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摘 要：《材料力学》模块化教学法提供了在教学课时削减的实际情况下，根据授课对象专业的差异设置教学内容模块选取上的差异，能在更短的时间内完成教学任务并达到理想的教学效果；该教学法的应用在很大程度上促进了教师教学水平的不断提高,使教师的素质得到进一步的完善，达到教学相长的目的。
关键词：材料力学；模块化教学；教学法实践；教学设计
Abstract:Based on a fact that teaching period has been reduced, the method of pattern teaching in “Mechanics of Material” can make teachers accomplish teaching task and get to ideal teaching effect in a shorter period because the major difference can provide different teaching content. The method can also benefit teachers to improve their teaching little by little and benefit teaching and studying from each other.
Key words:mechanics of materials; pattern teaching, teaching practice, teaching arrangement.
《材料力学》是各大专院校工程类专业一门重要的基础专业课,是国家教委教学大纲中规定的主干课程。作为一门工业技术基础课,其内容与工程实际问题结合紧密,实用性强，是沟通基础与专业的桥梁。为了适应培养“厚基础、宽专业、高素质、广适应”的高素质人才，高校教师应转变教育思想, 更新教学观念。在授课学时大量削减、课堂信息量要求不断增加的新形势下, 旧的教学方法愈显得落后与不适应。如何体现教师的引导作用, 真正做到以学生为中心, 充分调动学生学习的积极性、主动性, 是提高教学质量的关键。我们通过优化材料力学课程结构体系,采用模块化教学的方法, 不断深化材料力学的教学改革。
一、模块化教学法概述
面对《材料力学》教学课时削减的实际情况,如何在更短的时间内完成教学任务并达到理想的教学效果是亟待解决的课题。我们根据教研室多年来教学实践积累的教学经验和目前教学方法改革的趋势发现,教师在教学中的作用不是削弱, 而是“教”这一概念的内涵发生了变化，即由“教书”转向“教会学生学习”, 使学生拥有更多的自学与实践的时空, 促进他们自主地学习； 而教师则能用更多的时间和精力去诱导学生对科学的追求, 培养他们处理各种工程实际问题的方法和才能。“模块化教学法”正是基于这种思想而展开的。
“模块化教学法”是按照教学过程的基本环节, 把一个复杂、相互交叉的课程结构分成若干个基本教学模块, 把相互渗透的教学内容组成系列相关的知识模块, 将系统综合、整体优化, 把原属整体的课程结构与教学内容以具体功能和应用为目标按模块单元形式表现出来, 让每一模块成为一定教学系统的有机构成并起相对独立的作用, 而每一模块又按因材施教的原则划分为基本掌握模块和专业提高模块，并按授课对象的专业性质及学时差异，对教学内容进行模块选择的学习法。它要求教学的组织者, 把模块化的课程结构和教学内容依据教学原则, 按照高起点、短流程、多样性的方法加以组织,使教学内容真正体现出科学性、实践性、生动性及广泛适应性。
二、《材料力学》模块化结构设计
《材料力学》是工程类专业的主干专业基础课程之一，其任务是研究构件在载荷作用下产生变形和破坏的规律(即承载能力) ,并为构件的合理设计提供必要的理论基础和计算。它主要使学生掌握有关材料力学的基本概念、基础知识、解决工程问题的基本思想和基本方法。我们讲授的内容主要包括各种基本变形、组合变形、应力应变分析、强度理论、压杆稳定、能量方法等几大方面。一般安排60～ 68学时。
