1、1探索“材料力学性能”课程强化学生实践能力的培养【摘 要】 “材料力学性能”课程是功能材料专业本科生的专业基础课。针对该课程实践性强的特点，在教学中应强化对学生实践能力的培养，丰富教学内容和手段，加强实验教学内容的设计，采取多种多样的实践教学形式，全面提高教学质量。 【关键词】 材料力学性能；课程教学；学生实践能力；培养措施 西安建筑科技大学功能材料专业是为了配合国家进行教育教学改革和创新，加大战略性新兴产业人才培养力度，在 2010 年新设置的专业。“材料力学性能”课程是该专业学生开设的一门专业基础课，课程开设于第五学期，48 学时。该课程从材料组成和结构的角度，以无机非金属材料为主，阐述了
2、材料的力学特性和本质，介绍了各种力学性能的理论及微观机制、测定方法，以及控制和改善材料力学性能的措施等。长期以来，学院相关专业开设的这门课程以理论教学为主，对实践教学的重视和投入相对较少。而对材料专业的学生来说，实践动手能力是高素质工程技术人才所必须具备的基本素质之一。因此，必须重视并强化对学生实践能力的培养。 一、强化实践能力培养的基本思路 材料的力学性能理论是建立在实验基础上的。在讲授材料力学性能理论知识的同时，必须重视材料力学性能的测试技术与方法，大力培养学生的实践动手能力与创新能力。因此，实践教学环节对于本课程取得2更好的教学效果非常重要。通过系统的实践教学，不仅可以使学生的动手操作能
3、力和创造能力得到提升，同时还可以锻炼学生的团队协作精神。因此，针对新创立的专业和开设的“材料力学性能”课程，根据专业培养目标、人才培养规格和专业规范的要求，在功能材料专业培养方案制定之初，就设计了相应的实践教学环节。按学生的认知规律，将实践教学活动渗透到学生课程学习的全过程，强化理论为实践服务，理论和实践能力培养并重的思想。 二、强化实践能力培养的措施 在对国内主要高校相关课程实践教学体系进行充分调研的基础上，充分考虑到西安建科大自己的专业特色和本科生培养目标，在对学生实践能力的培养上，着重考虑了以下几点： 1、教学内容和手段的丰富 “材料力学性能”课程基本概念和公式较多，涉及的微观机理和过程
4、复杂，仅采用传统的教学手段会让学生觉得课程枯燥无味，难以理解。多媒体教学相对于传统教学手段而言，具有直观、新颖、形象等特点，能有效地提高课堂教学效果。例如材料力学性能测试过程中，从变形到断裂的动画设计，极大地加深了学生对理论知识的掌握，激发了他们的学习兴趣。另一方面，该课程的实践性强，在讲授基础理论知识的同时，还需要有意识地培养学生的实践与应用能力。因此，在讲授过程中，我们应用“启发式+案例式+讨论式”的复合教学方法，采用板书、多媒体课件和实例相结合的形式，充分利用日常生活中的事例进行启发式教学，3引发学生的好奇与疑问，激发他们积极思索与探讨。尤其是联系自己的科研工作实践，进行案例教学，不仅从
5、理论上阐述材料力学性能的微观机制，还列举了许多科研工作以及生产应用的实例说明这些理论的应用，在加强学生对理论知识掌握的同时，提高了学生学习的积极性。 2、实验教学内容的设计 “材料力学性能”课程的实验教学应具有明显的基础性、通用性和典型性。因此，针对课堂教学中重要的知识点和工程实践应用较多的力学性能指标，我们以无机非金属材料为主，有针对性地确定了一些实验教学内容，如材料常温耐压强度的测试、维氏硬度的测试、弹性模量的测试等，以强化学生对材料力学性能指标的理解与掌握。这些实验内容依托西安建科大无机非金属材料实验教学示范中心，现实可行，成本不高，同时又极具锻炼性，使学生从仪器的使用到对实验现象和本质
6、的掌握等各环节均有深层次接触，从而极大地提高了学生的动手能力、综合分析及创造能力。 此外，针对学校的专业方向特色和软硬件条件，我们还组织教师开展相应的实验指导书撰写工作，编写了针对专业特色的材料力学性能实验指导书 ，同时完善和强化了实验课程的考核，突出了对学生应用能力和动手能力等综合素质的评价考核，保证了实验教学的效果。 3、实践教学形式的选择 在实践教学过程中，针对不同的教学内容，选取了不同的实践教学形式。对于演示性和验证性实验，采用实验仪器的演示和多媒体课件结合的方式。在此基础上，我们把实验内容进一步扩展、延伸，开发了综4合设计性实验。例如，我们设计了材料的热震稳定性综合设计性实验，不仅考
7、虑到材料的弹性模量、强度、热膨胀、热导率等基本参数及其影响因素，更注重材料在具体使用中失效的过程。在设计实验教学项目时，我们充分考虑了教学内容的特点和实验形式的针对性，给学生留出足够的思考空间，利于学生创新思维的形成和实施。 此外，考虑到对学生实践能力培养的循序渐进性，我们在学生后续的培养中采用课程设计的形式，继续强化该课程的实践教学。例如，在第六学期，我们开设了两周的“功能陶瓷制备与检测”实践教学环节，将学生按研究兴趣分组，选择难度适宜、并具有一定实际应用价值和学术价值的实验课题，使学生将所学的理论知识应用到科研实践中去。在第七学期，我们进一步开设了两周的“新材料创意方案设计”实践环节，利用
8、前期课程所学的相关知识，提高难度，挖掘学生潜力，将所学的知识应用于新材料的设计。 实践证明，多种实践教学形式强调了实验技能之间的相互联系与综合应用，增强了学生的动手能力，加深了学生对材料力学性能的理解，更重要的是启发了学生的创新思维，提高了学生综合应用知识的能力和工程实践能力。 三、结语 学生实践能力的培养，对培养学生实事求是和理论联系实际的科学作风，对提高学生的创新意识和协作精神都起着重要的作用。由于功能材料是西安建科大新开设的新专业，在今后的教学过程中，我们将根据教学实践中出现的新问题，进一步总结经验，强化对学生实践能力的培5养。 【参考文献】 1 关振铎等.无机材料物理性能M.清华大学出版社，1992. 2 王吉会等.材料力学性能M.天津大学出版社，2006. 3 黄超.大学生实践能力培养初探J.教育探索， 2011（7）241-242. 【作者简介】 张军战，任职于西安建筑科技大学材料与矿资学院，副教授.
