下载文档原格式
2023年工程教育认证的材料力学性能教学改革2023年工程教育认证的材料力学性能教学改革随着科技的不断进步和社会经济的快速发展，材料科学与工程专业的人才需求越来越大。
然而，目前中国的材料力学性能教学存在一些问题，如课程体系不够完善、实验设计不够贴近工程实际、缺乏创新人才培养等。
因此，本文提出了一些具体的教学改革方案，希望在2023年工程教育认证时能够得到认可。
首先，针对材料力学性能课程体系不够完善的问题，建议增加相关领域课程，如非金属材料、高分子材料等。
同时，对课程内容进行深化和拓展，包括精细化和多层次的分析和设计，以及与新一代材料科学和应用的紧密结合。
通过实践和实验探索，让学生理解材料的内在结构与性能，提高其的知识与能力水平。
其次，解决实验设计不够贴近工程实际的问题。
建立与实际工程相结合的实验教学平台，学生在该平台上学习实验操作、数据处理、结果分析等。
同时，通过各类科技创新活动，鼓励学生积极参与，提高其创新意识和创新能力。
最后，需要重视创新人才培养的问题。
改变传统材料力学数学物理化学的“温水煮青蛙”式教育，开创创新型材料力学人才的培养模式，让学生能够独立思考和解决问题。
同时，注重学生的实践能力和企业实际需求，在课程内容安排中增加多种实践环节，鼓励学生参加科技竞赛，开发出具有实际应用价值的材料新产品和新技术。
综上所述，未来材料力学教学要结合实际应用，加强创新意识培养，贴近企业需求，注重实践环节的设计，增加实际运用的例证，促使学生通过理论课程的学习更好地掌握实际技能，从而提高毕业生的创新能力和就业竞争力，在2023年工程教育认证中得到更好的评价。
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］。
材料力学课堂教学改革探析摘要：《材料力学》作为工科高等院校的专业基础课，为后续课程的学习奠定基础。
本文主要从课堂教学内容与教学方法两个主要方面初步探讨改善材料力学教学效果的新途径，认为：在课堂教学中要保持理论教学与实验教学相结合；在教学方法上要合理运用多媒体以及充分发挥启发式教学所倡导的学生主体作用。
关键字：多媒体教学；启发式教学；教师主导作用；学生主体作用【中图分类号】g640材料力学是工科院校本科毕业生学习的重要基础课，它不仅是为后续课程的学习奠定一定的基础，而且与工程实际应用密切相关，具有很强的实用性。
然而，许多学生在学习材料力学时认为内容多而抽象，不易掌握，特别是由于不能清楚的理解材料力学特有的处理问题的方法而导致解题过程中困难重重，这在一定程度上削弱了学生学习材料力学的积极性。
为了调动学生学习材料力学的积极性，对其课堂教学内容与教学方法的改革极其必要，有助于培养出兼具理论知识与实践技能的较全面的高技术人才，为社会与经济的发展而服务，具有突出的社会现实意义[1]。
本文主要从课堂教学内容与教学方法两个方面探讨改善材料力学教学效果的新途径。
1、改善材料力学教学内容（1）改善理论教学内容材料力学内容抽象，推导与计算繁琐，这势必影响学生学习的积极性。
在课堂教学过程中结合工程实例可以让学生更加清楚的知道所学的知识的具体用途。
如在讲解强度概念时，引入重庆綦江彩虹桥破坏实例更加形象的说明强度是构件抵御破坏能力；讲解稳定性问题时，引入毁坏的高压电线塔实例使学生更加清楚的理解稳定性是描述构件保持原有平衡状态的能力。
在讲解轴向拉伸或压缩时，轴力正负的判断是教学重点也是学生理解的难点。
在理论力学中所学的判断受力正负的方法在这里已经不再适用，然而学生长时间学习形成的思维定势阻碍了其对轴力正负的理解。
