浅谈《材料力学》课程教学改革

基于OBE理念职业本科“材料力学”课程教学改革作者：田宁来源：《科技风》2024年第12期摘要：本文以职业本科“材料力学”课程为载体，结合发展中遇到的问题，探索职业本科课程如何在OBE理念的指导下进行教学设计，并将OBE理念贯穿于教学设计的各个环节。

对职业本科发展进行了改革与探索，并确定课程目标、改革陈旧的教学模式、改进课程的教学方法和对课程教学评价进行多元化设计。

上述改进可以明显改善学生学习的积极性并提升学生职业能力和操作技能，这为OBE理念在职业本科教学改革中应用提供良好的借鉴。

关键词：职业本科；材料力学；OBE理念在经济转型和产业结构调整的大背景下，我国制造业高端技术人才需求缺口量巨大，仅依靠应用型本科及部分高职院校培养高端技术人才远远达不到社会发展的需求，这不利于社会转型升级发展［1］。

在此背景下，我國十分重视职业本科教育的发展，力争建设一批高水平职业本科院校和专业［2］。

因此，可以看出职业本科院校是我国高等教育的重要一环，可以完善我国现代职业教育体系，其使命是培养适合经济转型和产业结构调整的高层次技术人才。

我国职业本科试点是由2019年６月开始，到目前为止只有4年时间［3］。

虽然我国对职业本科人才的培养进行了积极的探索，但相关经验积累较少，在意识、制度、方法、社会氛围等多个维度与国外发达国家具有较大的差距［4］。

“材料力学”课程在课程体系起着承上启下的作用，是大多数工科专业的必需课程，但该课程在大多职业本科院校中存在教学目标不清晰、教学方式单一、教学评价形式化等诸多问题，加上这门课程本身概念抽象、内容繁杂、公式复杂，造成学生学习困难，不能很好地完成教学目标［56］。

OBE（OutcomebasedEducation）又称学习成果导向教育理念，是由美国教育家（SpadyW.G）于20世纪80年代提出，随后该理论被欧美等国家重视，并在普通教育中应用，经过不断发展，OBE形成了比较完整的理论基础，其成果导向教育理念受到各国学者的重视和推崇，并且逐渐成为教育改革领域的主流理念［78］。

材料力学实验教学改革的实践与探讨[摘要] 为适应社会经济发展对人才的需求,针对目前材料力学实验教学普遍存在的弊端,我们提出必须重视实验教学,必须对材料力学实验教学中存在的问题进行改革,以提高实验教学质量,培养学生的实践能力和提高学生的综合素质。

[关键词] 材料力学实验教学改革实践能力材料力学是工科专业的一门重要专业基础课,材料力学实验是材料力学课程教学的重要组成部份,是检验理论正确程度和解决实际问题的依据,是培养学生动手能力和创新能力的重要环节。

随着社会的不断发展,对人才要求越来越高。

现行的实验教学内容、教学方法已经不能满足我们培养具有“基础知识扎实、知识面广、有较好的创新能力和解决工程实际问题能力”的应用型人才目标的要求,必须进行改革。

一、材料力学实验教学中存在的主要问题目前,材料力学实验教学中存在的主要问题是学生学习兴趣不大,积极性不高,动手能力差,以应付式的心态来对待实验课程,等等。

具体原因有以下几个方面:(1)学生对实验教学的重要性认识不足,存在“重理论、轻实践”的错误观念。

他们认为实验只是对所学理论知识的验证,实验课中能完成实验任务就行了。

存在着上实验课态度不够端正,实验报告互相抄袭,实验数据不完整等现象。

(2)实验仪器缺乏,实验教学条件有限。

造成许多实验无法开展,只能由教师做实验、学生看实验的被动局面。

(3)实验教学内容单一,结构失衡,缺乏设计性和综合性实验。

(4)传统的实验教学方式和方法缺乏科学性,学生对实验课兴趣不高,导致动手能力不强。

(5)实验教学目的与实践要求偏离甚远,学生所学的材料力学知识与工程实际严重脱节,不能很好地发挥实验教学对理论教学的辅助作用。

(6)实验指导书的内容过于详细,学生只需按指导书上的实验步骤一步步地操作就能完成实验,始终处于被动学习的状态,不利于发挥学生的创造力。

(7)实验教学考核体系不科学。

二、材料力学实验教学改革的实践与探索1.正确认识材料力学实验教学的重要性科学实验是科学理论的源泉,转变实验教学观念是实验教学改革的核心。

《材料力学》——“以学为中心”的混合式课程思政教学设计课程简介《材料力学》是土木、机械、交通、航空航天、材料、采矿等工科专业的一门重要的技术基础课，主要研究材料的力学性质及杆件的承载力问题。

