與材料力學(xué)有著怎樣的關(guān)系呢？
3.1材料力學(xué)在機(jī)械制造的技術(shù)領(lǐng)域分析
材料力學(xué)是我國材料學(xué)中最為重要的學(xué)科，也是應(yīng)用性最強(qiáng)的學(xué)科。在機(jī)械制造過程中，起到了非常重要的作用，并為機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。首先，材料力學(xué)是技術(shù)層面的概念，是力學(xué)的一項(xiàng)專項(xiàng)研究。只是在材料學(xué)的領(lǐng)域中，更為復(fù)雜而已。對于機(jī)械生產(chǎn)過程中，需要保證機(jī)械加工的流暢性以及準(zhǔn)確性。那么，在進(jìn)行加工之前，在設(shè)計的階段就要對材料的力學(xué)概念進(jìn)行分析，尤其是現(xiàn)在的機(jī)械產(chǎn)品一般都采用鍛造技術(shù)，從而增加了生產(chǎn)的難度。其次，在技術(shù)領(lǐng)域中，力學(xué)是保證機(jī)械產(chǎn)品加工完整以及加工良好的重要保證。如果在一定時間內(nèi)，部分出現(xiàn)受力不均勻的情況，就會造成機(jī)械工件的不合格，丟失了原有的質(zhì)量合格率，造成反復(fù)加工的后果。最后，材料力學(xué)是針對加工材料而設(shè)定的一種加工條件，目的是為了能保證在機(jī)械加工的過程中，保證機(jī)械制造，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的使用率。
3.2材料力學(xué)對機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的影響
在進(jìn)行生產(chǎn)和加工的過程中，材料的化學(xué)以及物理性質(zhì)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(guān)系。材料力學(xué)是對材料加工過程中的一種加工方式和考量標(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)都能夠有比較好的受力情況，實(shí)現(xiàn)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?yàn)椴煌慕饘儆兄煌奈锢硇再|(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)。因此，需要根據(jù)不同金屬的性質(zhì)進(jìn)行加工的流程設(shè)計。那么，研究受力主要是考慮到金屬的物理性質(zhì)，在進(jìn)行鍛造的過程中，應(yīng)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(xué)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量影響還是非常大的。應(yīng)用好材料力學(xué)，也能夠在一定程度上提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量才，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械產(chǎn)品的高效生產(chǎn)?？傊?，材料力學(xué)的研究是非常必要的，尤其在機(jī)械制造的過程中，加入材料力學(xué)的理論，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的高質(zhì)量以及高效率生產(chǎn)。因此，充分利用材料力學(xué)理論，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械制造質(zhì)量，是目前機(jī)械加工行業(yè)中比較重要的一項(xiàng)理念。理念能夠充分應(yīng)用，才能夠在最根本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)。
4.結(jié)語
通過對機(jī)械制造在不同時期的需求質(zhì)量分析，并聯(lián)系現(xiàn)代工業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的需求，了解到現(xiàn)代機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量不僅僅和市場需求有關(guān)，與環(huán)境和資源也同樣有著分不開的關(guān)系。對于機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝以及加工手法，是屬于技術(shù)層面的問題。而最關(guān)鍵的因素在于能夠通過材料力學(xué)的理論對機(jī)械加工進(jìn)行分析，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的高質(zhì)量輸出。本文通過對材料力學(xué)的分析，并根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品原料的物理以及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，從而得出在同等環(huán)境下，采用材料力學(xué)的設(shè)計與制造分析方式，能夠大大的提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高了機(jī)械加工過程中的效率。因此，采用材料力學(xué)的最主要的方式在于能夠提高現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品加工的制造水平，并提高產(chǎn)品的合格率?？傊?，材料力學(xué)對于機(jī)械制造的質(zhì)量有著非常大的影響。
作者：周俊華單位：甘肅省酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1教學(xué)內(nèi)容的改革
材料力學(xué)是工程力學(xué)中的重要內(nèi)容，也是經(jīng)典的力學(xué)課程。現(xiàn)階段，大多數(shù)材料力學(xué)的教學(xué)體系依然沿用以往傳統(tǒng)的教學(xué)體系，以簡單基本變形到對于工程實(shí)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(xué)過程中各種知識點(diǎn)、公式較為繁多。在實(shí)際課程教學(xué)中，需要耗費(fèi)大量的課堂實(shí)踐來進(jìn)行基本變形的講解，對于組合變形講解的實(shí)踐被不斷的壓縮。在實(shí)際的工程問題中，很多工程構(gòu)件是具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，基本變形難以良好的應(yīng)用在對實(shí)際工程問題的研究上。學(xué)生雖然已經(jīng)進(jìn)行了材料力學(xué)的研究，并且具備一定的材料力學(xué)理論知識，但是遇到實(shí)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(xué)的學(xué)時逐漸降低，教學(xué)中如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，簡化知識的教授，避免課堂教學(xué)內(nèi)容重復(fù)成為了教師在教學(xué)中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題。教師在教學(xué)過程中，要提高對于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際解決問題能力的認(rèn)識，明確自身教學(xué)目的，在教學(xué)過程中，滲透實(shí)際應(yīng)用的思想，真正的做到以理論知識服務(wù)工程實(shí)踐。在此過程中，還要注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在積極的學(xué)習(xí)氛圍中，完成有關(guān)材料力學(xué)知識的學(xué)習(xí)。教師在備課的過程中，注重對于課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排與設(shè)置，通過將課堂知識與應(yīng)用結(jié)合的模式，將材料力學(xué)教學(xué)過程中的問題進(jìn)行逐一的講解，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。例如，在進(jìn)行基本變形的講解時，可以通過拉伸與壓縮來進(jìn)行問題的引入，在融入外力計算、應(yīng)力分布規(guī)律、強(qiáng)度等知識點(diǎn)，并且進(jìn)行舉一反三的知識點(diǎn)類比，最終讓學(xué)生在緊湊的課堂教學(xué)中，逐一掌握有關(guān)知識點(diǎn)，培養(yǎng)解決問題的思路，適應(yīng)現(xiàn)代課程教學(xué)中對于解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)要求，培養(yǎng)合格的工程人才。
2教學(xué)方式的改革
在以往的材料力學(xué)教學(xué)過程中，是以教師的單一講授為主要的教學(xué)方式，教學(xué)中注重對理論的教學(xué)，忽視對于材料力學(xué)相關(guān)知識的實(shí)際運(yùn)用。傳統(tǒng)教學(xué)方式以教師為教學(xué)工作的主體，并且以應(yīng)試為主要的教學(xué)目的，教學(xué)過程圍繞教材與課本，學(xué)生被動的參與到教學(xué)當(dāng)中。傳統(tǒng)教學(xué)模式現(xiàn)已難以真正的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生個性發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)中也不能更好的形成科學(xué)的思維習(xí)慣。新課程的改革對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個性發(fā)展提出了新的要求。因此，在開展教學(xué)工作中，教師要不斷的對自身教學(xué)方式進(jìn)行改革。教師在教學(xué)方法的改革中，要通過對傳統(tǒng)教學(xué)方式的探究，轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)方式，注重實(shí)現(xiàn)自身引導(dǎo)者的角色。在課程教學(xué)開始時，通過對學(xué)生課前預(yù)習(xí)的講解，并且引導(dǎo)學(xué)生完成自主的預(yù)習(xí)，在新內(nèi)容的學(xué)習(xí)之前，養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣。在材料力學(xué)教學(xué)中，對于即將講解的知識點(diǎn)，可以通過引入實(shí)際生活中的實(shí)際現(xiàn)象與情境，讓學(xué)生進(jìn)行自主的思考。合理的預(yù)習(xí)教學(xué)，可以讓學(xué)生更好的完成教學(xué)目標(biāo)，并且提高知識的記憶水平。通過運(yùn)用力學(xué)知識，對于生活中的現(xiàn)象進(jìn)行解答，可以啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成學(xué)以致用的習(xí)慣。在課堂教學(xué)上，教師要建立以學(xué)生為主體的教學(xué)方式，讓學(xué)生主動的參與到課堂教學(xué)當(dāng)中，并且通過分組討論等形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生獨(dú)立、自主的進(jìn)行問題的分析與解決，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。在課后教師要組織課后討論，讓學(xué)生進(jìn)行主動合作解決教師所布置的課后問題，提高學(xué)生對于材料力學(xué)課程知識的掌握程度?