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实验教学观念的转变是实验教学改革的核心，在传统的实验教学中，学生处于被动的地位，导致学生没有学习兴趣和创造欲望，限制了学生能力和素质的培养。实验教学必须让学生处于主体地位，将过去以教师为中心、学生被动参与转变为以教师为主导，学生为主体，师生共同探索的方式，调动学生在实验中的极积性和主观能动性，才能培养出具有创新能力的大学生。
二、改革材料力学实验教学内容及体系
传统材料力学实验的主要内容有低碳钢的拉伸实验、扭转实验、直梁弯曲正应力实验，低碳钢的拉伸实验、扭转实验为力学物理量和性能的测试实验。直梁弯曲正应力实验为应力验证性实验，这些实验对学生加深、巩固理论知识的理解和掌握是有必要的，但实验内容单调，较少涉及工程实际问题，没有展示出现代工程技术的现状和发展趋势，对培养学生创新性思维的能力、解决实际问题的能力作用不大。要培养学生创新思维的能力和解决实际问题的能力，必须改革实验内容并把实验分为基本型实验、综合型实验和设计型实验三个层面。
基本型实验以了解材料的力学性能为知识重点，着重培养学生掌握实验设备、独立完成实验的能力，它是后续实验的基础。基本型实验可保留必要的传统实验项目，但要提高实验的起点，做到在加强实验的思考性、启发性和实用性的同时让学生独立完成实验。比如：作为基本型的拉伸实验不能只限于低碳钢拉伸，要将其扩充为低碳钢、铸铁、铝合金、复合材料等多种与当今工程应用密切有关的典型材料的拉伸，实验时让学生分组亲手完成各自不同材料的拉伸实验。这样，在同样实验设备的情况下，通过提高实验的起点，达到了扩充实验作用的目的。
综合型实验是基础型实验的补充和延续，着重培养学生的综合实验技能、综合应用力学实验技术和有关知识分析和解决问题的能力。综合型实验重点在综合上，这类实验内容可以是本课程各部分的综合，也可以是不同课程内容的综合，但切不可是几个简单实验的叠加，综合型实验也可通过改革传统的实验来做，比如：梁的弯曲正应力实验，过去是一根矩形直梁，它的应力分布材料力学教材已详细介绍，对它的实验现象和实验结果学生是已知的，这样的实验不能培养学生分析问题、解决问题的能力。现把这个实验改为复合梁应力分析实验，就得到了综合型实验。由下述表1验证方法可知直梁弯曲正应力实验只是一个单纯的验证性实验，但在不需要增添设备的情况下将它改为复合梁应力分析实验，就成了综合型实验，在这个实验中综合应用了组合变形、应力与应变分析知识和平衡条件、变形协调方程以及实验技能和结果等，充分体现了综合型实验的综合性，培养了学生把各相关知识融会贯通和综合利用的能力，同时也能培养他们的综合实验技能，这些是培养创新能力，提高综合素质不可缺少的。
设计型实验以工程实际或模拟工程实际为背景，着重培养学生综合的工程分析能力，是提高学生解决工程实际问题能力的重要途径，同时对增强学生的社会适应性也非常重要。在这类实验中，要充分体现设计性，所有实验都应由学生自行设计、自行实施、自行检测、自行分析处理。设计型实验通常选各类支承压杆稳定性分析。压杆在工程实际中应用非常广泛，其稳定性极其重要，大家知道工程结构由于失稳而破坏往往是突发的，并会造成灾难性的后果，因此，通过这样的实例要求学生对工程实际问题要有足够的重视，进而培养学生严谨、规范的实验作风。实验时学生要结合工程实际自拟题目，题目确定后，学生要模拟工程结构自制模型、拟定实验方案，然后进行压杆稳定性侧试及有关的计算研究，整过过程都由学生自行设计独立完成，这就是一个设计型实验。这种高度的自主实验，激发了学生的探索兴趣，当有问题时学生们会主动查阅资料模索解决的办法，锻炼了学生动手、动脑的能力和独立分析问题、解决实际问题的能力，同时也加强和巩固了有关压杆稳定性方面的理论知识，综合素质得到显著的提高。
三、更新实验教学方法、管理体制和运行机制
传统材料力学实验教学基本上采用的是一种封闭的教学思想、陈旧的教学方法、落后的实验手段，实验中学生没有主动权，大家一哄而上、一哄而下，不利于学生创新能力的培养和综合能力的提高，对此，应对传统实验教学方法、实验室的管理体制和运行机制作如下改革。
（一）将现代化教学手段运用到实验教学中