它的理论、概念、方法对工程设计、科学研究和后续课程的学习是必不可少的，在上述专业的教学计划中占有重要的地位。

课程要求学生在掌握基本概念、基本方法的基础上，具有一定的解决实际问题及创新的能力，同时培养学生一定的科学研究素养和工程素养。

近年来，针对课程概念抽象、公式繁多、内容枯燥的特点，以及部分学生学习动力不足、自主学习能力欠佳的情况，任课教师开展了基于信息化技术的以学为中心的混合式教学改革，积累了一定的信息化教学经验，提升了教学效果，也为本次疫情期间的在线教学打下了良好的基础。

学情分析学情分析发现的问题与对策为了了解学生学习状况、对教学模式的意见和要求、存在的困惑和问题等，任课教师通过学习通问卷功能开展了学生调研，对学生的困惑及时回复，对合理的建议积极采纳，持续改进教学。

例如：根据学生对板书式讲解的需求，网购了手机拍摄支架，采用手写讲解+手机拍摄+手机屏幕共享的在线直播方式，受到学生的好评。

教学模式疫情期间的混合式教学模式基于前期学情分析，在充分考虑线上教学特点、课程特点和技术条件的基础上，采用了异步自学+同步授课的线上混合式教学模式。

确定混合式教学的出发点是：激发学习动机，提高学习兴趣，在内化知识的基础上，增强学生知识迁移能力，提高解决实际工程问题的能力。

同时强化在线学习过程和多元考核评价，从而实现与线下课堂教学效果的“实质等效”。

信息化平台基于信息化教学平台选用原则，综合考虑课程特点、学情分析、学习目标、技术条件以及前期工作基础，确定了超星学习通智慧学习平台+ZOOM会议直播平台+QQ群的信息化线上教学平台方案。

平台选用原则1.平台选择前应首先确定线上教学方式：异步自学+异步互动还是异步自学+同步互动。

教学方式的不同，决定了是否需要直播平台；2.线上平台以简单、实用、方便、稳定，且能有效保证教学质量，促使学习真正发生为原则；3.教学平台应能实现提供资源，有效互动，学习管理和全面评价等功能；4.平台选择时考虑已有学习平台及资源的建设情况，且能提供必要教学资源开展线上教学；5.若要直播教学，则应通过测试对比，选择操作简单，容易上手，界面友好，流畅稳定的直播教学平台。

一、课程介绍《材料力学》是机械相关专业必修的专业基础课，主要分析承载构件在弹性范围内的强度、刚度和稳定性问题，在机械相关专业本科生培养体系中起到了关键的承前启后作用，对本科生认识、分析、解决工程力学的问题具有重要意义，属于培养体系中的核心课程。

本课程在给学生讲授力学理论知识的同时，培养学生的工程素养、科研伦理道德、工匠精神和社会责任感。

《材料力学》课程建设一直受校、院重点关注，目前已在“e会学”等平台上线。

课程建设已取得丰硕成果，目前本课程已被评为省“精品线下课程”、“大型开放网络课程”、“精品资源共享课程”，同时新编《材料力学》课程教材一部，待出版，本课程已申报一流本科课程，结果待公布。

二、课程特色与创新1、课程特色（1）课程思政，育人为先。

用好课堂教学这个主渠道，与思政课程同向同行，构建全员全程全方位育人大格局，有效实现了课程思政元素与理论课程教学内容有机融合；课程思政元素与学生培养过程密切关联，课程思政案例促进了学生底线思维的养成、学术道德及工匠精神的培育。

（2）既见树木，又见森林。

课堂教学侧重理清概念、公式的来龙去脉、差异性、关联性，搭建由点及线、由线及面的立体知识体系。

（3）循序递进，能力养成。

课堂教学从精心设计的问题或专题开始，激发学生探索热情，将新知识抽丝剥茧，层层递进展开，完成知识的内化、迁移，实现学生的能力提升。

（4）精准分析，因材施教。

结合学生线上云课堂的学习情况，应用数据分析技术进行精细化分析，找出学生的知识盲点及薄弱环节。

2、教学改革创新点（1）教学目标上，构建“三位一体”课程教学目标，提高学生的综合素养；（2）教学内容上，结合时代前沿，将力学最新的成果适当引入课程教学中，拓宽学生的视野；（3）教学方式上，从问题出发，理清解决的思路和方法，由浅入深、层层递进完成知识的迁移，着力培养懂知识会应用的人才。