，F(xiàn)階段，計算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)逐漸的走入到教學(xué)當(dāng)中。多媒體教學(xué)方式可以提高教學(xué)過程的趣味性與生動性，直觀的將課程內(nèi)容進(jìn)行講解，并且強(qiáng)化了學(xué)生對于工程概念的了解，直觀的反應(yīng)了材料力學(xué)特點(diǎn)。在材料力學(xué)的教學(xué)中，引用多媒體技術(shù)，是對于現(xiàn)有教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新的主要措施。在材料力學(xué)的課程教學(xué)中，通過多媒體技術(shù)，可以將抽象的知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為具有良好邏輯性的圖文，降低學(xué)生對于枯燥課程的理解難度，生動形象的對課堂內(nèi)容進(jìn)行講解。多媒體技術(shù)，可以通過動畫等形式，對于材料的變形以及失效等狀態(tài)進(jìn)行模擬，學(xué)生可以很好的通過動畫演示，掌握材料的變形規(guī)律與特點(diǎn)。多媒體教學(xué)中，整體信息量較大，如果學(xué)生不能集中注意力參與到教學(xué)當(dāng)中，就會出現(xiàn)課堂走神等情況。教師在教學(xué)中，要合理的安排多媒體教學(xué)，將課堂教學(xué)與多媒體教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，發(fā)揮不同教學(xué)方式的自身優(yōu)勢，提高整體教學(xué)效果。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
材料力學(xué)教學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的，同時實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力，將理論知識進(jìn)行實(shí)踐方面運(yùn)用的重要過程。以往傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不夠明確，并且過于依賴于傳統(tǒng)理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程缺乏獨(dú)立性，僅僅以演示與驗(yàn)證為教學(xué)目的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生形成良好的創(chuàng)新意識，影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)教學(xué)的地位，并且注重實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動參與的教學(xué)目的，讓學(xué)生形成良好的動手能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以很好的提高學(xué)生的動手能力，加強(qiáng)學(xué)生將理論知識與實(shí)踐進(jìn)行聯(lián)合的重要環(huán)節(jié)，可以更好的提高學(xué)生對于材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師要讓學(xué)生進(jìn)行積極的動手，通過學(xué)生實(shí)際動手操作，來了解材料力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生的動手實(shí)踐操作，可以有效的鞏固所學(xué)知識，并且促進(jìn)學(xué)生積極的對新問題進(jìn)行探索。在實(shí)驗(yàn)課程開展之前，教師還要做好有關(guān)預(yù)習(xí)的準(zhǔn)備，對于試驗(yàn)課程的安排進(jìn)行設(shè)計，并且在課堂開展之中，讓學(xué)生認(rèn)真的參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，并做好課后總結(jié)與分析。在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)計上，要注重實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)性與實(shí)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(jié)束語
要想真正的提高材料力學(xué)的教學(xué)工作，就必須要注重建立良好的教學(xué)體系，并且通過對現(xiàn)有教學(xué)方式的革新，并加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。材料力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工科課程，因此，加強(qiáng)材料力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容理論與實(shí)際工程聯(lián)系具有重要的意義，是實(shí)現(xiàn)新課程改革目的的重要途徑。本文對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及實(shí)踐課程的改革，研究了提高學(xué)生主動參與熱情，提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)對策。材料力學(xué)的教學(xué)工作中，教師必須要對以往僵化、死板的教學(xué)方式進(jìn)行改革，提高教學(xué)的靈活性，讓學(xué)生主動、積極的參與到材料力學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中。教師要針對材料力學(xué)這門課程的教學(xué)要求與特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，設(shè)計合理的教學(xué)模式，并且做好課前備課工作，對于現(xiàn)有教學(xué)方式進(jìn)行不斷的改革與探索，提高培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的意識，提高高職院校材料力學(xué)教學(xué)工作的質(zhì)量。
作者：崔?；⒐ぷ鲉挝唬簝?nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”要求，改革教學(xué)體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、探索先進(jìn)的教學(xué)手段和方法，改革考核方式，并重知識教育與素質(zhì)教育，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高以及富有創(chuàng)新精神的卓越工程師。
關(guān)鍵詞教學(xué)體系 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)手段 改革
材料力學(xué)是機(jī)械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，與工程實(shí)際問題結(jié)合緊密，實(shí)用性強(qiáng)，不僅滿足學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的要求，也是滿足學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作、新項(xiàng)目研究、開發(fā)和繼續(xù)學(xué)習(xí)的要求。應(yīng)用型本科院校學(xué)校材料力學(xué)課程的傳統(tǒng)教學(xué)與“卓越計劃”在教育指導(dǎo)思想、教學(xué)體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面存在許多不相適應(yīng)的地方，急需妥善解決。
1 課程現(xiàn)狀
傳統(tǒng)教學(xué)方法在某些方面已不能適應(yīng)要求，問題主要表現(xiàn)以下幾個方面：①②③（1）課程教學(xué)方法落后；（2）課題體系結(jié)構(gòu)不適應(yīng)工程師培養(yǎng)模式；（3）教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)發(fā)展脫節(jié)；（4）教學(xué)手段單一；（5）實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不適應(yīng)卓越工程師教育計劃理念。
綜合上述，材料力學(xué)課程教學(xué)目前存在著很多問題，必須有針對性的進(jìn)行教學(xué)改革，逐步完善教學(xué)。
2 教學(xué)改革
2.1 教學(xué)體系結(jié)構(gòu)改革
傳統(tǒng)教學(xué)采用“以四大基本變形為主線”的教學(xué)體系，如圖1所示，這種按基本變形為主線的內(nèi)容體系，內(nèi)容重復(fù)多，花費(fèi)學(xué)時量大，教學(xué)過程缺乏新意，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。從培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求出發(fā)，重視學(xué)生能力與素質(zhì)培養(yǎng)，打破了傳統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)，提高了材料力學(xué)的起點(diǎn)，采用從“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的課程體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示，運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)代替灌輸教學(xué)，面向能力培養(yǎng)、面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，提高學(xué)生素質(zhì)和能力，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。
2.2 教學(xué)內(nèi)容改革
“卓越計劃”旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)，“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系地方經(jīng)濟(jì)和特色產(chǎn)業(yè)，立足服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、反映材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。采用了衢州地區(qū)的特色工業(yè)產(chǎn)品作為課程教學(xué)案例，培養(yǎng)了學(xué)生的分析問題和解決問題能力，提升了學(xué)生的素質(zhì)。
圖1傳統(tǒng)材料力學(xué)的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
圖2“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
2.3 教學(xué)手段和教學(xué)方法改革