要建立以能力培养为中心的实验教学体系，充分利用多媒体和网络等现代化教学技术手段是必不可少的。对材料力学实验，教师可开发网上“实验教学应用系统”，该系统至少包括师生互动平台和实验指导、实验方案设计、实验预约子系统。各子系统都有其独特的作用。实验指导子系统：将材料力学实验内容做成多媒体课件挂在实验指导子系统中，实验前学生可通过该子系统预先学习到各实验的有关知识，包括实验项目、实验注意事项、实验目的、实验设备（包括它的结构和工作原理）、实验基本方法、常用量具的使用，实验报告要求等，这些内容通过声音、文字、图像、动画、视频等多种形式在屏幕上生动、具体的表现出来以后，能很快吸引学生的注意力，调动学生思维，从而使学生很快地掌握实验的基本原理、操作技能和实验过程中的要点和难点，为实验实际操作作好准备。通过该系统还可以将一些工程项目的材料力学性能和应力分析测试的动画、材料力学的扩充性实验录象和材料力学在工程实际应用的最新信息等等展现给学生，开阔学生的视野，激发学生更大的创造能力和创新精神；实验方案设计子系统：实验方案设计子系统可用来辅助进行实验方案设计，该子系统程序可以仿真、检查、判断实验方案设计是否正确，若实验方案设计有误，子系统会指出错误出在哪，直到设计的实验方案正确为止。此系统学生还可用来反复操作煅练自己的设计思想、创新思维；实验预约子系统：实验方案正确无误后，可通过该子系统预约实验项目和时间。将现代化技术应用到材料力学实验中后突出的特点有：（1）学生可根据自己的学习情况自主地来安排实验内容的学习，改变了传统的实验教学过程中学生所处的被动地位；（2）对实验内容的动态讲解和过程的模拟仿真解决了传统黑板讲解无法讲清的问题，使实验教学变得生动活泼；（3）通过实验方案设计子系统不仅能将学生的创造性思维发挥到极至，还能填补因实验条件、设备限制做不到的扩充性实验，为个性化发展的学生创造了条件。
（二）开放实验室，为学生自主学习提供方便
开放实验室就是给学生提供一个宽松的实验环境，让学生从实验时间、空间、内容和过程都有选择。实验室开放后，学生的自主性、创造性才能得到体现。我们尝试的开放性实验教学过程步骤如下：
第一步：选题。学生根据学校指导性要求确定自己的基本型、综合型、设计型实验项目。
第二步：实验预习。实验项目确定后，要求学生针对实验项目预习实验指导资料，了解实验目的、实验注意事项、实验设备（结构和工作原理）、实验基本方法、常用量具的使用、实验报告要求等。
以上两项涉及的资料校园网“实验教学应用系统”的实验指导子系统都有提供。
第三步：查阅资料。由于综合型实验、设计型实验有很多知识点没有现成结果，学生要完成这些实验就必须自己去查阅相关资料进行分析。
第四步：实验方案设计。经过前面的准备，对设计型实验进行设计。
第五步：检查论证设计方案。设计型实验方案设计好后，必须经过校园网“实验教学应用系统”的实验方案设计子系统检查论证是否正确，正确进入下一环节，如果错误返回到查阅资料步骤，进一步查阅资料找出问题从新设计，直到正确。在这过程中，也可通过网上师生互动平台与教师交流获取帮助。
第六步：预约实验。通过以上各步骤学生已初步具备实际实验的条件，就可将有关实验资料通过校园网“实验教学应用系统”中的实验预约子系统提交并预约实验时间，学校对具体实验的时间只作弹性控制。
第七步：具体实施。按约定的时间进行实验，实验的顺序为基础型综合型设计型，如果实验做完后还有疑问，可在3-5天内随时再做。
第八步：实验报告。实验操作完后，要写出实验报告整过实验才算完成。
实践证明，这种具有时间、空间、内容和过程都开放的实验，能全面提升学生独立思考的能力、解决问题的能力以及创新精神和综合素质。
（三）建立材料力学实验考核制度
由于传统的材料力学实验课附属于其理论课，实验没有单独设考，只在理论课考核时，有极少实验内容，导致学生不重视实验学习。为了激发学生参与实验的积极性，建立一个既与理论教学相匹配，又有利于培养创新型人才的实验体系，应对材料力学实验进行单独考核，办法如下：
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0229-01
党的十七大提出“提高自主创新能力，建设创新型国家”，创新型国家需要创新人才，尤其需要一种有利于大学生创新人才培养的高等教育环境。为了培养大学生的创新能力，促进基础力学实验教学的建设和改革，教育部高等学校力学教学指导委员会、中国力学学会教育工作委员会和高等学校国家级实验教学示范中心工作委员会于2010年10月在东南大学九龙湖校区联合举办了首届“全国大学生基础力学实验竞赛”，我校代表队与来自全国96所大学的学生一起参加了本次竞赛，并取得了较好的成绩。在此背景下为了提高我校学生的力学竞赛参赛水平，带动学院的实验教学的进一步建设和改革，同时配合我校学生课外科技及创新实践活动，我们进行了材料力学综合性、设计性实验的研究与实践。