（4）教学思路上，承前启后，充分利用前修课程如高等数学等知识的应用，促进前修课程的实际应用；启后侧重将后修课程如机械设计中的关联问题引入，在材料力学的讲授中给出解决思路，从而促进后修课程的学习兴趣和掌握。

新工科背景下材料力学课程教学方法的创新与研究一、新工科背景下的教育理念新工科教育强调跨学科、跨专业的综合性教学，重视学科融合和学习者能力培养。

在这样的教育理念下，材料力学课程需要更加注重学科之间的联系和学科之间的融合。

材料力学不再是一个独立的学科，而是与工程实践、设计等学科相互联系，共同培养学生的综合能力。

在这样的背景下，材料力学课程教学方法需要从单一的知识传授模式转变为能力培养和实践能力培养的模式，注重学生的实际操作能力和工程实践能力的培养。

二、新工科背景下材料力学课程教学方法的创新1. 课程内容的更新在新工科背景下，材料力学课程的内容应该与工程实践相结合，更加贴近实际工程应用。

不仅要传授材料力学的基本理论知识，还要结合工程实例，引导学生将理论知识运用到实际工程问题中去。

还可以融入一些新兴的材料科学理论和技术，如纳米材料、复合材料等，让学生了解最新的材料科学发展，培养学生的创新意识。

2. 教学方法的变革在新工科背景下，传统的教学方法已经不能满足工程教育的需要。

材料力学课程的教学方法需要更加注重学生的实际操作能力和工程实践能力的培养。

可以采用案例教学、项目驱动教学等方法，让学生通过实际工程实例来学习材料力学知识，引导学生运用所学知识解决实际工程问题。

还可以采用互动式教学、小组合作学习等方法，培养学生的团队合作能力和创新能力。

3. 实践环节的增加新工科背景下，材料力学课程应该增加更多的实践环节，让学生通过实际操作来了解材料力学的理论知识。

可以组织实验课、实习课、工程实训等活动，让学生通过实际操作来感受材料力学的魅力，培养学生的实际操作能力和工程实践能力。

三、新工科背景下材料力学课程教学方法的研究1. 教学资源的整合在新工科背景下，材料力学课程的教学资源需要进行整合和优化。

可以利用互联网和多媒体技术，构建一个完整的教学资源平台，提供丰富的学习资源和实践资源。

还可以邀请工程实践专家和企业技术人员来进行讲座和授课，为学生提供更加专业的教学资源。

《材料力学》教学改革中加强素质教育及培养创新能力的研究与实践摘要：按照新的土木工程培养方案的要求，结合本人独特的观点，在改进教学方法和手段、改进考核方式、改进和完善试验课程教学指导讲义等方面进行了探讨。

关键词：材料力学；教学大纲；考核材料力学是一门专业基础课[1]，是基础课和专业课之间的桥梁，一方面它以高等数学、物理学和理论力学等课程为基础，另一方面，它又是其它专业基础课（如结构力学、弹性力学等）和专业课（钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础等）的基础。

材料力学这门课程，不但为后续的专业设计课程（如钢结构设计、钢筋混凝土结构设计等）提供必需的基础知识和计算方法，而且其研究方法对工科学生在校和离校后的学习和工作，也有着重要的意义。

作者在材料力学教学中，结合本科学生的特点，对如何在教学中加强素质教育和培养创新能力进行了一些探索，取得了一定效果。

1.改进教学方法和手段传统的材料力学教学方法一般都是“黑板+ 粉笔”，讲得过多、过全、过细，耗费学时较多[2]。

在目前高等教育体制和课程设置改革的大背景下，材料力学的授课学时被大量削减，此时若还是按照传统教学方法进行授课，势必满足不了新的教学大纲要求，教学方法和手段必须改进。

在教学中，作者采取少而精的原则，将一些最重要、最基本的概念、理论和分析方法教给学生，始终坚持理论联系实际，将工程实际问题贯穿于理论知识的讲解中，并举一反三使学生尽快掌握这些内容，为以后节省学时奠定基础。

比如，在土木工程中常用到受压和受弯构件（如柱、梁、板），受扭构件则较少用到，所以对于土木专业来说，构件基本变形部分应以轴向拉（压）和弯曲变形为教学重点，对这部分内容的教学也比较详细。

又如，土木工程中的结构大都是超静定结构，这类结构的求解也应作为一个教学重点，需要反复举例演练，所选择的例题和作业最好也与专业相关。

这样不仅能够达到良好的教学效果，而且能够培养学生解决本专业工程实际问题的能力，为学生以后的工程实践打下基础。