在本课程的课堂教学全过程中, 教学顺序一般为“外力求解→内力分析→应力分析(强度问题) →应变分析(刚度问题) ”。这是一个很重要的教学思路,教学中要始终贯彻。考虑到总学时的限制,不能在每种基本变形的分析过程中都详细讲解,而且过多的重复也容易造成学生的厌学情绪。这就要求我们在采取“模块化教学法”时, 将其划分成基本变形和组合变形、应力应变分析和强度理论、压杆稳定、能量方法四个主教学模块，对于基本变形和组合变形模块，以轴向拉压为视角,学习掌握几个基本方法：截面法、叠加法、三(平衡、物理、几何) 关系法，把各种变形条件下的共性问题集中起来讨论，以便于体现共性和强化概念教学。四个主教学模块各自独立成篇，以各自的具体功能与应用为目标,是相对独立的模块单元，从理论至实践, 构成一完善的研究体系；最后选好接合点, 将各教学模块加以链接。在授课中应当注意的是，要把握住每一模块的核心, 使学生既有知识面上的了解,又有系统分析问题的思路, 从而避免学时少,讲的浅, 学生不入门；讲的深, 学时不够, 学生听不懂, 知识不连贯的难题。
三、《材料力学》模块化教学设计与教学法实践
教学要取得成功, 必须在活动之前进行必不可少的教学设计，即为了达到一定的教学目的,对教什么(课程、内容等) 和怎么教(组织、方法、传媒的使用等) 进行设计。
（一）教学模块的链接
本课程构成内容繁多, 在教学设计中关键要弄清各模块之间的关系, 使其能有机的链接起来。我们采用新的编排顺序，分别形成有序的相互关联的教学单元[3]。从各教学模块性质来看, 大致可归纳为三种链接关系:
第一，时序关系，是课程模块单元之间一种沿时间难度的纵向有序安排, 使前一模块所学的经验成为后一模块要学之“基础”。这里对“基础”的理解可按位置先后来排序即不是那些称得上“理论”的才能作为基础。如各基本变形模块、应力应变和强度理论模块可作为组合变形模块强度计算的基础。
第二，串接关系，是各模块单元之间内在的联贯性。从模块间内在的联系上去探索, 使前一模块单元提供的概念或方法, 在其后设置的模块单元得到扩展, 或找到新的应用机会。该关系在教学基本掌握模块和专业提高模块单元的设置上得到充分体现。
第三，并行关系，是存在于同时进行的模块之间的一种横向关系。课程内容强调的是广度而不是深度, 关心的是本课程对各专业的应用。我们根据教学大纲的要求，按照不同专业、不同学时的差异设置不同的并行模块单元以供选择，具有较强的可操作性和针对性。对于采矿类按四个主教学模块进行教学；机械类专业，链接动载荷和交变应力模块；土木类专业，链接超静定结构和平面曲杆模块；对于力学专业，因其发展横跨理工，与各行业的结合非常密切， “吃百家饭”，毕业生可以从事与力学相关的教学与研究工作，可在四个基本教学模块之后，链接动载荷和交变应力模块及超静定结构和平面曲杆模块的单元。
（二）教学内容的组织
在本课程的教学中，我们对课程内容的讲授力求有必要的广度和相对有限的深度。四个基本教学模块中，基本变形和组合变形模块、应力应变分析和强度理论模块、压杆稳定模块为基础教学模块，能量法模块是专题模块，再根据教学大纲的要求，按照不同专业、不同学时的差异设置不同的并行链接模块单元以供选择。而无论是基础教学模块还专题模块，我们根据大纲要求，按因材施教的原则又划分为专业基础模块和专业提高模块，即将他们均分为基本掌握模块和拓展提高模块两大部分, 并将作业题根据所覆盖的内容范围与难易程度分为必做题与选做题。对基础弱的学生, 要求他们掌握好基础教学模块内容, 适当了解拓展提高模块部分的教学内容, 完成必做题, 并加强对其进行课外辅导。而对学有余力的学生, 则在要求他们掌握基本教学模块内容的基础上, 还要掌握拓展提高模块部分的教学内容, 完成选做题。同时鼓励他们课后多查阅参考文献, 进一步拓宽知识面, 以全面提高其分析和解决问题的能力。
四、结束语
《材料力学》模块化教学法是依据高校学生的心理发展特征、专业要求及材料力学学科所具有的特殊性,由教学实践总结得出的一种适合以计算机为辅助教学手段的有效教学法。该教学法有利于学生对知识的理解和记忆；有利于调动学生学习的主动性和积极性；有利于提高学生学习、分析和解决工程实际问题的能力；有利于学习效率的提高。同时,该教学法提供了《材料力学》课时削减的实际情况下，根据专业差异设置教学内容模块选取上的差异，具有较强的针对性和可操作性，能在更短的时间内完成教学任务并达到理想的教学效果。该教学法要求教师熟练教材。教师使用该法教学时，着重讲授知识模块间的相互联系及模块中的重点、难点和相关的微观知识，从而相应地促进了教师教学水平的不断提高,使教师的素质得到进一步的完善，达到教学相长的目的，具有重要的现实意义。
参考文献
[1]马崇武，车京兰.对材料力学教学改革的研究. 高等理科教育[J]. 2004（6）: 76～78.
[2]韦成龙.材料力学教学内容改革的研究与实践[J ] .力学与实践, 2002（3）:53～54.