1 材料力学实验教学的现状与存在的不足
材料力学课程是土木工程专业一门重要的专业基础课，该课程的理论性、应用性和实践性很强并且与工程实际联系紧密。材料力学实验是材料力学课程重要的组成部分，它不仅对培养学生的动手能力、创新能力以及分析、解决实际问题的能力起着重要的作用，而且材料力学实验技术在建筑、机械等工程中是不可少的。长期以来，我校材料力学实验教学重视理论轻视动手实验，实验内容多以单元操作为主，仅仅局限于配合课堂教学、验证原理，不注重创新性探索性；实验模式落后，通常实验教师将实验要用的仪器设备准备好，然后讲解实验内容和实验步骤，学生在预先准备好的仪器设备上依照步骤做实验、获取数据，最后提交实验报告。这种实验模式缺乏对学生独立思考、动手实践、分析和解决实际问题及创新等能力的培养。因此，探索新的实验教学模式，开设综合性、设计性实验对培养学生动手实践能力，训练学生创新思维和团队合作精神，提高我校材料力学实验教学水平，促进材料力学实验室建设和教学改革都将具有非常重要的意义。
2 综合性、设计性实验的内容及实施
2.1 综合性、设计性实验的内容
综合性、设计性实验的主要目的是培养学生的动手能力和创新能力。为此，我们设计了具有一定工程背景的综合性、设计性实验的内容。
（1）电阻应变片的粘贴实验、应变片在电桥中的接桥实验。
实验目的是让学生掌握电阻应变片的粘贴、焊线技术，学生掌握应变片测量应力时的组桥技术及多点静态电阻应变仪的使用。
（2）偏心拉伸实验、弯扭组合变形主应力的测定。
电测技术广泛应用于各种工程结构的应力分析中，是解决结构强度问题的重要手段。通过上述实验让学生掌握应变片测量应力的原理和方法。
（3）钢桁架结构杆件受力及变形研究。
学生综合应用电测方法等多种实验手段，自行设计实验方案，对钢桁架挠度、杆件内力等进行测试，使学生初步掌握电测技术在工程测试中的应用。
2.2 综合性、设计性实验的实施
（1）查阅文献。
教师首先讲解利用CNKI等网络资源查阅文献资料方法，然后学生按照拟定的实验项目与教师提出的相关要求有目的地查阅文献资料，并进行整理、归纳和总结，为实验方案的设计奠定一定基础。
（2）实验方案的设计和优化。
学生根据给定实验目的要求和实验条件，分小组自行设计实验方案，注重方案的合理性和可行性，指导教师只予以辅助，从方案设计的合理性和实验的可行性逐一梳理和认真审核，并提出需进一步完善的方案，供学生参考。经一至两轮的审核、修改，最后确定最佳实验方案。
（3）实验操作。
学生根据自己确定的实验方案，以小组为单位进行实验操作，小组成员根据各自分工在实验过程中各尽其责，同时又相互配合。遇到疑难问题由学生自己主动思考，整个解决问题的过程中学生是主体，教师仅起指导作用。
（4）编写实验报告。
实验结束后，学生以小组为单位对实验测得的数据进行科学处理、计算，并与理论值相比较，进行误差分析，得出结论。提交完整的实验报告。
3 实施效果
材料力学综合性、设计性实验以学生课外科技及创新实践活动的形式进行实践的，取得了良好的效果。首先通过材料力学综合性、设计性实验使学生将理论课知识与工程应用有机的结合起来，同时培养了学生的工程意识；其次通过查阅文献资料、设计实验方案、完成实验内容，充分调动了学生学习的主动性和积极性，提高学生的动手能力和实验技能，培养了学生的创新、实践能力和团队合作精神；第三，编写实验报告，进行理论计算、实验数据处理、误差分析及实验结果分析讨论，培养学生实事求是的科学态度和综合分析问题、解决问题的能力。为将来进一步的学习和研究创新打下坚实基础。
4 结语
实验是高校教学内容的重要组成部分，材料力学综合性、设计性实验内容是在紧密结合课堂教学内容和工程实际应用的基础上设定的，在学院的支持和教师的指导下，以其特有的组织形式进行实践的。在培养学生的创新思维、实践能力、协作能力、竞争意识等方面都起到非常重要的作用，在提高学生工程素质方面发挥着独特的功能。我们期待着在下一届的“全国大学生基础力学实验竞赛”中取得更加优异的成绩。
参考文献
[1] 牟萍，谢晓梅，等.材料力学设计性实验的设计与实现[J].实验技术与管理，2007（4）.