如下图所示沿m-m截面将一段轴分为两部分，初学材料力学的学生以左右两部分为研究对象得到的轴力的正负往往不同，这就需要教师在讲解时重点强调轴力正负的判断不能沿用理论力学的判断方法，要向学生明确轴力的正负要看轴力是否指向截面的外法线方向相同，相同为正，相反为负。
浅谈工程力学\材料学新课程改革教学材料力学课程建设基础:天津大学材料力学课程建设具有优良传统，贾有权先生于50年代与杜庆华院士等人共同编写了我国第一部材料力学教材。
此后，又主编了我国第一部《材料力学实验》教材，为我国的材料力学课程建设做出了重要贡献。
一、教学改革1.1工作基础“九五”期间天津大学材料力学教研室积极开展材料力学教学内容和课程体系改革的研究与实践，是教育部《面向21世纪里学系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践》的主持单位之一；在《国家工科力学基础课程教学基地》建设中，天津大学材料力学课程建设进一步得到发展和加强，深入开展了教学内容与课程体系、教学方法与教学手段、实验室建设与实验内容、考试、考核方法等改革，以材料力学课程新体系为主要内容的《工科基础力学创新体系的建设与实践》2000年获天津市优秀教学成果一等奖，2001年获国家优秀教学成果二等奖。
学校与国家工科力学基础课程教学基地都十分重视《材料力学》的课程建设与教学改革。
近年来在政策与经费上给予了优先的考虑，对《材料力学》的精品课程建设，网络课程建设，多媒体课件，教改项目立项等都给予了大力的支持。
在实验室建设，实验仪器的更新，实验教学的改革方面学校都投入了大量的资金。
1.2教学内容材料力学课程改革简介《材料力学》是工科重要的基础课，该门课程从面向新世纪对工程技术人才培养的目标与要求出发，对教学内容与课程体系进行了改革，改革主要包括以下两个方面。
在教学方面，重组《材料力学》课程体系，突出了课程的任务，训练了学生用计算方法分析与解决工程问题的能力。
新课程体系打破了按基本变形小循环的编排方式，按知识单元重组课程内容，将雷同内容归并成章，达到触类旁通的效果。
新体系分为基础篇、扩展篇和接口篇，以适应不同类型专业对课程内容的需求。
接口篇引入反映近代科技成果的新内容，该篇采用研究型的学习方法，以培养学生的自学能力。
改革后的多模块化教学内容实现了精简学时因材施教，材料力学分为四种类型，（1）48学时(工程力学)，（2）64学时，（3）80学时，（4）96学时，可供不同工科的不同需求，提高了总体教学效率。
有关材料力学教学改革的探索与实践材料力学是机械类专业重要的技术基础课，对于培养学生今后从事专业知识的工作有极大的作用。
材料力学的教学质量提高始终是高等院校所重视的，长期以来同行进行了大量的教学实践及改革，效果显著。
学生在学习该课程时，存在一系列的问题，例如，学生反映虽然理论听懂了，也完成了基本的作业内容，初步掌握了材料力学的基本知识，但是运用材料力学知识进行创造性解决问题的能力仍然显得不足。
为此，我们结合多年的材料力学教学实践提出材料力学的教学改革方案措施。
作为引玉之砖，供同行参考。
1教学过程注重知识的产生原理及过程在人类长期的生产实践活动中，人们进行了大量的科学试验及归纳，总结出比较系统的材料力学知识，形成教科书上的基本知识。
材料力学教学教师在授课的过程中应该从知识产生的详细过程开始给学生进行深入细致的剖析。
课堂教学中对力学的基本概念产生的历史背景及渊源，当初科学家是如何提出所面临的材料力学问题及解决该问题过程，对材料力学的性质是如何研究的，要对学生进行详细的说明和解释。
科学家经过反复的实验及数据分析总结出的经典力学理论，最后又应用经典材料力学理论到实践过程中。
这样学生在掌握一个材料力学基本概念的时候，对概念的提出背景及原因，概念的内涵和外延及产生的过程和应用等都能够有更加深入的认识。