在新教學(xué)體系中采用的教學(xué)手段與教學(xué)方法，如圖3所示：團(tuán)隊(duì)教學(xué)實(shí)行理論課程與實(shí)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(fā)式教學(xué)、研討式教學(xué)和學(xué)生研究性學(xué)習(xí)講授理論?？蒲心芰?qiáng)的青年教師和聘任的企業(yè)專家指導(dǎo)實(shí)踐課，采用項(xiàng)目教學(xué)、案例式教學(xué)方式講授實(shí)際案例，借助計算機(jī)仿真對案例進(jìn)行建模與仿真。理論課和實(shí)踐課采用提出問題―分析問題―解決問題思路培養(yǎng)卓越工程師，促進(jìn)高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。
圖3教學(xué)手段與教學(xué)方法圖4實(shí)驗(yàn)體系結(jié)構(gòu)
2.4 實(shí)驗(yàn)體系改革
將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，分為基本性能實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和前沿專業(yè)性實(shí)驗(yàn)，如圖4所示。
基本性能實(shí)驗(yàn)是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目精選、提高、歸并，培養(yǎng)學(xué)生基本力學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和加強(qiáng)現(xiàn)代力學(xué)測試方法和實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練。綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟，并完成實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)思考性和啟發(fā)性，增加了學(xué)生動手、動腦的機(jī)會，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力。前沿專業(yè)性實(shí)驗(yàn)是以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽模型、畢業(yè)設(shè)計課題和科研等為基礎(chǔ)開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生開闊眼界，了解前沿研究動態(tài)，跟蹤學(xué)科的發(fā)展方向，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用高新技術(shù)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，為以后的工作、研究奠定基礎(chǔ)。
2.5 考核方式改革
考試內(nèi)容改革是減少記憶書本知識的考試內(nèi)容，出一些靈活性大、知識面寬、綜合運(yùn)用知識能力強(qiáng)的題目。改革標(biāo)準(zhǔn)答案式的考試成績評價方法，注重考查學(xué)生的解題思路和綜合分析與解決問題的能力，活躍學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識的能力。
3 結(jié)束語
在教學(xué)改革實(shí)踐中，只有通過改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能提高了教學(xué)質(zhì)量。針對材料力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀和材料學(xué)科的發(fā)展趨勢，根據(jù)“卓越計劃”要求，進(jìn)行教學(xué)體系改革、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、探索先進(jìn)的教學(xué)手段和方法，進(jìn)行考核方式改革，并重知識教育與素質(zhì)教育，旨在為社會培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有創(chuàng)新精神和職業(yè)道德品質(zhì)高的卓越工程師。
摘 要 材料力學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐越來越重視學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合工程案例，讓學(xué)生通過建立模型、簡化計算、工程測試、匯報答辯等環(huán)節(jié)，小組分工合作完成綜合實(shí)踐作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
關(guān)鍵詞 材料力學(xué)；工程案例；綜合實(shí)踐教學(xué)；卓越工程師
1 引言
材料力學(xué)課程是工科院校機(jī)械類、土建類、交通運(yùn)輸類等較多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生接觸專業(yè)知識和工程領(lǐng)域的先導(dǎo)課程，將材料力學(xué)課程教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力相結(jié)合，具有重要意義。國家開展卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，也旨在培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的創(chuàng)新能力強(qiáng)的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，對材料力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐提出新的要求。
以往力學(xué)課程教學(xué)以理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)為特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和數(shù)理邏輯能力。近年來，隨著高校教育教學(xué)改革的不斷深入與廣大教師的不斷實(shí)踐，越來越重視學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但在教學(xué)中如何將工程實(shí)踐知識與學(xué)生動手能力和實(shí)際應(yīng)用能力相結(jié)合，還需多做探索。部分教師在開展科研項(xiàng)目研究時讓學(xué)生參與，但發(fā)現(xiàn)學(xué)生的基礎(chǔ)還沒達(dá)到要求，并且學(xué)生在學(xué)完課堂內(nèi)容后覺得作業(yè)習(xí)題大多偏重理論，與工程應(yīng)用還有距離。
筆者在長期教學(xué)積累和科研合作中，提煉了部分與材料力學(xué)課程知識結(jié)合緊密的工程案例，使學(xué)生在完成工程實(shí)踐綜合作業(yè)的過程中，重點(diǎn)培養(yǎng)材料力學(xué)課程知識的應(yīng)用能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作與動手能力，引導(dǎo)學(xué)生參與工程實(shí)踐及科研項(xiàng)目，提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新素質(zhì)。
2 結(jié)合工程案例的綜合實(shí)踐作業(yè)設(shè)計
材料力學(xué)課程綜合實(shí)踐作業(yè)的教學(xué)目的可以概括為培養(yǎng)學(xué)生提煉力學(xué)模型的能力，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生組織協(xié)作的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法和研究能力，鍛煉學(xué)生分析總結(jié)和表達(dá)能力。
材料力學(xué)課程綜合實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計一般要求結(jié)合一定工程背景，提供相應(yīng)圖紙、參數(shù)、工作原理等，鍛煉學(xué)生讀懂圖紙、提煉力學(xué)模型的能力；綜合實(shí)踐作業(yè)的內(nèi)容結(jié)合專業(yè)知識、工程實(shí)例或相關(guān)后續(xù)課程，列出一定的參考書及參考文獻(xiàn)，需要學(xué)生學(xué)會閱讀、自主學(xué)習(xí)；綜合實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計一般采取開放式的結(jié)論，給定設(shè)計參數(shù)讓學(xué)生分析研究方案，或給定必要功能進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)計。
材料力學(xué)課程綜合實(shí)踐作業(yè)的形式可以分為與課程內(nèi)容相關(guān)的可以讓學(xué)生直接參與的課題、從工程實(shí)際中提煉的力學(xué)近似計算、結(jié)合工程問題的開放選修實(shí)驗(yàn)、學(xué)生自主選題的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、群體性參與的趣味力學(xué)競賽等。限于篇幅，這里僅列舉幾個材料力學(xué)綜合實(shí)踐作業(yè)案例。
案例1：錨鏈環(huán)拉伸試驗(yàn)與分析 某型號的錨鏈環(huán)如圖1所示，需進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以檢驗(yàn)錨鏈單環(huán)承受的最大載荷、最大應(yīng)變以及錨鏈環(huán)的變形等。試驗(yàn)載荷從520 kN分20個加載步到7460 kN然后卸載，采用電測法進(jìn)行應(yīng)變測試，實(shí)測時確定的應(yīng)變片布置方案如圖1所示。
要求：1）根據(jù)錨鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)圖紙，確定錨鏈單環(huán)的力學(xué)模型，分析錨鏈環(huán)拉伸的應(yīng)力分布；2）根據(jù)應(yīng)變測試方案確定試驗(yàn)步驟，分析應(yīng)變測試方案的合理性；3）少部分學(xué)生參與現(xiàn)場測試；4）已知各載荷步下各測點(diǎn)的實(shí)測應(yīng)變，分析試驗(yàn)結(jié)果，得到簡要結(jié)論。
該案例考查的學(xué)生的知識和能力包括：1）對內(nèi)超靜定結(jié)構(gòu)的受力和應(yīng)力分析的能力；2）電測理論，如何應(yīng)用電橋理論得到錨鏈環(huán)拉伸時的拉伸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力；3）通過參與現(xiàn)場測試鍛煉學(xué)生的動手能力，增長學(xué)生的工程見識；4）對測試數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)張拉應(yīng)力測試與分析 某體育館張弦桁架結(jié)構(gòu)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(guān)鍵項(xiàng)目。以某一榀桁架為例，需對張拉過程中桁架關(guān)鍵部位的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。
要求：1）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙，用力學(xué)知識建立單榀桁架的力學(xué)模型；2）對模型進(jìn)行簡化，得到材料力學(xué)中的超靜定結(jié)構(gòu)；3）簡要分析單榀桁架的應(yīng)力監(jiān)測關(guān)鍵部位；4）參觀工地，參觀張拉過程；5）對應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變形等監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡要分析，與施工前的分析進(jìn)行對比，分析差別的原因；6）預(yù)測溫度對結(jié)構(gòu)的影響，提出驗(yàn)證方法。