引言
材料力学是固体力学中最早发展起来的一个分支。一般认为，1638年，意大利著名数学家、天文学家、理学家伽利略出版的名著《关于两门新科学的谈话和数学证明》标志着材料力学的开端。书中，首次提出了材料的力学性质和强度的计算方法。对于土木工程专业来说，材料力学是一门非常重要的专业基础课。其以解决材料的强度问题、刚度问题、稳定性问题为总纲，具有较强的理论性和实践性。
一、现状及存在的问题
目前，国内各高校土木工程专业多选用张如三、孙训方、刘鸿文主编的《材料力学》作为指定教材，或者选用在这三本《材料力学》基础上重新编写的教材。采用的课堂教学方法基本都是从简单的拉伸（压缩）、剪切、扭转和弯曲四种基本变形开始，然后归纳到一般的应力应变状态分析与强度理论、组合变形以及压杆稳定问题。在讲授完课堂相关理论知识后，由实验指导教师指导学生进行轴向拉伸、压缩以及平面弯曲等实验。总体上，土木工程专业的材料力学教学内容已经比较稳定，课堂学时一般在60~74个之间，实验学时一般在4~8个学时之间，学分在3.2~4.0分之间。针对材料力学的教改问题，很多同行进行了研究，也取得了一定的成果。但结合我们前些年的教学实践，也发现了一系列的问题，具体如下：
1.教师队伍缺乏专业性。材料力学是土木工程专业、机械类专业、信息类专业等很多工科专业都开设的一门专业基础课，因此很多学校（包括作者所在学校前些年）均统一安排基础学部的力学教师来讲授材料力学。从学校层面讲，这样安排节省了教学资源，便于统一管理。但弊端是基础学部的教师对土木工程专业缺乏深入的了解，不能将材料力学中的相关理论和实际土木工程相结合，这就导致了学生学到的知识仅限于书本上，不知究竟学到了什么，很难提升学习兴趣。
2.材料力学理论性较强，概念多，公式多，计算多，内容多，学生接受困难。材料力学章节多，内容多，各章之间连续性相对不强。本身理论性、抽象性又较强，很多概念，如应力、应变等，学生第一次接触，若采用传统的讲授式教学，不辅以必要的手段，在有限学时内，很难理解其本质，降低学生学习的主动性和积极性。
3.教材的发展相对落后于规范。目前，我国土木行业的规范体系中，如钢结构设计规范、混凝土结构设计规范等，除疲劳计算外，均基于近似概率极限状态设计法进行强度、稳定等校核，而材料力学中仍主要采用容许应力法，若完全按照教材讲解，学生所学知识与当前工程实践、新理论相差甚远，会误导学生。
4.实验教学流于形式、学生不重视。材料力学的实验基本是在课堂教学讲授完相关理论之后进行，相关实验基本为验证性实验，有些甚至仅由教师给学生演示一遍，学生仅需观看不需要自己动手验证，最后学生上交实验报告就算是完成了实验教学。实验教学沦为一种“形式主义”教学，不仅提高不了学生的兴趣，有时甚至被学生认为是耽误了有限的课堂教学时间。
二、材料力学教学改革建议
针对材料力学教学实践中发现的问题，经过实践，作者提出了一些针对性的建议，具体为：
1.教师队伍注重专业性建设。充分意识到教师在教学过程中的主导及组织作用，选择具有较高学术水平、丰富工程背景的土木工程专业教师讲授材料力学课程，这样教师可以实时地把材料力学教学内容与工程实践结合起来，比如材料力学中梁构件的支座可分为可动铰、固定铰、固定端支座，但我们工程中的主梁一般支承于柱上，次梁一般支承于主梁上，那工程中实际中的梁对应的支座又是那种呢？对于钢筋混凝土梁构件来说，当梁端部承受负弯矩，上部混凝土受拉开裂，如梁上部不配置纵向受拉钢筋，即可允许梁端发生转动，进而释放掉负弯矩，这样一般就可认为是固定铰；反之，若梁端上部配置了足够多的纵向受拉钢筋，那计算时就可以简化为固定端。通过专业老师的讲授，使学生切实体会到材料力学和工程实践的密切关系，进而激发学习的兴趣。