学生学习力学的知识就能够真正变成活的知识并且形象生动有趣，这样不但提高了学生理解力学基本概念和运用材料力学知识的能力，也在学习材料力学基本概念的时候真正感觉到了乐趣，体会到先辈们的优秀的思维品质，能够进一步激发学生对材料力学知识的深入思考。
书本上以前看起来枯燥乏味的知识就能变成为活的知识。
进而真正内化到学生的头脑，对知识的理解程度就能够更加深刻。
在介绍知识产生的过程中，学生无形中也对先辈们追求真理的科学精神非常钦佩，对进行书本上来之不易的材料力学知识产生敬畏感。
还能进一步激发学生对科学知识的追求。
在课堂教学中多加引用一些古代前辈们运用材料力学知识创造出的优秀成果，能激发学生的爱国主义热情。
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。
依据课程定位深化材料力学教学改革 依据课程定位深化材料力学教学改革 摘要：依据材料力学课程定位，围绕创新人才培养目标，通过课程考核驱动教学内容、教学方法、教学形式的相应改革。建立教与考一体、教与学一体、理论与工程实践一体，课内与课外一体、课前与课后一体的多维教学改革模式，重点培养学生工程素质、自学能力、解决实际问题的能力，增强创新意识。
关键词：课程定位；材料力学；创新能力；教学改革 中图分类号：TU501；G642.0 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2018）01-0053-04 毋庸置疑，多年的教学改革，推动了高等教育的发展，提高了人才培养质量。但在改革过程中，也出现了某些偏颇，如忽略课程自身在人才培养中的定位，违背教与学的基本规律，照搬同一改革模式等问题，不可小视其对教学及人才培养的负面冲击。哈尔滨工业大学材料力学课程在不断改革的基础上，总结前期的经验教训，认真分析课程性质和课程在人才培养中的作用，结合新技术、新材料给工程设计带来的变革及当今学生的知识水平，制定切实可行的改革方案，稳步深化教学改革，为培养造就创新型科技人才做出贡献[1]。 一、依据课程定位，综合制定改革方案 材料力学是变形体力学的重要基础分支之一，是学习构件设计理论的重要技术基础课，也是本科生最早（大学二年级）接触到的与工程实际联系密切的课程。课程既培养学生具有良好的理论分析能力，又锻炼学生的工程实践能力，其课程内容不仅为后续课程奠定必要的力学基础，其分析方法、计算手段也可直接应用于实际工程设计中。因此，课程在培养学生基本素质、启迪创新思维、培养分析能力及创新能力等方面具有其他课程不可替代的作用[2]。 学生创新能力及素质培养是一项综合系统工程，需要在不同时期、不同课程中逐步实施。根据学生所处阶段及所具有的预备知识，制定切实可行的改革方案，使学生通过努力达到预期学习目标，享受成功的愉悦，从而提高学习兴趣，激发创新热情。 材料力学以培养创新型人才为目标，构建教与考、教与学、理论与实践、课内与课外多位一体的教学改革方案。特别是通过课程考核驱动教学内容、教学方法、教学形式的相应改革。教学方法改革和考核方法改革相辅相成、紧密结合。考核方式的改革，为部分教学方法的改革提供相应的实施平台，教学方法改革则由相应的考核方式保障。 二、各项改革相辅相成协调发展 （一）教学内容及教学方法改革与实施 1. 教学内容改革 随着科学技术的发展，工程设计、分析、计算、制造等理念、方法也发生了深刻变革，工程技术人员对力学基础知识的需求也在发生改变。新技术、新材料的不断涌现及广泛应用，促使我们重新考虑材料力学基本知识的继承与更新。在保留其基本知识结构、基本分析方法的前提下，增加部分内容。