這是一個實(shí)際工程問題，通過布置綜合實(shí)踐作業(yè)的方法讓學(xué)生在施工前就提前參與，使學(xué)生對課程的工程應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識。再由于工程缺少工程經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生分析后確定的監(jiān)測點(diǎn)與項(xiàng)目方案存在偏差，但通過施工現(xiàn)場的分析講解，對結(jié)構(gòu)施工直觀了解，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)積極性。
案例3：某雙體客船螺旋槳軸系的強(qiáng)度計算 某長江短途客船已知主機(jī)額定功率為190 kW，額定轉(zhuǎn)速1000 r/min，
總減速比2.89，軸的轉(zhuǎn)速346 r/min，螺旋槳推力2350 kg，
螺旋槳重量200 kg，材料35#鋼，聯(lián)軸節(jié)重量42.8 kg，法蘭重量28.5 kg，屈服極限270 MPa，許用安全系數(shù)[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(shí)際推力2350 kg的要求。在強(qiáng)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(xù)梁，在聯(lián)軸節(jié)處作用集中載荷，將它簡化為分段等截面連續(xù)梁，如圖3所示。
要求：1）按分段等截面連續(xù)簡化法，完成基本數(shù)據(jù)表；
2）按力矩分配法，計算各節(jié)點(diǎn)的彎矩，計算分配系數(shù)、固定端外力矩，用列表的方式進(jìn)行力矩分配法計算（分配13次）；3）求節(jié)點(diǎn)處的剪力和支座反力；4）用三彎矩方程計算節(jié)點(diǎn)處彎矩校核力矩分配法的結(jié)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(qiáng)度理論，對危險截面用安全系數(shù)法進(jìn)行強(qiáng)度校核。
通過該案例的計算，學(xué)生在復(fù)習(xí)和熟悉材料力學(xué)課程內(nèi)容外，增強(qiáng)了綜合計算及綜合應(yīng)用能力，提前接觸了專業(yè)知識、行業(yè)規(guī)范以及工程術(shù)語，掌握了力學(xué)模型的簡化及計算方法，進(jìn)一步認(rèn)識到材料力學(xué)課程在工程中的實(shí)際應(yīng)用。
案例4：八角環(huán)式車削測力儀的測力計算 八角環(huán)式彈性元件見圖4，要求：1）將八環(huán)式彈性元件簡化為兩端固定的圓環(huán)式曲桿；2）用力法正則方程求解三個垂直方向力單獨(dú)作用下的超靜定問題，求解剛化桿中間截面上各自的內(nèi)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(diǎn)上的正應(yīng)力，并計算理論讀數(shù)；4）分
析每組布片和接線圖，說明理由；5）分別計算理論讀數(shù)值與實(shí)驗(yàn)讀數(shù)的誤差；6）進(jìn)行誤差分析。
該案例是一個典型的力學(xué)方法應(yīng)用案例，涉及曲桿超靜定計算、力與變形及應(yīng)變之間的關(guān)系、電測法測試應(yīng)力、橋路應(yīng)用等知識，進(jìn)一步促使學(xué)生綜合應(yīng)用課程知識。
3 材料力學(xué)綜合實(shí)踐作業(yè)的教學(xué)實(shí)踐
由于課程教學(xué)時數(shù)不斷減少，在時間安排上，一般一次綜合實(shí)踐作業(yè)占用3學(xué)時的課內(nèi)時間。其中1學(xué)時用于布置任務(wù)、講解基本要求，確定分組和組內(nèi)分工，明確小組負(fù)責(zé)人和完成時間節(jié)點(diǎn)，最后占用2學(xué)時進(jìn)行答辯。其余為課外時間完成，包括學(xué)生查閱資料、完成作業(yè)、輔導(dǎo)答疑等。這樣做到了課內(nèi)教學(xué)與課外學(xué)習(xí)的有益結(jié)合。
一般一學(xué)期有2～3次綜合實(shí)踐作業(yè)，在教學(xué)過程中，結(jié)合每學(xué)期的實(shí)際情況及項(xiàng)目情況，每年的內(nèi)容和要求會略有不同。由于綜合實(shí)踐作業(yè)難度較大、要求較高，每次作業(yè)按學(xué)生自愿的原則結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)程度分組，一般4～6人一組，要求小組內(nèi)明確分工與合作。小組分工包括查閱文獻(xiàn)、建立模型、計算、繪圖、完成報告、制作答辯PPT等。
考核是綜合實(shí)踐作業(yè)的另外一個重要環(huán)節(jié)，作為課程的一個重要組成部分，綜合實(shí)踐成績被記入課程考核內(nèi)容?？己藘?nèi)容包括：小組分工情況，考察每個學(xué)生參與程度及完成工作量；完成一份作業(yè)總結(jié)報告，報告內(nèi)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(jié)論；項(xiàng)目答q，要求每組派一個代表匯報答辯，其余學(xué)生接受問詢考核，對每位學(xué)生分別給分。
在綜合實(shí)踐作業(yè)的實(shí)施過程中，大部分學(xué)生能積極配合，學(xué)有余力的學(xué)生在圖書館和網(wǎng)上查閱大量文獻(xiàn)，并在與教師的交流過程中學(xué)習(xí)到大量課堂以外的知識；也有少量學(xué)生不很熱心，渾水摸魚。另外，綜合實(shí)踐作業(yè)占用學(xué)生大量的課外時間，需要進(jìn)一步合理安排課堂教學(xué)與課外教學(xué)的時間關(guān)系。在考核內(nèi)容和考核方式以及激勵措施方面，材料力學(xué)綜合實(shí)踐作業(yè)的教學(xué)實(shí)踐還需進(jìn)一步完善。
4 結(jié)語
材料力學(xué)課程是工科類各專業(yè)學(xué)生由基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程過渡的先導(dǎo)課程，對培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)和實(shí)踐能力起到重要影響。在材料力學(xué)課程教學(xué)過程中，結(jié)合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是當(dāng)代大學(xué)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(xué)過程中的一個小的實(shí)踐，在結(jié)合工程實(shí)際合理選題、優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容與課外學(xué)習(xí)之間的關(guān)系、培養(yǎng)和調(diào)動學(xué)生參與積極性等方面還需不斷改進(jìn)。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(xué)”是高校工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，既是學(xué)生首次應(yīng)用力學(xué)理論分析實(shí)際工程問題的課程，也是學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的前提。文章從“材料力學(xué)”課程自身的特點(diǎn)和現(xiàn)存的問題出發(fā)，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(xué)方法，筆者通過具體的教學(xué)案例說明上述方法在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、透徹理解概念與理論方法方面具有有效性。
關(guān)鍵詞：“材料力學(xué)”；教學(xué)方法；高校
“材料力學(xué)”是工科院校中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。其主要研究單個桿件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性問題，是后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。同時“材料力學(xué)”也是學(xué)生首次接觸到的有較強(qiáng)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(yè)培養(yǎng)方案的調(diào)整，“材料力學(xué)”課程的學(xué)時被壓縮，以往的教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足新形勢的要求，如何在有限學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生掌握“材料力學(xué)”的理論方法成為一個亟待解決的問題。
“材料力學(xué)”課程的一個特點(diǎn)是概念多，理論性、實(shí)用性強(qiáng)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)、計算煩瑣。對這類課程學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣，如果學(xué)生上課昏昏欲睡，對這些理論的推導(dǎo)過程、適用范圍不甚理解，就會在應(yīng)用這些公式解決實(shí)際問題時出現(xiàn)困難甚至錯誤[2]?！安牧狭W(xué)”課程承前啟后，既是對前期理論力學(xué)知識的應(yīng)用，又是為后期結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)做好鋪墊，這就要求學(xué)生對這門課程中的假設(shè)、概念及理論方法要有透徹的理解，這樣才能為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，在初學(xué)階段，學(xué)生要完全領(lǐng)會這套理論并非易事，難免會出現(xiàn)生搬硬套的現(xiàn)象。那么，如何讓學(xué)生在短期內(nèi)盡可能透徹地理解掌握“材料力學(xué)”中的理論方法成為教學(xué)中的一個關(guān)鍵問題。
針對以上問題，筆者結(jié)合自身的教學(xué)體會，在“材料力學(xué)”教學(xué)方法上進(jìn)行了一些新的思考和嘗試。
一、情理交融，以彰其美
“材料力學(xué)”課程中理論推導(dǎo)多、邏輯性強(qiáng)，這也是學(xué)生普遍反映缺乏學(xué)習(xí)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(dāng)展開，從一個理論講出一段情感一個道理，讓學(xué)生深刻感受到“材料力學(xué)”是一種有血有肉的理論，展現(xiàn)出“材料力學(xué)”的美，這樣會更好地吸引學(xué)生的注意力，提高其學(xué)習(xí)興趣。
