“工程材料力学性能”专业课程教学方法与改革

欧阳春　乔岩欣　张新龙　刘珍光

【摘 要】工程材料力学性能是以理论基础和应用实践相结合的专业。本文针对焊接专业设置特点及学生现状，对其专业教学内容和教学方法进行了分析和探讨，提出激发学生专业学习兴趣，引导学生课外应用实践，提高学生分析问题和解决问题能力的方法。

【关键词】工程材料力学；焊接；教改；工程师教育

中图分类号： TB30-4；G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）17-0096-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.047

【Abstract】The mechanical properties of engineering materials are based on the combination of theoretical basis and application practice. Based on the characteristics of the welding profession and the status quo of the students， this paper analyzes and discusses the professional teaching content and teaching methods， and proposes ways to stimulate students professional learning interest， guide students to apply extracurricular applications， and improve students ability to analyze and solve problems.

【Key words】Engineering material mechanics；Welding；Teaching reform；Engineer education

工程材料的力學性是指各种载荷作用及服役条件下的力学性能，其中内容包括：金属的单向静拉伸载荷下的力学性能、应力-应变曲线、弹塑性变形、金属断裂、金属在其它静载荷下的力学性能、金属的压缩与变曲、金属的扭转、金属缺口试样静载荷试验、金属冲击载荷下的力学性能、金属弯曲和冲击韧性、金属低温脆性及金属断裂韧度等。其内容综合了材料科学和工程中材料性能的重要组成部分，这些内容在材料的实际应力中起到关键作用。因此，该课程一方面幅材料科学基础，工程力学等理论内容衍生而来，另一方面，这些基本概念和定理可以直接用来解决工程实际问题。工程材料力学性能这门课题以其自身特点以及人才培养目标，结合新时代互联网远程教学新手段，须要优化教学内容，改革教学手段，更新教学方法。充分利用互联网平台和实际教学环节，培养学生的综合能力。形成丰富的教学内容、锻炼学生实践能力、注重材料力学性能这门学科前沿知识，引导学生学好此课程知识，对于提高学生学习主动性、学生分析问题解决问题的能力十分重要。本人结合数年来对材料力学性能的教学实践，对本课程的教学教育改革进行了初步的探索。

1 工程材料力学性能专业课程的特点及学生现状

目前，中国高等学校教育课程教学体系仍然以教师授课为主，学生以被动听课为主。在大学课程体系下，大学前两年以基础课、通识课为主，在大学三年级才开始接触专业课及实践课程，而大三下学期大部分学生面临着报考研究生而进行的课程复习、大四上学期又需要花费大量时间和精力从事寻找合适的工作，大四下学期又需要从事毕业设计。因此，本专业的学生学习专业课程仅有约一年的时间。在这有限的时间里，还需要学习金属材料、材料科学基础等专业理论课。近二十年来，中国高等教育进行了跨越式发展，高等教育大众化，而且越来越多的大学需要面向企业培养高级工程师。另一方面，中国的录取制度和地域差距较大，学生数量增多的同时，学生学习能力参差不齐也给课程教学带来了一定困难。而且这站课程与工程实践紧密联系，与日常生活体验相距较远，学生学习兴趣和动力较弱。所以在该课程的实际教学当中，学生缺乏积极学习态度，学生兴趣容易受到移动互联网上游戏、视频、短视频等新兴娱乐方式影响，失去了对传统工科内容学习的兴趣，学生对课程的学习处于被动学习状态，以期末突击复习来应付最终课程内容考核。

2 工程材料力学性能课程教学内容的改革

课程教学内容是反映了教学目的和人才培养目标。教材是教学内容最重要的载体，选用好的教材是教学质量的根本保证。目前有关工程力学材料性能的教材比较少，主要从工程力学和材料力学中选取部分内容进行综合搭配，结合工程实际来编制教学文本。因此，教师需要针对不同应用场景进行分析和整合，根据工程力学和材料力学等理论知识，进行理论联系实际教学方式，由浅入深和循序渐进的科学教学方式，使学生能对所学知识进行融会贯通。工程材料力学性能面向焊接专业方向的学生，需要结合焊接等相关知识，除了前面四章节有关材料在一次加载条件下变形和断裂过程，所测定的力学性能指标来评价零件在服役过程中的抗过载失效能力或安全性，在第5-8章节中论述了疲劳、应力腐蚀、磨损等与时间相关的失效方式，最后9-11章节讲述陶瓷、高分子材料和复合材料的力学性能。只有其中的5-8章节与腐蚀防护内容紧密相关，针对这部分内容，需要结合焊接材料相关知识进行综合性阐述，同时让学生参阅相关其它焊接技术相关知识，进行自学。以此激发学生学习主动性，提高学生学习兴趣。

3 工程材料力学性能教学方式改革

工程材料力学性能具有较强的工程实践性，需要学生学习抽象的理论知识同时学习其实际应用的实践性知识。作为课程教学的辅助手段，在课程中期，安排学生进行创新性实践课程，通过学生自主选题，以团队的形式进行课外实验，以此实验结果在课堂上进行分享，撰写实验报告和课程教学大纲。培养学生动手能力、以及提高在实践环节利用所学知识解决问题能力。最后，通过学生点评和老师分析，对课外实践进行分析总结，从中吸取经验教训，培养出具有科学素养和创新实践的综合性人才。

面对中国当前发展阶段以及提出的中国制造“2025”，培养工程师人才是当务之急。这就需要学校与企业紧密结合，教师需要在企业进行锻炼培训，学生需要到企业进行为期二至三个月的实训，才能解决当前走马观花式的企业生产实践课程。需要走进企业第一线，直面企业在生产中面临的技术难题和工艺流程优化，同时激发学生学习兴趣，培养学生的创新能力和工程实践能力，为将来快速地适应工程师职业发展路径提供一条科学培养策略。

4 结束语

工程材料力学性能是以理论结合实践的专业课程。通过对该课程的学生现状，分别就课程教学内容和教学方法进行了初步地分析和讨论，并提出了改革方向，最终目标是培养一个有科学素养和实践应用能力的综合性人才，服务当前中国制造“2025”建设任务。

【参考文献】

[1]乔岩欣，欧阳春，王俭辛.腐蚀与防护专业课程教学方法与改革[J].科技视界.2016（27）：41-41

[2]史兴岭，徐玲利，刘文，欧阳春.卓越计划下“工程材料力学性能”教学改革研究[J].教育教学论坛，2015（43）：85-86.

[3]裴立宅，刘翠娟，樊传刚.材料力学性能课程的教改思路[J].中国轻工教育，2010（3）：64-66.

[4]孙小华，余海洲，黄才华，等.“工程材料力学性能”课程教学改革探索[J].中国电力教育，2013（10）：86-87.