2.教学内容注重时效性、拓展性建设。在对教学内容不做较大修改的前提下，教学时注重时效性，与现行相关规范作比较，如轴心受拉构件的强度计算公式，材料力学中基于容许应力法的表述为公式（1）、钢结构设计规范中基于近似概率极限状态设计法的表述为公式（2）。NAn≤[σ]（1）NAn≤f（2）式中，N为构件受到的轴拉力；An为构件的净截面面积；[σ]为许用应力，Q235钢材一般取150~170MPa之间；f为钢材的抗拉强度设计值，Q235钢材一般取215MPa（板件厚度小于12mm）。从表面上看，公式（1）和公式（2）的区别仅为[σ]和f。但实际上公式（1）基于容许应力设计法，要求结构在标准荷载下产生应力不得超过材料的容许应力[σ]（容许应力[σ]由材料的极限应力除以一个大于1的安全系数得到），因此可知，式（1）中的N是由标准荷载产生的轴拉力。近似概率极限状态设计法设计公式（2）是用荷载或荷载效应、材料性能和几何参数的标准值附以各种分项系数，对于不同重要性的结构，尚应考虑结构重要性系数，即式（2）中的N是由荷载设计值（荷载标准值乘以相应的荷载分项系数）产生的轴拉力，f是由材料强度标准值除以抗力分项系数得到。除注重教学内容与现行规范相结合外，教学过程中我们也强调力学知识的拓展性，即材料力学中的相关知识不仅在土木工程中应用，在生活中也有大量应用，诸如食品包装袋上预留一个小豁口、如何吃火腿肠、冬天水管为什么会被冰胀裂、撑杆跳运动员使用的撑杆的变化（由木杆、竹竿、金属杆等逐渐过渡到现在用的玻璃纤维杆）、香蕉球的力学原理、弹簧秤的力学原理等等，通过这些生活中的具体问题，使缺少工程实践的学生从生活案例中理解材料力学概念，让学生意识到材料力学就在我们身边，并逐步引导学生自己去发现材料力学在生活中的应用，进而提高学生的学习兴趣。
3.教学手段注重结合性、细节性建设。本文着重介绍的是作者采用多媒体课件教学时，认为应该注意的一些细节性问题。（1）多媒体课件形声、动画兼备，对于抽象的应力、应变、变形过程等更容易展示出来，学生也容易理解，但制作课件时要注意排版、字体大小、颜色等，最好多图片少汉字，能用动画表述不用文字描述。排版不宜过于花哨，否则会喧宾夺主，学生会把过多的注意力放在课件上，而不是教学内容上。（2）多媒体课件内容选择上，辐射面要广，不仅包含教材上的知识，尚应涵盖教材没有涉及到的知识。但除重点内容外，一般不必过于详细，否则学生会认为“课件”就是材料力学，降低他们主动学习的积极性。细节决定成败，一个好的多媒体课件可以让学生在愉悦中掌握知识，优化课堂教学，提高教学质量。
4.教学方法上注重灵活性建设。为改善传统的教师讲、学生听这种学生“被动学习”的教学方法，将“启发式学习”“学生自主学习”与传统的教学方法相结合，引导学生积极思考，增强了教与学的互动，使学生参与到教学活动中来，而不是被动地接受。“启发式学习”的核心是引导学生学习，结合材料力学每章节课程内容，教师在导课时都结合具体的工程案例或相关科研成果，首先让学生知道要学什么，相关的问题在哪？带着问题去学习，学完相关内容后，师生共同对问题进行归纳总结，加深学生对学习内容的理解。比如在讲解压杆稳定问题时，教师首先提出问题：仅长度不同的钢柱，其余均相同，哪个承载力会高一些呢？学生从生活常识的角度一般能知道短柱一般承载力会高一些，但不知道原因在哪儿。在讲解完压杆稳定问题后，学生就知道原因所在了。“学生自主学习”就是给学生站上讲台并充当教师角色的机会。材料力学课程安排中一般会有2~4个学时的机动课时，我们利用这几个学时的时间，让学生站上讲台，规定每个学生授课时间一般在8分钟左右，从授课章节、多媒体课件制作、素材收集等等全部由学生自主完成，在“学生教师”授课的过程中，教师充当学生，最后由教师进行点评。以前，教学过程中，我们一般把这几个学时安排成答疑，效果并不理想。基于此，我们把答疑全部改为课下进行，不占用课堂时间，把节约下来的课时用来给学生展示，这样提高了他们学习的主观能动性和在众人面前表达自己的能力，也让他们体会到了教师工作的辛苦。