例如，在介紹趙州橋等代表古人智慧結(jié)晶的工程典范時，引申出只有“美好”（力學(xué)中就指遵循力學(xué)規(guī)律）的東西才會長久的道理，無論是物質(zhì)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(jié)合，鼓勵學(xué)生多行善事，志存高遠(yuǎn)，青史留名；介紹比薩斜塔時，指出該斜塔因?yàn)橛匈だ栽谏厦孀鲞^著名實(shí)驗(yàn)而聞名于世，因?yàn)橘だ缘膫ゴ笫沟帽人_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(lián)想到龔定庵的“科以人重科亦重，人以科傳人可知”，希望學(xué)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(guān)時，鼓勵學(xué)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?nèi)松罱K的高度，在幫助學(xué)生理解力學(xué)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(tài)下載荷位置與中性軸關(guān)系時，為了讓學(xué)生深刻體會載荷作用點(diǎn)和中性軸分布在截面形心的兩側(cè)，載荷作用點(diǎn)靠近形心時中性軸則遠(yuǎn)離形心，反之，載荷作用點(diǎn)遠(yuǎn)離形心時中性軸則靠近形心這種關(guān)系，由事及人聯(lián)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(diǎn)和中性軸，這是同一情感的不同表達(dá)，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(xué)生要珍惜彼此間的友誼。
這樣的講述讓學(xué)生體會到了“材料力學(xué)”的鮮活生動，意識到“材料力學(xué)”中蘊(yùn)含著樸素的人生道理，使學(xué)生產(chǎn)生一種“此中有真意，欲辯已忘言”的美感，進(jìn)而增強(qiáng)其對“材料力學(xué)”的興趣。
二、隨地取材，貼近生活
案例教學(xué)在“材料力學(xué)”講授過程中發(fā)揮著重要作用，案例不僅為理論知識提供了真實(shí)背景而且可以激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣。大的工程案例會給學(xué)生留下宏觀印象，然而學(xué)生并不能應(yīng)用所學(xué)完整地分析一個工程實(shí)例，這樣久而久之學(xué)生會對工程案例產(chǎn)生距離感，感到理論和實(shí)際一在平地一在天，甚至認(rèn)為這些大型工程仿佛在白云外，遙不可及。如果在案例教學(xué)中不僅給學(xué)生介紹工程案例作為學(xué)生學(xué)習(xí)的最高理想，而且更多地介紹生活中身邊的案例，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所W解釋分析一個簡單現(xiàn)象，這樣更能加深學(xué)生對知識的印象和運(yùn)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(fā)情感，讓人有生活情趣。兩者應(yīng)兼而有之，不可偏廢。
例如，在學(xué)習(xí)斜截面上的應(yīng)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(qū)別，為了解釋斷面位置不同這個現(xiàn)象，再引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)斜截面上的應(yīng)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(yīng)力集中的現(xiàn)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會受壓桿件的極限承載力不僅與其截面面積有關(guān)而且與其截面形狀有關(guān)，為歐拉公式的推導(dǎo)做好鋪墊；通過竹子等橫截面形狀說明截面幾何形狀與結(jié)構(gòu)剛度間的關(guān)系，讓學(xué)生對自然產(chǎn)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(xué)”的理論性強(qiáng)，傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)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(xué)生為中心，教師引導(dǎo)其思考、解決問題，以激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生積極思考的能力。本文通過引導(dǎo)學(xué)生對能量法進(jìn)行探討，加深了學(xué)生對基本概念、理論和方法的理解。
（一）引出問題
孫訓(xùn)方編《材料力學(xué)》（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(shè)在結(jié)點(diǎn)A處懸掛一重量為P=100kN的重物，試求A點(diǎn)的位移A。
此時，提出疑問，引導(dǎo)學(xué)生討論。觀察兩種方法的計算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)完全吻合。不禁讓人產(chǎn)生疑問，因?yàn)椋谝酝碚摿W(xué)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(jié)果應(yīng)該有差異才對，可是為何例題2-5和2-6的結(jié)果完全一致？（連表達(dá)式都完全一致?。┻@種結(jié)果不可以用簡單的“殊途同歸”或“異曲同工”來解釋。
（二）更進(jìn)一步
帶著上述疑問再來探討教材[5]中的習(xí)題2-13。
習(xí)題2-13，圖2所示A和B兩點(diǎn)之間原有水平方向的一根直徑d=1mm的鋼絲，在鋼絲的中點(diǎn)C加一豎直荷載F。已知鋼絲產(chǎn)生的線應(yīng)變?yōu)棣?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(yīng)力（假設(shè)鋼絲經(jīng)過冷拉，在斷裂前可認(rèn)為符合胡克定律）；（2）鋼絲在C點(diǎn)下降的距離；（3）荷載F的值。
舊惑未解又添新愁！發(fā)現(xiàn)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(jié)果。顯然，用能量法計算的結(jié)果錯了，究竟錯在什么地方呢？
（三）深入討論
仔細(xì)觀察例題2-6和習(xí)題2-13求解過程，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變能是按定義計算的，應(yīng)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(dǎo)以一個軸向受拉桿為例，前提是在線彈性范圍內(nèi)，則外載荷F與桿的變形量l成線性關(guān)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(xí)題2-13中的形式）：
W= Fl （5）
圖4 彈性范圍內(nèi)載荷與變形的關(guān)系
面對上述結(jié)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(guān)系，那么由桿件組成的結(jié)構(gòu)中某節(jié)點(diǎn)的位移與外載荷之間是否依然保持這種線性關(guān)系呢？為了弄清這個問題，我們重新回顧例題2-6，研究A點(diǎn)位移A與外載荷P之間的關(guān)系。
圖5 桿系變形幾何分析
顯然，在圖5中，節(jié)點(diǎn)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(diǎn)，由幾何關(guān)系可知：
略去高階無窮小后，上式可化簡為：
考慮到，
所以A點(diǎn)的位移又可以寫為：
這就是外載荷與A點(diǎn)位移間的關(guān)系，它們并非簡單的線性關(guān)系。進(jìn)一步化簡后發(fā)現(xiàn)：
化簡過程中略掉了高階微量A2，發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)的位移與外載荷近似成線性關(guān)系，然而在例題2-6中直接默認(rèn)了這種線性關(guān)系存在，所以不加討論地使用公式W=PA/2進(jìn)行外力功的計算，這也是例2-6與例2-5的結(jié)果完全一致的原因。從這里也可以發(fā)現(xiàn)，“材料力學(xué)”中的能量方法并不同于理論力學(xué)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(yùn)用式（5）計算外力做功，這樣容易給學(xué)生造成誤導(dǎo)，誤以為所有情況下式（5）均成立，因此，也就出現(xiàn)了習(xí)題2-13中用能量法得出錯誤結(jié)果的情況。那么，在習(xí)題2-13中，外力F與C點(diǎn)的位移之間是否也存在線性關(guān)系呢？
圖6 鋼絲變形幾何關(guān)系
從圖6中可以看出，有如下幾何關(guān)系成立：
注意到，F(xiàn)N = ≈ = ，代入上式可得：
發(fā)現(xiàn)外載荷F與C點(diǎn)位移并不是線性關(guān)系而是三次函數(shù)關(guān)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(jù)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(yīng)寫為：
解得，F(xiàn)=96.56N。
此時，由功能原理求得的結(jié)果與受力分析獲得的結(jié)果才能吻合。而且，容易看到，能量法的計算結(jié)果與受力分析的計算結(jié)果并不完全一致！至此，所有疑問均已解決。
（四）歸納總結(jié)
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(xué)生深入討論，最終引導(dǎo)學(xué)生解決疑問。這會讓學(xué)生更加深刻地理解“材料力學(xué)”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(yīng)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(jù)外力與位移間的關(guān)系具體對待，只有當(dāng)外載荷與節(jié)點(diǎn)位移成線性關(guān)系時，式（5）才成立；當(dāng)外載荷與節(jié)點(diǎn)位移間不存在線性關(guān)系時，需要根據(jù)功的定義，先計算微功然后再積分得到外力做功。
結(jié)合“材料力學(xué)”課程的自身特點(diǎn)，文章圍繞如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和如何加深學(xué)生對理論方法的理解兩方面問題，在課堂教學(xué)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(xué)生感受“材料力學(xué)”的美，培養(yǎng)其對“材料力學(xué)”的興趣；通過隨地取材的教學(xué)案例，讓學(xué)生體會到“材料力學(xué)”既可頂天又能立地，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、體味自然的習(xí)慣；通過提出疑問，組織課堂討論，讓學(xué)生更加深刻、透徹地理解“材料力學(xué)”中的理論方法，從而避免出現(xiàn)生搬硬套公式的現(xiàn)象。
摘要：材料力學(xué)是一門理論與實(shí)際緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)習(xí)的深度和廣度，采用案例驅(qū)動式的教學(xué)。在課堂上結(jié)合工程案例講解，并鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考、自主建立力學(xué)模型，進(jìn)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(xué)模式以“研究性的學(xué)”代替“傳統(tǒng)式的教”，有助于學(xué)生的理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。
關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；工程案例；研究性教學(xué)；學(xué)生為中心