[3]李忠华,邰英楼,孙可明. 材料力学教学改革的新思路. 辽宁工程技术大学学报(社会科学版)[J].2003（6）:49～50.（本文系安徽理工大学教育研究资助课题。）
（作者简介:林远东，1978—，男,汉族,贵州毕节人,辽宁工程技术大学力学与工程科学系理论与应用力学专业学士.安徽理工大学数理系力学教研室助教，主要从事一般力学的教学和研究。）
关键词：材料力学；模块化教学；教学法实践；教学设计
Abstract:Based on a fact that teaching period has been reduced, the method of pattern teaching in “Mechanics of Material” can make teachers accomplish teaching task and get to ideal teaching effect in a shorter period because the major difference can provide different teaching content. The method can also benefit teachers to improve their teaching little by little and benefit teaching and studying from each other.
Key words:mechanics of materials; pattern teaching, teaching practice, teaching arrangement.
《材料力学》是各大专院校工程类专业一门重要的基础专业课,是国家教委教学大纲中规定的主干课程。作为一门工业技术基础课,其内容与工程实际问题结合紧密,实用性强，是沟通基础与专业的桥梁。为了适应培养“厚基础、宽专业、高素质、广适应”的高素质人才，高校教师应转变教育思想, 更新教学观念。在授课学时大量削减、课堂信息量要求不断增加的新形势下, 旧的教学方法愈显得落后与不适应。如何体现教师的引导作用, 真正做到以学生为中心, 充分调动学生学习的积极性、主动性, 是提高教学质量的关键。我们通过优化材料力学课程结构体系,采用模块化教学的方法, 不断深化材料力学的教学改革。
一、模块化教学法概述
面对《材料力学》教学课时削减的实际情况,如何在更短的时间内完成教学任务并达到理想的教学效果是亟待解决的课题。我们根据教研室多年来教学实践积累的教学经验和目前教学方法改革的趋势发现,教师在教学中的作用不是削弱, 而是“教”这一概念的内涵发生了变化，即由“教书”转向“教会学生学习”, 使学生拥有更多的自学与实践的时空, 促进他们自主地学习； 而教师则能用更多的时间和精力去诱导学生对科学的追求, 培养他们处理各种工程实际问题的方法和才能。“模块化教学法”正是基于这种思想而展开的。
“模块化教学法”是按照教学过程的基本环节, 把一个复杂、相互交叉的课程结构分成若干个基本教学模块, 把相互渗透的教学内容组成系列相关的知识模块, 将系统综合、整体优化, 把原属整体的课程结构与教学内容以具体功能和应用为目标按模块单元形式表现出来, 让每一模块成为一定教学系统的有机构成并起相对独立的作用, 而每一模块又按因材施教的原则划分为基本掌握模块和专业提高模块，并按授课对象的专业性质及学时差异，对教学内容进行模块选择的学习法。它要求教学的组织者, 把模块化的课程结构和教学内容依据教学原则, 按照高起点、短流程、多样性的方法加以组织,使教学内容真正体现出科学性、实践性、生动性及广泛适应性。
二、《材料力学》模块化结构设计
《材料力学》是工程类专业的主干专业基础课程之一，其任务是研究构件在载荷作用下产生变形和破坏的规律(即承载能力) ,并为构件的合理设计提供必要的理论基础和计算。它主要使学生掌握有关材料力学的基本概念、基础知识、解决工程问题的基本思想和基本方法。我们讲授的内容主要包括各种基本变形、组合变形、应力应变分析、强度理论、压杆稳定、能量方法等几大方面。一般安排60～ 68学时。
在本课程的课堂教学全过程中, 教学顺序一般为“外力求解→内力分析→应力分析(强度问题) →应变分析(刚度问题) ”。这是一个很重要的教学思路,教学中要始终贯彻。考虑到总学时的限制,不能在每种基本变形的分析过程中都详细讲解,而且过多的重复也容易造成学生的厌学情绪。这就要求我们在采取“模块化教学法”时, 将其划分成基本变形和组合变形、应力应变分析和强度理论、压杆稳定、能量方法四个主教学模块，对于基本变形和组合变形模块，以轴向拉压为视角,学习掌握几个基本方法：截面法、叠加法、三(平衡、物理、几何) 关系法，把各种变形条件下的共性问题集中起来讨论，以便于体现共性和强化概念教学。四个主教学模块各自独立成篇，以各自的具体功能与应用为目标,是相对独立的模块单元，从理论至实践, 构成一完善的研究体系；最后选好接合点, 将各教学模块加以链接。在授课中应当注意的是，要把握住每一模块的核心, 使学生既有知识面上的了解,又有系统分析问题的思路, 从而避免学时少,讲的浅, 学生不入门；讲的深, 学时不够, 学生听不懂, 知识不连贯的难题。