适当引入课程前沿相关内容，建立与其他相关力学课程之间的关系，为学生将来继续学习开辟窗口。材料力学对变形固体的研究，是在均匀、连续、各向同性的前提下，基本不涉及各向异性材料。然而，各向异性复合材料在航天航空、核工业、水利水电以及民用产品等领域已广泛应用，因此在材料力学课程中，各向异性材料内容应有所体现，讲课时加入了各向异性材料性能简介[3]。讲材料应力应变关系时，从一般到特殊，先介绍一般各向异性材料的广义胡克定律，再到正交各向异性材料，最后到各向同性材料。对一般各向异性材料，过一点产生6个独立应力分量，其中每一个应力分量都要引起6个应变分量，如6个应力分量引起x方向的应变εx表达式如下： 另外5个应变分量也可类似写出。kij为材料弹性常数，共36个，由于kij=kji，因此各向异性材料最多21个弹性常数。正交各向异性材料最多9个弹性常数，如果是各向同性材料，最多3个弹性常数，即E、ν和G。虽然只是简单介绍，却为学生后续学习和应用打开了一个窗口。 抓住力学分析中的共性问题，调整课程体系。教学中以应力、应变分析为主线，重点讨论解决力学问题通用的三大基本方程，即平衡方程、几何协调方程和物理方程[4]。 由于计算机技术的发展和大型通用力?W软件在工程设计中发挥的重要作用，将计算机求解引入教学势在必行。例如，在教学中增加了教材中没有的 “有限差分法”，增加了MATLAB在力学中的应用简介，供学生课外学习[5]。 创新除需要扎实的理论基础外，还要具备基本的工程素质，因此在教学中增加了强化工程概念、拓宽学生工程视野的内容。材料力学教科书所涉及的工程结构都以受力简图的形式出现，至于简图如何抽象而来，学生并不清楚，不能与实际结构相对应，理论与工程脱节，严重影响学习的积极性，阻碍了学生对材料力学基本理论的理解。因此，在课堂上引入教师自己拍摄录制的工程实际结构、机械设备零部件等视频资料，通过这些视频信息，引导学生分析实际工况，简化相应的约束、受力及结构形状，得到计算简图，之后通过简图进行力学分析、计算。经过这样的训练之后，作为课后学习任务，针对教材中某些受力简图及其变形特征，要求学生留意寻找实际工程中与之对应的部分，定时反馈给教师，教师综合后分析讲解。这种课内与课外相结合的学习方式，使学生明确了学习材料力学的目标，很受欢迎，教学效果较好。另外，还通过网络视频资料引入国内外典型工程案例，包括 某些工程事故，引导学生从材料力学的角度分析原因。例如，2012年8月24日横跨松花江的哈尔滨阳明滩大桥引桥发生特大倾覆事故，造成3人死亡，5人受伤。针对这一案例，要求学生上网查询相关资料，分析原因，提出改进措施和预防事故发生的意见，写出简要报告。同一个事故，学生利用已学的材料力学知识、理论力学知识，从结构设计、载荷分布、强度、稳定等诸多方面，提出不同意见，有的见解非常独到。这种理论与实践一体的教学方法，使学生进一步明确所学知识的应用范围，提高了学习积极性，同时也提高了学生的工程素质，为创新能力培养奠定基础。 2.教学方法改革 改革材料力学“上机课”。以前，“上机课”仅供学生观看课件，或用课件做一些自测题，学生只能被动学习，未能充分发挥“上机课”环节在人才培养中的作用，只是传统课堂教学的简单延伸和补充。改革后的上机课，从注重学生工程素质教育与创新能力培养出发，结合新形势下对工程技术人员计算机基本素质的要求，提出新的教学目标，要求学生利用上机课独立编写、设计制作解决工程实际问题的计算机分析软件大作业，并作为考核的一部分计入课程总成绩。 将教师主讲的课堂，部分变为师生互动的课堂。选择部分教学内容，如截面几何性质、弯曲正应力公式推导等内容，让学生课前预习、查找资料、准备讲稿。教师根据关键内容， 课上随机抽找2～3个学生讲解，每人3 min左右，总时间控制在10 min之内，之后教师点评总结，形成师生互动共同研究的讨论课。