材料力學(xué)是一門理論與實(shí)際緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課，重在培養(yǎng)學(xué)生對工程設(shè)計中強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題的分析能力。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生的學(xué)習(xí)以被動式為主，缺少分析討論、綜合概括、質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)等主動式的學(xué)習(xí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)。另外，盡管材料力學(xué)課程內(nèi)容本身與實(shí)際工程緊密相連，但學(xué)生不了解如何將實(shí)際工程問題抽象為力學(xué)模型和定解條件。因此，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生應(yīng)用材料力學(xué)知識解決實(shí)際工程問題的水平，我們對傳統(tǒng)教學(xué)方法加以革新和突破，探索案例驅(qū)動式的研究性教學(xué)模式在材料力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用。
一、案例驅(qū)動式的教學(xué)理念及改革路線
案例驅(qū)動式的研究性教學(xué)是一種教與學(xué)相互統(tǒng)一、相互提高的過程。這種教學(xué)方法借助案例材料提供的信息，學(xué)生在教師的組織引導(dǎo)下，運(yùn)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(xué)理念包括：以學(xué)生為主體，以案例為教學(xué)載體，以多種教學(xué)模式為手段，以“研究性的學(xué)”代替“傳統(tǒng)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(xué)的具有前沿性、基礎(chǔ)性與交叉性的工程案例問題；（2）在研究性教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自主建立力學(xué)模型；（3）課后，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)等新的教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，擴(kuò)展課外的自主學(xué)習(xí)空間；（4）課程結(jié)束時，用教學(xué)的全程考核來評定學(xué)生最終的課程成績；（5）項(xiàng)目執(zhí)行中，由組成員分工聽課、發(fā)放調(diào)查問卷，對新型教學(xué)模式進(jìn)行監(jiān)控，必要時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
二、案例驅(qū)動教學(xué)的新舉措
1.教學(xué)思路上，由傳統(tǒng)的“知識點(diǎn)講解型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤鞍咐?qū)動型”，從而將實(shí)際生活及工程實(shí)踐中的材料力學(xué)問題融入學(xué)習(xí)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(zhì)時，結(jié)合古代“七根筷子”的故事；在講動應(yīng)力的概念時，引入飛針穿玻璃的例子；在講解提高彎曲強(qiáng)度的措施時，結(jié)合橋式起重機(jī)改造和家庭用晾衣架的設(shè)計；在講壓桿失穩(wěn)時，結(jié)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(qū)動的教學(xué)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展了學(xué)習(xí)的深度和廣度。
2.教學(xué)方法上，堅(jiān)持啟發(fā)式、參與式教學(xué)。根據(jù)具體情況有針對性地、循序漸進(jìn)地提出問題，如：在講軸向拉壓桿橫截面上的應(yīng)力時，首先提示學(xué)生關(guān)鍵是正應(yīng)力的分布；又提示應(yīng)力看不見摸不著，學(xué)生可以想到分析“變形”，因此進(jìn)行變形規(guī)律試驗(yàn)，且由表及里需要“平面假設(shè)”；進(jìn)一步提示需要“應(yīng)力―應(yīng)變”的胡克定律獲得應(yīng)力分布規(guī)律；隨后，由靜平衡方程，推出正應(yīng)力公式；當(dāng)然，最后還需要學(xué)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(xué)生會對這一部分內(nèi)容很有興趣，并對知識的來龍去脈有了清晰的認(rèn)識。同時，為節(jié)省出課時用于案例研究，教學(xué)內(nèi)容上采用類比方法及框圖的方式歸納總結(jié)各部分間的關(guān)系。
3.在教學(xué)形式上，選取一些具有承前啟后性質(zhì)的章節(jié)，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，這個過程中學(xué)生之間可以互相質(zhì)疑、糾錯、指正。同時，案例教學(xué)過程中，將學(xué)生分成幾個學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行分工討論交流，并利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源查閱資料，提出案例問題的解決方案、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并最終撰寫總結(jié)報告、進(jìn)行答辯。
4.課程結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，為進(jìn)一步改進(jìn)課程的教學(xué)積累了寶貴的資料。問卷設(shè)置問題包括：課程授課形式、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容、案例大作業(yè)難度、學(xué)生學(xué)習(xí)感受及意見和建議等方面。其中，關(guān)于“研究性大作業(yè)的設(shè)置頻率”，大部分同學(xué)認(rèn)為合適的頻率為“每章一次”或“更少”。至于研究性學(xué)習(xí)過程中“最大的困難”，約10%的學(xué)生選擇“沒有時間完成討論題”，約17%的學(xué)生認(rèn)為“不知道如何解決”，超過半數(shù)的同學(xué)選擇“不知道解決方案應(yīng)該做到什么程度”，這表明大多數(shù)學(xué)生能夠及時掌握課堂授課知識，并能學(xué)以致用，同時也正反映出案例的開放性，另有約7%的學(xué)生認(rèn)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(guān)于案例驅(qū)動式教學(xué)的“課堂效果”，接近3/4的學(xué)生認(rèn)為“好”，學(xué)生評價研究性課堂不僅能夠提高他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情，且增強(qiáng)了應(yīng)用這門課的知識解決實(shí)際問題的能力。
三、結(jié)語
經(jīng)過連續(xù)多個學(xué)期的改革實(shí)踐檢驗(yàn)表明，這種教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬學(xué)生的知識視野，增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力，因而取得了較好的課堂內(nèi)外教學(xué)效果。通過在此提出兩點(diǎn)建議：（1）在教學(xué)過程中引入工程案例進(jìn)行分析、討論，勢必占用課時，因此，為更好地保證教學(xué)效果，必須精心選取工程案例，同時合理劃分學(xué)時計劃；（2）為成功實(shí)現(xiàn)基于案例驅(qū)動的教學(xué)形式，需要重點(diǎn)研究如何對課程的期末總成績進(jìn)行有效評價，尤其是各組案例大作業(yè)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(rèn)為需要多個案例大作業(yè)分階段考察，且每組人數(shù)限制在2―3人左右，并明確每個成員具體的貢獻(xiàn)。
[摘 要]案例教學(xué)是一種有效的教學(xué)方法。通過將案例引入材料力學(xué)課程的教學(xué)，課堂上的互動氛圍活躍了，講授理論時學(xué)員的注意力也更集中。在案例教學(xué)中要注意兩點(diǎn)：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(xué)員分析的案例要提前布置，而且難度不能太大。學(xué)員是從學(xué)校到學(xué)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(xué)員一段時間，更重要的是會打消學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。
[關(guān)鍵詞]材料力學(xué)；沖擊載荷；案例教學(xué)
目前材料力學(xué)課程教材中的例題或習(xí)題，多是簡化好的力學(xué)模型，學(xué)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(xué)員，感到學(xué)習(xí)的理論和實(shí)際是脫節(jié)的，所以根據(jù)課程特點(diǎn)采用案例教學(xué)是一種有效的方法，可拉近課程和學(xué)員的距離。這不僅可以激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性，更重要的是使學(xué)員對力學(xué)知識的用途有更深層的認(rèn)識，可提高學(xué)員的力學(xué)建模能力。本文以沖擊載荷為例，介紹案例教學(xué)的具體實(shí)施步驟，然后總結(jié)材料力學(xué)案例庫的建設(shè)。
一、案例教學(xué)的步驟
沖擊載荷是材料力學(xué)課程動載荷章節(jié)中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，采用案例教學(xué)法，分四步組織教學(xué)。
（一）案例呈現(xiàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)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(xiàng)目出現(xiàn)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(jìn)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(jīng)過全面檢查，孩子沒有大礙。
（二）提出問題，探索理論依據(jù)
問題：試建立力學(xué)模型，分析事故原因。
分析人和繩組成的系統(tǒng)，人為沖擊物體，繩為被沖擊物體。根據(jù)人與繩的特點(diǎn)，提出基本假設(shè)：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(yùn)動時，對繩沒有作用，當(dāng)下落高度和繩的長度相等時，人對繩有沖擊作用，認(rèn)為人和繩共同運(yùn)動，即沖擊物體和被沖擊物體接觸后共同運(yùn)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(diǎn)是持續(xù)時間短，沖擊力隨時間的變化難以準(zhǔn)確分析，其精確計算十分困難，一般采取近似方法，認(rèn)為沖擊過程中只有機(jī)械能和變形能的轉(zhuǎn)換，忽略其它能量的損耗，如不發(fā)聲、不發(fā)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(shè)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(xué)教材中習(xí)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(shù)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(jù)動應(yīng)力的計算分析，說明繩索動應(yīng)力超出允許范圍，導(dǎo)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?yàn)棣t偏大，導(dǎo)致Δd增大；可能選擇了剛度夠，但偏長的繩索，導(dǎo)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(dǎo)致繩索動變形過大（超過設(shè)定值），工作人員可能忽略此點(diǎn)，導(dǎo)致事件發(fā)生的原因。