三、《材料力学》模块化教学设计与教学法实践
教学要取得成功, 必须在活动之前进行必不可少的教学设计，即为了达到一定的教学目的,对教什么(课程、内容等) 和怎么教(组织、方法、传媒的使用等) 进行设计。
（一）教学模块的链接
本课程构成内容繁多, 在教学设计中关键要弄清各模块之间的关系, 使其能有机的链接起来。我们采用新的编排顺序，分别形成有序的相互关联的教学单元[3]。从各教学模块性质来看, 大致可归纳为三种链接关系:
第一，时序关系，是课程模块单元之间一种沿时间难度的纵向有序安排, 使前一模块所学的经验成为后一模块要学之“基础”。这里对“基础”的理解可按位置先后来排序即不是那些称得上“理论”的才能作为基础。如各基本变形模块、应力应变和强度理论模块可作为组合变形模块强度计算的基础。
第二，串接关系，是各模块单元之间内在的联贯性。从模块间内在的联系上去探索, 使前一模块单元提供的概念或方法, 在其后设置的模块单元得到扩展, 或找到新的应用机会。该关系在教学基本掌握模块和专业提高模块单元的设置上得到充分体现。
第三，并行关系，是存在于同时进行的模块之间的一种横向关系。课程内容强调的是广度而不是深度, 关心的是本课程对各专业的应用。我们根据教学大纲的要求，按照不同专业、不同学时的差异设置不同的并行模块单元以供选择，具有较强的可操作性和针对性。对于采矿类按四个主教学模块进行教学；机械类专业，链接动载荷和交变应力模块；土木类专业，链接超静定结构和平面曲杆模块；对于力学专业，因其发展横跨理工，与各行业的结合非常密切， “吃百家饭”，毕业生可以从事与力学相关的教学与研究工作，可在四个基本教学模块之后，链接动载荷和交变应力模块及超静定结构和平面曲杆模块的单元。
（二）教学内容的组织
在本课程的教学中，我们对课程内容的讲授力求有必要的广度和相对有限的深度。四个基本教学模块中，基本变形和组合变形模块、应力应变分析和强度理论模块、压杆稳定模块为基础教学模块，能量法模块是专题模块，再根据教学大纲的要求，按照不同专业、不同学时的差异设置不同的并行链接模块单元以供选择。而无论是基础教学模块还专题模块，我们根据大纲要求，按因材施教的原则又划分为专业基础模块和专业提高模块，即将他们均分为基本掌握模块和拓展提高模块两大部分, 并将作业题根据所覆盖的内容范围与难易程度分为必做题与选做题。对基础弱的学生, 要求他们掌握好基础教学模块内容, 适当了解拓展提高模块部分的教学内容, 完成必做题, 并加强对其进行课外辅导。而对学有余力的学生, 则在要求他们掌握基本教学模块内容的基础上, 还要掌握拓展提高模块部分的教学内容, 完成选做题。同时鼓励他们课后多查阅参考文献, 进一步拓宽知识面, 以全面提高其分析和解决问题的能力。
四、结束语
《材料力学》模块化教学法是依据高校学生的心理发展特征、专业要求及材料力学学科所具有的特殊性,由教学实践总结得出的一种适合以计算机为辅助教学手段的有效教学法。该教学法有利于学生对知识的理解和记忆；有利于调动学生学习的主动性和积极性；有利于提高学生学习、分析和解决工程实际问题的能力；有利于学习效率的提高。同时,该教学法提供了《材料力学》课时削减的实际情况下，根据专业差异设置教学内容模块选取上的差异，具有较强的针对性和可操作性，能在更短的时间内完成教学任务并达到理想的教学效果。该教学法要求教师熟练教材。教师使用该法教学时，着重讲授知识模块间的相互联系及模块中的重点、难点和相关的微观知识，从而相应地促进了教师教学水平的不断提高,使教师的素质得到进一步的完善，达到教学相长的目的，具有重要的现实意义。
参考文献
[1]马崇武，车京兰.对材料力学教学改革的研究. 高等理科教育[J]. 2004（6）: 76～78.
[2]韦成龙.材料力学教学内容改革的研究与实践[J ] .力学与实践, 2002（3）:53～54.
[3]李忠华,邰英楼,孙可明. 材料力学教学改革的新思路. 辽宁工程技术大学学报(社会科学版)[J].2003（6）:49～50.（本文系安徽理工大学教育研究资助课题。）
（作者简介:林远东，1978—，男,汉族,贵州毕节人,辽宁工程技术大学力学与工程科学系理论与应用力学专业学士.安徽理工大学数理系力学教研室助教，主要从事一般力学的教学和研究。）