基于材料力学大作业的课程综合训练环节探索
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摘 要 基于现阶段材料力学课程考核形式单一，且缺乏综合训练环节的现状，通过在课程末期设置材料力学大作业，进行了教学改革实验。大作业为课程的必要考核环节，作业成绩以20%的比重计入课程总成绩。大作业以较简单的工程结构为载体，要求学生自行进行力学简化建模，并综合运用材料力学中基本变形、强度刚度及稳定性分析等知识，完成结构的可靠性分析。文中介绍了我校大作业设置的基本原则，两学期教学实验效果以及后续在题目设置方面的几点反思。
关键词 材料力学 大作业 考核 综合训练
中图分类号：G642 文献标识码：A
0引言
材料力学课程是包括机械、材料、土木及航空航天等众多工科类专业本科生的重要专业基础课程。该课程讲授工程结构强度、刚度及稳定性分析的基本方法并建立工程结构与力学模型之间的桥梁。对于不同专业学生而言是后续机械设计、钢结构及汽车构造等专业课程的重要支撑。只有较好的掌握了材料力学课程的基本知识和方法，才能深入理解后续各类结构设计中的可靠性问题。可以说材料力学课程学得是否扎实是一名工科学生工科素养好坏的重要评判指标。
1现阶段材料力学课程存在的几点问题
我国各大院校材料力学课程开设已久，受众广泛，在几十年的发展过程中已经形成了较完备的课堂教学内容体系。也有知识点涵盖广，讲解细致深入，例题多样的几套经典教材，例如刘鸿文版、单祖辉版材料力学教材等。但材料力学课程仍有一些缺陷需要改进，主要体现在如下几个方面：
（1）材料力学课程知识点多，从基本变形到组合变形，从强度分析到稳定性计算，涉及内力、应力、变形等诸多知识点，学时一般较长（现阶段常见学时为64H），往往需要一个学期的时间搭建课程体系。学生在学习过程中容易学了后面的忘记前面的，课程结束后往往难以搭建完整的材料力学分析方法和概念体系。
（2）考核难度大，考试时长多为2小时，但要在2小时的试题量中照顾所有知识点，还有做到重点突出，概念判别、理论分析及校核计算并重，几乎不可能。
（3）不像机械设计等课程有课程设计环节，几乎没有实际锻炼的机会，对结构力学简化及建模的能力仅限于书本例题和部分习题，学生灵活运用课程知识的能力较差，即使学的很好也不代表其具有较好的知识应用能力。
（4）课程体系从考核环节看来，不符合工程专业认证需求。2013年我国成为《华盛顿协议》的预备会员国，这意味着我国本科教育将越发重视学生工程实践能力。材料力学课程作为重要的专业基础课，在课程教学环节几乎没有针对学生综合运用课程知识阅读工程问题，并完成建模分析的训练和考核环节。所有课后习题和考试试题大都针对某一章具体知识点，无法对学生应用课程知识阅读工程实践的能力进行较全面的考核。
2基于材料力学大作业的课程综合训练环节
针对以上提出的几点问题，我校对64H材料力学课程所有班级均在课程结束前1-2周增设了大作业环节，现将其基本情况介绍如下：
（1）目的：通过在学期期末布置材料力学大作业，促使和激发学生综合应用本学期材料力学知识，分析工程结构的可靠性等问题;通过自学及与教师讨论等方式完成结构的力学建模和分析，使得其知识应用能力和得到锻炼;丰富材料力学课程的考核体系。
（2）考核方式及比重：为尽量避免学生大作业题目重复，我校工程力学系每一位教师出1-2道大作业题目，每学期题目总数为10-15道，各学生分散选择题。材料力学大作业占总体考核比重的20%，按优秀、良好、中等和不及格计成绩（平时作业和考勤占20%，期末考试占60%）。
（3）大作业题目设置原则：题目以工程中较为简单的工程结构为载体，基本要求包含以下几点：①结构的可靠性涵盖强度、刚度及稳定性问题中的2种以上;②涉及的变形包含拉压、扭转、弯曲及组合变形中的2种以上;③结构易于简化不涉及其他机电液等学生尚未学习得内容;④对于可预计的学生较难理解或较难简化的部分应该出必要的注释和引导信息。
通过设置材料力学大作业能在以下几方面对人才培养形成支撑：（1）可以帮组学生更深度理解后续专业课程中各类结构的可靠性问题;（2）可以帮助学生融汇材料力学中大部分的知识点，提升学生工程结构力学建模能力。
3实施效果与反思
通过两个学期的实践，教学效果总体较好，主要表现在以下几个方面：（1）绝大多数学生乐于接受这样的考核方式，学习积极性较高，能主动在图书馆或网络查找相关资料;（2）学生提交的作业反应学生有很大的主观能动性，往往一个班级3个同学选同一题目，但3份作业差别较大，每一个人都能从自己的角度发现结构的可靠性问题，虽然有的并非必要，但反映学生在反复阅读结构后以能自行对其可靠性提出质疑;（3）学生对待作业的态度大大超出教师预想，绝大多数同学能完整规范的表达自己的分析过程，图表算式等的齐备和规范程度较好。
同时也发现以下几点问题需要在后续教学中改进：（1）题目设计有时比较随意，或过于笼统不便于学生下手，或过于简单知识涵盖面不足;（2）题目设置的专业针对性不强，后续考虑针对不同专业，与该专业的专业课程老师充分交流，提炼一批有针对性、可简化、大二学生能理解的有专业背景的结构，作为不同专业材料力学大作业的载体。
参考文献
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