建議：正規(guī)的蹦極設(shè)施具備不同規(guī)格的彈性繩索（一般按伸縮長度、拉伸剛度來標(biāo)定），這些繩索事先經(jīng)過專門測試并貼有規(guī)格標(biāo)簽。蹦極前要認(rèn)真查看繩索的規(guī)格，選擇與自己體重相適應(yīng)的彈性繩。
二、案例庫的建設(shè)
通過案例教學(xué)的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)員的學(xué)習(xí)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(jù)，避免今后親身體驗(yàn)時出現(xiàn)同類事情。學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的意識有所增強(qiáng)，比如講授組合變形時，學(xué)員就提出絲錐攻絲時絲錐折斷的問題，比薩斜塔不倒的現(xiàn)象，講授壓桿穩(wěn)定時，提出銀槍刺喉的雜技。學(xué)員建立力學(xué)模型、分析問題的能力有所提高，絲錐折斷的例子在扭轉(zhuǎn)變形時提出，講到組合變形時，學(xué)員自己就想到當(dāng)時分析的不足。學(xué)員提出切身體會的例子，如訓(xùn)練中有時會看到或聽到學(xué)員骨折，班里某某學(xué)員提出訓(xùn)練時腿骨骨折的問題，通過分析學(xué)員真正感受到力學(xué)知識的學(xué)習(xí)可以使平時訓(xùn)練更科學(xué)。
因此通過調(diào)研、收集分析案例，將積累的案例建成案例庫，供教員和學(xué)員應(yīng)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(xué)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(xué)員、管理學(xué)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(kuò)展內(nèi)容或思考。管理案例功能是修改或刪除；選用案例是為學(xué)員選擇具體哪些案例供學(xué)習(xí)和參考，也可選擇具體案例中的背景、問題，等學(xué)員分析上傳報告后，再選擇原因分析、擴(kuò)展思考問題等模塊，供對比和完善自己的分析報告。評價學(xué)員是對學(xué)員上傳的報告，及時給予批閱，提出修改建議。管理學(xué)員是對授課班次中的學(xué)員，授予其使用案例庫的權(quán)限。學(xué)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(jié)
通過將案例引入材料力學(xué)課程的教學(xué)，課堂上的互動氛圍活躍了，講授理論時學(xué)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(shù)也多了，總之學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性提高了，這說明學(xué)員是愿意接受挑戰(zhàn)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(xué)是一種有效的教學(xué)方法，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在案例教學(xué)中要注意兩點(diǎn)：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(xué)員分析的案例要提前布置，而且難度不能太大。由于學(xué)員是從學(xué)校到學(xué)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(xué)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(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。
[摘 要]項(xiàng)目組依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，設(shè)計了信息化環(huán)境下材料力學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)，開展了教學(xué)實(shí)踐，并Ψ轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果進(jìn)行了總結(jié)和反思，探索了在現(xiàn)代教育理論的指導(dǎo)下，如何充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。
[關(guān)鍵詞]信息化；材料力學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)實(shí)踐
材料力學(xué)課程作為我校機(jī)械類各專業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)的目的在于為后續(xù)課程以及未來的工作搭建一個扎實(shí)穩(wěn)固的基礎(chǔ)性支撐平臺。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，教育信息化的普及，材料力學(xué)課程的教學(xué)模式應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)榘褜W(xué)習(xí)的主動權(quán)放給學(xué)生，充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。
筆者依據(jù)建構(gòu)主義理論，設(shè)計了信息化環(huán)境下材料力學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)，開展了兩次翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐，探索了在現(xiàn)代教育理論的指導(dǎo)下，如何充分利用信息資源，優(yōu)化課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的自主協(xié)作學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。
一、信息化環(huán)境下材料力學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐
（一）信息化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)
有豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源作為支撐，才能更好地開展信息化環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)，保證翻轉(zhuǎn)課堂的順利實(shí)施。本課程搭建了在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和課程網(wǎng)站。
在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上有24個一級欄目，包括教師授課的教學(xué)課件、教學(xué)日歷、教學(xué)筆記、翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)任務(wù)書、形成性評價成績等欄目，并對全校學(xué)生全方位開放。另外平臺上有教學(xué)郵箱、答疑討論等欄目，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間及時的信息交流互動，充分營造了交流討論的學(xué)習(xí)氛圍，保證了教師能夠及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題，及時對學(xué)生學(xué)習(xí)的指引，使學(xué)生充分把握自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程與狀態(tài)。
課程網(wǎng)站有17個一級欄目，有教師的全程授課錄像、自學(xué)輔導(dǎo)系統(tǒng)、考研加油站等。兩套網(wǎng)絡(luò)資源彼此配搭，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了信息豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。
（二）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定
教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定以學(xué)生為中心，充分考慮如何引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生進(jìn)行更高層次的學(xué)習(xí)，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生全方位的發(fā)展。
各環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計：
1.基本概念知識點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計：強(qiáng)化課程的基本概念，幫助學(xué)生建立學(xué)科基礎(chǔ)。
2.建立知識點(diǎn)之間邏輯關(guān)系的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計：通過發(fā)現(xiàn)和探索各知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、洞察事物本質(zhì)的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。
3.擴(kuò)展知識點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計：將已經(jīng)內(nèi)化為學(xué)生已有知識的知識點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展、推廣、延伸，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。
（三）信息化環(huán)境下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動設(shè)計及實(shí)施
1.課前學(xué)習(xí)活動
根據(jù)學(xué)生平日里的課堂表現(xiàn)與作業(yè)完成情況，在充分了解學(xué)生過往的學(xué)習(xí)狀態(tài)和目前的學(xué)習(xí)情況下，將學(xué)生進(jìn)行分組。分組的原則基本上是自由組合，每一組4-5人。組內(nèi)成員確定一位學(xué)，組長的職責(zé)是管理督促本組組員，并負(fù)責(zé)老師與學(xué)生之間的雙向溝通。