5.实验教学注重层次性建设。针对之前实验教学的弊端，我们作了如下改进：（1）除实验室专门配备的教师外，要求材料力学授课教师全程参与实验教学。（2）将实验分层，第一层次为基础性实验，包括拉伸、压缩、平面弯曲实验。第二层次为综合性实验，可以由学生自拟题目或结合教师个人科研项目确定。（3）基础性实验教学过程中，授课教师首先把与实验有关的多媒体课件等相关素材提供给学生。进入实验室进行实验时，由实验室教师对授课教师事先提供给学生的素材（多媒体课件等）进行详细讲解，并预留下一些问题。因学生课下已经做好了预习，这样有效地节省了准备时间。为提高学生的动手能力，实验按每2~3人一组进行分组，撰写实验报告时，学生除需对实验数据进行整理分析外，尚需对实验室教师预留的问题进行解答。对实验过程中不懂的问题，也可以在实验报告上提出，最后由实验室教师汇总交给授课教师，由授课教师统一解答。同时，实验报告上必须注明小组每个人的分工。（4）综合性实验为选做性实验，可以是真实的物理性实验也可以是数值性实验，主要是针对学有余力的同学开展的。截至作者发稿前，学生自拟了轴向压杆稳定承载力的测定、焊接构件残余应力测量等多个实验项目；参与到教师的科研项目中的实验就更多了，诸如一些实际检测类的工程项目、实验室的科研试验项目等。6.课程考核注重多样性建设。课程考核过程中，摒弃了平时成绩+实验课程成绩+期末考试成绩加权计算总成绩、期末考试闭卷的传统作法。相关改进如下：（1）针对材料力学公式多、概念多的实际情况，考试时允许学生自备半张A4纸，半张A4纸单面（另一面空白）可以撰写自己认为重要的公式、概念等等，但只能自用不可互相传阅，考试结束时该半张A4纸写上姓名随同试卷上交。（2）减小主观性成绩在总成绩中所占比重，平时成绩主要依靠作业质量、出勤率等来确定，但仅占总成绩的10%；实验课程成绩分为A（优秀，对应90分及以上）、B（良好，对应80~90分）、C（中等，对应70~80分）、D（及格，对应60~70分）、E（不及格，对应60以下）五个等级，若实验成绩等级为E，则采用一票否决制，总成绩不合格；若等级为C或D，实验课程成绩占总成绩的30%；若等级为A或B，实验课程成绩占总成绩的20%。总体上，实验成绩越低，在总成绩中所占比重越大，就会导致总成绩越低，进而促进学生重视实验教学。
三、结束语
经过几轮的教学实践改革，针对我校土木工程专业材料力学的教学改革取得了初步成效，学生对材料力学的理解逐渐由一门抽象、难懂的“力学课”转变为土木工程专业的一门“专业基础课”，学生的学习兴趣、学习动力、动手能力、解决实际问题的能力大幅提高，学习过程中的参与感逐渐增强。但我们也意识到，材料力学教改工作是一项长期工程，需要我们顺应形势，进一步地探索和实践。
参考文献：
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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。美国力学大师铁摩辛柯说过:“理论分析和实验结果在材料力学研究中具有同等重要的地位,材料力学的历史是理论和实验二者最好的融合。”理论课与实验课是同等重要的,理论课侧重于相关理论的讲解,具有普遍意义。实验课侧重于解决工程实际问题,是理论知识学以致用的实践性课堂,否则再好的理论也只能束之高阁,也就失去了理论研究的意义。因此,只有明确实验教学的重要性,才能培养学生应用理论知识去分析解决工程实际问题的创新能力,这点对工科专业学生非常重要。
2.增添实验设备,改善实验教学条件