这种教学一体、师生互动的教学方法效果很好，培养了学生独立学习的能力。此外，还可通过设置问题的方式培养学生自学能力。教师设置问题，课后学生寻找答案，下次课开始时，让学生用少量时间介绍自己的解决方案。例如，讲完一次静不定的力法正则方程及例题之后，布置学生课后推导高次静不定结构的力法正则方程，学生只需解释正则方程中某个系数的物理意义，教师即可判断他对这部分内容理解及掌握的情况，通过这种方式，培养学生独立获取知识的能力，从“学会”到“会学”。 在课外开设第二课堂。教师有自己的教学、科研主攻方向，不可能各科皆通，根据课程定位，如果需要与其他学科知识结合解决工程问题时，可以邀请相关学科的专业人士参与指导，在课外共同完成相应教学内容。例如，MATLAB是一款功能较强的科学计算软件，对分析力学问题很有帮助，邀请相关专业人士，完成“MATLAB在力学中的应用简介”视频资料，组织学生课外观看。这种学习方式学生很感兴趣，学习的积极性很高，提高了软件设计大作业的质量。 开展每年一届的“哈工大材料力学软件设计竞赛”活动，获奖者可在材料力学总成绩中额外加5分，此竞赛为学生进行创造性学习、发挥创新潜能、施展才华提供一个平台，是 学生理论联系实际的一个载体。 持续建设网络学习资源系统。材料力学从第一批“国家精品课程”到第一批“国家精品资源共享课程”，再到教育部的“MOOC-材料力学”，历时10多年，此间不断丰富网络教学资源，内容包括国家教学名师和多位教授的讲课视频、学习自测题、试题库、工程案例分析、专题讲座、参考书及参考资料等，为学生课外自主学习提供丰富资源。学生可根据自己的实际情况和能力，作为课堂学习的一个补充，选择相应的资源学习材料力学。 （二）课程考核改革 1.转变考核观念 课程考核是教学的重要组成部分，应贯穿于教学全程。考试不仅要考核学生学的情况，也应该考核教师教的情况，更是及时反馈教学效果的渠道，也是教学的“指挥棒”。课程考核不能只是总结性的期末闭卷考试，不能只注重测评学生掌握知识的书面笔试能力，而应将重点放在创新能力的考核上。因此，对课程考核的基本构架、主要方式、考核内容等进行调整，形成重学习过程、重基本知识积累、重综合应用、重实践能力培养、重发掘学生潜质、重创新能力培养的“累加+开卷”全新考核模式，从而使课程考核科学全面地评价学生综合素质，达到以考促学、以考促教的目的。通过课程考核转变学生只注重考试成绩，不注重学习过程的观 念，通过课程考核驱动教学内容、教学方法、教学形式的相应改革。 2. 改革考核方式 为发挥课程考核对教与学的驱动作用，必须改革考核形式。将期末闭卷考试改为贯穿整个教学过程的多环节、多层次考核，形成“累加+开卷”考核模式。所有的答卷考试均为开卷，包括3～4次随堂阶段性测试、期中考试、期末考试。总成绩由多项不同形式的考核成绩累加，各项考核及所占比例如下：平时作?I占10%；随堂阶段性测试占10%；上机课软件设计大作业占10%；期中考试占25%；期末考试占45%。另外，还有两项附加考核（额外加分）：“哈工大材料力学软件设计竞赛”获奖者加5分，预习讲稿和教师布置的课后问题解决方案共3分。 关于开卷考试并不陌生，常见于小班课、专业课，而且只可以查阅教科书（教材）。材料力学是技术基础课，基本是大班（5～7个小班）上课，开卷也是广义开卷，即可以查阅参考书、习题解答、学习指导等任何资料。特别是开卷的大班阶段性测试，由于是随堂考试，人数多且间隔小，分布密集，为避免互相之间抄袭，达到考核公正，每次测试教师要拟定6～10套不同试卷，测试时前后左右按一定规律下发试卷，每个考生周围的试卷都各不相同。 闭卷考试均改为开卷考试，彻底将学生从死记硬背的被