教師將設(shè)定好的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)單，連同學(xué)習(xí)資源指引一并公示在教學(xué)平臺上，指導(dǎo)學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)。組長在課余時間組織小組同學(xué)首先學(xué)習(xí)老師設(shè)計的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)單，清楚明白任務(wù)后，組織本組同學(xué)學(xué)習(xí)教師提供的視頻資料、授課課件，并查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，形成小組學(xué)習(xí)報告，將小組在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑、問題形成學(xué)習(xí)報告一同提交在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。教師審閱學(xué)生的學(xué)習(xí)報告，并針對學(xué)習(xí)報告反映出來的問題給出進(jìn)一步學(xué)習(xí)的建議和指導(dǎo)。同時教師研究學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑問題并進(jìn)行歸類整理，找出共性問題以及需要特殊指導(dǎo)的個性問題。將個性問題在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的答疑討論欄目與小組成員進(jìn)行交流討論，教師一般是繼續(xù)給出問題，指引學(xué)生查閱哪些資料，引起學(xué)生的思考，而不給出明確的解答。
小組同學(xué)針對老師的建議進(jìn)行第二輪的學(xué)習(xí)，修改小組學(xué)習(xí)報告，重新梳理學(xué)習(xí)過程中的困惑疑問。小組整理第二輪學(xué)習(xí)報告提交。教師再一次審閱報告，梳理學(xué)生的疑問。在這一次的審閱中，教師基本上掌握了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，了解了學(xué)生的困惑，清楚明白應(yīng)該向哪個方向引導(dǎo)學(xué)生的討論，擁有了為下一步課堂交流活動進(jìn)行設(shè)計的依據(jù)。
2.課中交流討論
由于上課前教師將學(xué)生產(chǎn)生的疑問進(jìn)行了整理，課堂交流討論環(huán)節(jié)就能比較有針對性地引導(dǎo)學(xué)生解決疑問，幫助學(xué)生完成知識的內(nèi)化，促進(jìn)更高層次的推理思維的養(yǎng)成。
課堂交流環(huán)節(jié)按學(xué)習(xí)小組進(jìn)行，教師根據(jù)學(xué)生的分組名單隨機(jī)抽取一位學(xué)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(xué)針對學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問困惑、講課過程中產(chǎn)生的新疑問、講課組的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)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(xué)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(xué)的課堂表現(xiàn)、討論情況、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行總結(jié)評價。
教師對本次翻轉(zhuǎn)課堂的效果進(jìn)行總結(jié)，并對學(xué)生提出的問題做進(jìn)一步的分析、闡述、解疑。由于經(jīng)歷了課前兩輪的學(xué)習(xí)以及學(xué)生之間的交流討論，學(xué)生剩下的疑問也就很少了，再通過教師稍微的點(diǎn)撥學(xué)生的疑問就全解決了。
3.課后總結(jié)反思
課程結(jié)束后，教師問卷調(diào)查，讓學(xué)生自己總結(jié)、反思在本次翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)中有哪些收獲，翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)形式鍛煉了自己哪些方面的能力，對比其他同學(xué)，自己在哪些方面做得好，在哪些方面存在不足，在未來的學(xué)習(xí)與人生成長中，自己應(yīng)該在哪些方面有所突破，應(yīng)如何克服自己的弱項(xiàng)，如何提高自己與他人之間的交流、溝通、表達(dá)能力。
4.學(xué)習(xí)效果評價
開課起初成立翻轉(zhuǎn)課堂評價小組，小組成員由兩個班的班長、課代表、學(xué)習(xí)委員、學(xué)生代表組成。教師要求評價小組首先制訂評價標(biāo)準(zhǔn)，提交給教師，教師提出修改意見，評價小組再進(jìn)行改進(jìn)，直到設(shè)計出能夠全面評價學(xué)習(xí)狀態(tài)與學(xué)習(xí)效果的翻轉(zhuǎn)課堂評價方法。
摘要：為培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和應(yīng)用能力，在材料力學(xué)課程教學(xué)中設(shè)計大作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型簡化、分析計算、設(shè)計測試方案、測試數(shù)據(jù)處理等，與課程理論緊密聯(lián)系，鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)。以張弦桁架張拉分析為例，從大作業(yè)要求、簡要分析和案例小結(jié)三個方面，細(xì)述大作業(yè)實(shí)施過程。最后對教學(xué)實(shí)踐中的一些細(xì)節(jié)及大作業(yè)教學(xué)實(shí)踐價值進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；大作業(yè)；教學(xué)方法；工程應(yīng)用
材料力學(xué)課程是工科院校機(jī)械工程等較多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的特點(diǎn)是理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)并且與工程實(shí)際緊密聯(lián)系，如何將材料力學(xué)課程教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力相結(jié)合具有重要意義。近年來，隨著高校教育教學(xué)改革的不斷深入與廣大教師的不斷實(shí)踐，越來越重視學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1-6]。筆者在教學(xué)實(shí)踐中將工程實(shí)踐知識與學(xué)生動手能力和實(shí)際應(yīng)用能力相結(jié)合，開發(fā)緊密聯(lián)系工程的課程大作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生對材料力學(xué)課程知識的綜合應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)。
一、材料力學(xué)大作業(yè)的教學(xué)設(shè)計
大作業(yè)的設(shè)計一般要求結(jié)合一定工程背景，提供相應(yīng)圖紙、參數(shù)、工作原理等，鍛煉學(xué)生讀懂圖紙、提煉力學(xué)模型的能力；大作業(yè)的內(nèi)容結(jié)合專業(yè)知識、工程實(shí)例或相關(guān)后續(xù)課程，列出一定的參考書及參考文獻(xiàn)，需要學(xué)生學(xué)會閱讀，自主學(xué)習(xí)；大作業(yè)的設(shè)計最好采取開放式的結(jié)論，給定設(shè)計參數(shù)讓學(xué)生分析研究方案，或給定必要功能進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)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(jié)構(gòu)張拉應(yīng)力測試與分析案例。某體育館張弦桁架屋蓋結(jié)構(gòu)，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(jī)構(gòu)收緊張弦AB，使屋蓋主桁架DABE起拱至設(shè)計高度，屋蓋成形。
2.作業(yè)要求。①某一榀桁架簡化為平面桁架，由設(shè)計圖紙給定各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。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(shù)。②求解該超靜定結(jié)構(gòu)。假設(shè)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(jié)點(diǎn)應(yīng)力及跨中撓度由實(shí)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(xué)知識分析，該結(jié)構(gòu)可簡化為一次超靜定結(jié)構(gòu)，去除張弦得到其靜定基如圖2。
變形協(xié)調(diào)條件為重力和張力共同作用下U■點(diǎn)的撓度為零，即可求得張弦的張力與重力之間的關(guān)系。
4.案例小結(jié)。這是一個實(shí)際工程問題，考查了學(xué)生以下方面的知識和能力：（1）考查了學(xué)生對超靜定結(jié)構(gòu)的分析能力，和解決超靜定問題的能力。（2）該案例是工程實(shí)際問題的簡化模型，但實(shí)測數(shù)據(jù)來自工程，在理論分析與工程測試之間的關(guān)系上，考查學(xué)生綜合分析解決問題的能力。（3）由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于張弦結(jié)構(gòu)、張弦施工、胎架等工程問題，學(xué)生沒有接觸過，考查了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和理解能力。
二、材料力學(xué)大作業(yè)的實(shí)踐價值
材料力學(xué)大作業(yè)的教學(xué)實(shí)踐引入了大量工程問題，引導(dǎo)學(xué)生在模型簡化、設(shè)計圖紙解讀、試驗(yàn)方案等方面學(xué)習(xí)工程知識的同時，進(jìn)一步加深理解了材料力學(xué)課程與工程應(yīng)用的聯(lián)系。材料力學(xué)大作業(yè)的實(shí)施讓學(xué)生充分認(rèn)識到材料力學(xué)作為基本理論分析手段在工程應(yīng)用中的重要性。由于條件限制，不可能讓很多同學(xué)參與工程項(xiàng)目研究；并且學(xué)生還沒有有限元基礎(chǔ)，分析手段略有欠缺，但通過對實(shí)測數(shù)據(jù)的分析與處理，同樣起到鍛煉學(xué)生分析解決問題的能力。在材料力學(xué)課程教學(xué)過程中，結(jié)合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是當(dāng)代大學(xué)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(xué)過程中的一個小的實(shí)踐，在結(jié)合工程實(shí)際合理選題、優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容與課外學(xué)習(xí)之間的關(guān)系、培養(yǎng)和調(diào)動學(xué)生參與積極性等方面還需要不斷改進(jìn)，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。