俗话说“工欲善其事,必先利其器”。要想提高实验教学的效果,实验室必须按照学生的人数比例配备先进的实验仪器设备。近3年来,随着我校“实验室发展与提升计划”的实施,材料力学实验室先后购置了一批材料力学多功能试验台、电子万能试验机、静态电子应变仪和压力试验机等设备,同时,还对实验室环境进行改造。基本解决了教学设备陈旧、老化、台套数少和教学场地狭小等问题,使得实验教学能力得到快速提升。
3.改进实验教学方法,提高学生学习兴趣
传统的“固定式”实验教学方法束缚了学生思维能力和创造能力。在新的教学过程中,应充分利用网络优势,把试验仪器的图片及操作方法、注意事项、实验的主要目的、实验操作步骤等放到实验室网站上,以便学生进行实验前预习。同时,利用多媒体技术,制作实验CAI 软件,将材料力学实验内容全部模拟完成,建立材料力学虚拟实验空间。这样既增添学生学习兴趣,让学生很快掌握如何操作试验机,掌握课本上抽象的内容,又能培养学生利用计算机等现代化手段进行科学实验的能力,为将来踏上工作岗位打下坚实的基础。
4.立足基本实验教学扩充新型内容
基于“夯实传统实验基础,增加探索性、设计型和综合型实验内容”的想法,我们将材料力学实验分为二部分:(1)低碳钢和铸铁材料的拉伸、扭转和压缩等三项实验作为基本的材料力学性能实验。把测定材料弹性模量和泊松比、圆管扭转应力和纯弯梁弯曲正应力等实验作为基本应力分析实验,这两类实验为必做实验,是整个材料力学实验内容体系的基础部分。(2)组合梁弯曲正应力分析、组合压杆临界力测定、圆管弯扭组合实验等探索性、设计性和综合性的实验系列,构成整个实验体系的提高部分。其次我们还穿插了一些建筑材料中的钢材、木材、有机材料等与专业密切相关的材料实验,这对于学生后续专业知识的学习、拓展专业深度及广度,具有重要意义。比如,材料力学实验中的电测法是“建筑结构检测”这门专业课的灵魂,一些重要的建筑结构往往采用电测法来分析结构的受力状态。此外,在实验教学过程中,我们根据专业特点利用投影设备给学生播放一些工程实例,加强实验与工程应用的联系,增强学生的感性认识,激发学生的学习兴趣。
5.实验室实行全天开放
我们已经通过实验室网站建立实验预约系统。同时,我们还把实验室现有的仪器设备的数量、功能、参数和主要运用领域等信息放上网站供学生查询。通过实验室开放,学生可以自由安排时间完成实验任务,学生也可以自己设计实验项目解决实际问题。此外,我们还积极动员学生利用实验室开放时间参加教师的科研项目。实验室开放给学生提供了一个宽松的实验环境,让学生从实验时间、空间、内容和过程都有自主的选择,老师真正做到“引导”作用。
6.改革材料力学实验教学的考核方式
传统材料力学实验教学的考核,只关注学生的出勤率及实验报告的填写,很少考虑学生参与实验的主动性等因素。为了使实验考核更加客观,提高学生参与实验的积极性、主动性和创造性,我们坚持从以下三个方面考核学生:(1)实验效果。以全班学生实验所得实验数据的平均值作为参考,确定每位学生实验的效果,此部分占实验总成绩的50%。(2)实验报告。重点考查学生的实验思路及对待实验的态度,此部分占实验总成绩的30%。(3)实验课堂过程。考查学生的实验出勤率及学生实验动手能力,此部分占实验总成绩的20%。
三、结束语
实验教学是培养学生实践能力和创新能力的基础,这已经成为众多实验教学工作者的共识。只有树立正确的观念,把实验教学与理论教学摆在同等重要的位置,实验教学改革才能成功。同时,实验教学改革也是一项不断更新的工作。只有紧跟社会发展的步伐,行业发展的趋势来不断完善教学方法和教学内容,才能不断提高教学质量,才能培养出“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。
参考文献:
[1]裴玉屏.搞好材料力学实验改革提高大学生的实践能力[J].辽宁工学院学报,2002,(2):78-83.
