材料力学课程教学改革探索
齐文娟

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齐文娟,. 材料力学课程教学改革探索[J]. 新材料,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.158273.
摘要:
“材料力学”是高校开设的一门高度普及的专业基础课,重点研究构件的强度、刚度和稳定性问题。承担着工科学生从基础课程到专业课程顺利过渡中逻辑思维、知识结构、科学素养能力培养的重要任务,在新工科建设大背景下,课程的传统知识型教学已经无法满足全方位的育人需求。为此,秉承“以学生为中心,以成果为导向”的“材料力学”教学改革理念,充分利用MOOC、学习通等现代信息技术、线上教学与线下教学等多个方面的有机统一,进而提高教学活动的适应性,推动创新型人才在“知识体系+能力体系+价值体系”的全方位培养。通过思政教育与学科教学相结合的方法,使学生在掌握专业知识的基础上,具有良好的专业素养和工程师意识,培养具有爱国主义情怀和合格的社会主义建设者。
关键词: 材料力学;教学模式;信息技术
DOI:10.12721/ccn.2023.158273
基金资助:黑龙江大学材料力学课程思政建设项目

一、引言

材料力学是理工科高校大部分工科专业的技术基础课,具有覆盖面广、受众学生群体大的特点。材料力学向前承接工科学生高等数学、大学物理、理论力学等理论性较强的基础课,向后接续各专业的专业课。本院材料力学课程在大学二年级的春季学期开设,这一阶段也是学生的学习状态和生活状态发生转变的一个重要时间点。在这样的背景下,及时地把思政元素引入并有机融入材料力学课堂教学中,这对培养基础扎实、专业技能强而且具有正确的世界观、人生观、价值观和具有大格局、大奉献精神的新时代青年具有重要的社会意义,在培养学生建立相关力学原理基本知识体系、识别和表达复杂工程问题、掌握现代实验技术等方面有着重要的地位。

二、“以学生为中心,以成果为导向”的课程设计

课程坚持“立德树人”,贯彻“以学生为中心,以成果为导向”的教育教学理念,以密切联系课堂教学与实际应用为指导方针,以提升学生解决复杂工程问题的能力,传授工程知识,加强学生的世界观、人生观和价值观的教育为根本目标,对课程的总体设计进行了调整。

(一)改进课程教学模式

为了提升学生在课程学习过程中的主动性和积极性,积极探索并使用多种教学手段和方法,力争改进传统的教学模式,打造线上线下、课内课外一体的混合式教学模式,提高学生的学习兴趣和动力,提升教学效果。

(二)积累教学资料、丰富教学资源

在教学改革不断深入、教学方法不断创新的环境下,丰富的教学资源尤为重要。需要教师长期不断地创编和积累教学资料、丰富教学资源、服务课堂教学并提升教学质量。在课堂讲授中适当结合动画来安排教学过程,不仅能够有效吸引学生注意力,调动学生学习兴趣,还能针对一些相对较为复杂的知识点或难以想象的复杂空间结构起到易于理解和化难为易的作用。

(三)专业知识与课程思政元素有机融合

授课教师通过组织研讨、分享交流等形式,提高自身的思想政治素质和教育意识,明确思政教育与课程教学内容之间的关系。从教学内容自然引出思政元素,以期达成思政教育“润物细无声”的目的,践行“立德树人”的根本理念。

(四)加强与学生的沟通交流

随着现代化通讯手段的普及使用,学生在课下与教师的直接交流变得越来越少。为了更好地加强与学生的沟通,提升学生的学习兴趣和对教师的了解,本课程负责人在每个开课学期的中后段,都会专门安排出时间与授课班级的学生进行交流。交流内容主要包括但不限于学生对本课程知识的掌握、学生对课程教学方法和手段的意见和建议、课程学习过程中的困难和困惑等。在交流过程中学生们提出了非常好的意见和建议,对教师改进教学方法、提升教学质量起到了极大的帮助作用。

三、现代信息技术的应用

本课程基于“以学生为中心,以成果为导向”的教学理念,从多方面融合了现代信息技术,主要包括以下几个方面。

(一)MOOC 平台的推出 

明确教学目标,融合丰富教学资源,利用本课程 MOOC 资源可以帮助学生不受时间、地点限制进行自主学习,提高对基础理论与实践技能的认知和理解,提升学生独立探究、创新创造的意识与能力。

(二)在线教学工具的引入 

在教学过程中有效运用多种智慧教学软件,如超星“学习通”,通过使用“课前推送预习”“随堂习题”“随堂小测”“随机点名”“互动答疑”等功能,活跃了课堂氛围,第一时间了解学生的知识掌握情况,有效提升了课堂教学效果。

四、材料力学课程思政元素的探索

材料力学课程的首要任务是知识传授,从知识点中挖掘思政元素,既有助于促进学生对知识的深入理解,又有助于思政元素与知识点的深度融合。

材料力学课程的最基本最重要的任务是在满足强度、刚度、稳定性的要求下,为设计既经济又安全的构件提供相关的理论基础和计算方法。这一知识点与习近平总书记提出的“坚持底线思维,增强忧患意识,提高防控能力,着力防范化解重大风险”的思政元素高度契合;结构的强度、刚度、稳定性是结构安全工作的底线,而提供理论基础和计算方法则是为保证结构安全,提高防控能力,防范化解重大风险的具体方法。

五、系统融入,强化育人效果

在教学过程中,教师应精心进行课程思政教学设计,将政治认同、文化自信、人格养成等思政元素与课程固有的知识、技能传授有机融合,让学生产生情感共鸣,促进学生对专业知识的理解、掌握、拓展和深化,从而在知识传授、能力培养的基础上,实现价值塑造的育人目标。

材料力学研究变形构件的强度、刚度和稳定性问题,提高构件强度、刚度和降低重量、经济成本之间的辩证统一贯穿于材料力学课程始终。在基本变形部分,通过分析实心圆轴和空心圆轴的优势与不足,提出强度与重量的辩证关系,引出工程设计中的核心思想—平衡。在弯曲变形的强度和刚度分析部分,通过分析不同截面梁的强度和刚度,引导学生学会用辩证的观点分析问题,进一步强化辩证思维的重要性。针对组合变形、超静定问题和压杆稳定性问题,结合学生的专业特点进一步挖掘辩证思维方面的思政元素,并结合教学情境进行合理融入;将辩证思维训练贯穿于全课程,形成课程思政面,对学生进行辩证思维、创新思维的综合训练,实现认识论、方法论和专业知识的有机融合。

参考文献:

[1] 杨丽红,何晓、张学义等.材料力学课程思政建设的探索与实践.中国现代教育装备,2022,10:97-99.

[2] 叶志明,汪德江,赵慧玲.课程、教书、育人:理工类学科与专业类课程思政之建设与实践.力学与实践,2020,42(2): 214-218.

[3] 刘立悦,李桐栋,路维等.材料力学课程思政建设与实践.山西建筑,2022,48(4):193-195.

[4] 刘军,李英梅.“材料力学”教学中的思政建设.科教文汇(上旬刊),2020,(12):117-118.

[5] 张波.《材料力学》课程教学改革探索.甘肃科技,2010,26(24):171-172.

作者简介:齐文娟(1984-),女(汉族),山东淄博人,博士研究生,副教授。

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