中图分类号：[O341]文献标识码： A 文章编号：
一、材料力学实验教学的必要性
要了解材料力学实验，我们先应该知道什么是材料力学。材料力学是，研究工程材料力学的性能和构件强度、刚度和稳定性计算理论的科学。它的主要任务是为设计各种构件提供必要的理论和计算方法以及实验研究方法。一般来说，要合理地使用材料，就必须要先了解材料所用材料的力学性能，就必须要通过试验才能测得相应科学数据。实验教学是是学生深入了解知识、验证理论的有效途径，是教学课程中的一个重要环节，材料力学实验教学部分更是在整个材料力学教学中具有不能忽视的地位，并随着高校教学改革的进一步深化，日益凸现它的重要性。
二、材料力学实验教学中存在的问题
实验教学虽然是提高教学质量的重要途径之一，但目前还存在着一些缺陷和问题，需要引起高校的重视：
（一）就目前试验教学现状而言，教学方法较不利于培养学生的积极性和主动性。由于教学时间和教学设备等外在因素影响，多数试验教学还处于填鸭式教学。举个例子来说，做金属拉压实验时，通常的教学方式是多名学生围着一台实验设备观看实验教师进行操作，同时实验教师讲解试验内容，这种“走马观花”地试验教学，效果是可想而知的。材料力学目前的实验大多停留在简单的验证性试验，不足以调动学生的积极性。与此同时，试验设备不足也是出现此现象的一个重要原因。由于此种现象，学生失去了宝贵的动手分析问题和解决问题的机会。
（二）在材料力学试验中，学生做实验的材料较为单一。实验教学原本的目的，就是为了让学生认识和了解工程中各种常用材料的力学性能，但目前学生所进行的实验，与工程应用中所需的实验相差太远，那些高温、高压等试验由于设备和实验条件却不能涉及，因此实验教学与试验初衷相悖。
（三）上面提到实验条件问题，但就现有的实验条件而言，未能有效利用并在学生的毕业设计中更好地发挥应该有的作用。学生若能多做实验，多动手实验设计，提高实验设备的利用率，并在毕业设计里体现出来，这样才有利学生能力的提高。同时，教师在进行试验教学时，对实验教学的考核不够完善。一般来说，教师考核学生常常采取实验报告的形式，却忽视了实验的操作内容，达不到对学生全程监控的要求。
（四）实验教学与科研结合地不够密切。目前的实验设备主要为教学所用，实验室虽然也向所有教师和学生开放，但实验设备的利用率问题以及与科研和产业结合的程度较低是一个重要问题，产学研要有效结合是一条漫长的道路。
（五）实验项目需要更新和改革。例如梁的纯弯曲正应力电测法试验，目前仅限于验证性实验，其电路及应变片都是接好的，完全不能发挥学生的动手能力。而实际上，粘贴应变片、焊接应变片引线、设计电桥桥路等完全可以放手让学生自己动手做。
三、有效改进材料力学实验教学的策略
针对上面所提出的存在于材料力学实验教学中的各种问题，作者提出以下一些改进策略和建议：
（一）由于教学方式和内容较不利于培养学生的积极性和主动性，所以学校应加强实验教学内容建设。其一，学校实验教学多为验证性试验，因此我们可以从实验的设计入手。在实验教学中，可以多涉及一些演示性实验、设计性实验和综合性实验等等，从各个方面挖掘学生潜力；其二，作为实验课堂教学，需要妥善保存教学资源，以便学生日后自行学习和研究，如制作实验录像和多媒体课件等等。
（二）提高实验设备的利用率，实现产学研相结合。为了充分发挥实验室的作用，提高实验设备的利用率，就必须要改革原来课程教学的体制，实行实验室开放使用制度。目前对高校来说，缺乏的就是实验经费和实验所需要的条件。由于这些因素，使得实验教学无法上升到研究的层面，无法达到科研进而行程产业的程度。基于此，学校应引进新的实验设备，并且施行实验室开放政策，鼓励教师和学生多进实验室，多开展科学研究。这不仅可以提高实验室设备的使用率，更有利于学校科研水平的提高，实现产学研相结合。
（三）实验考核方式的更新和改革。根据教师考核学生常常采取实验报告的形式，却忽视了实验的操作内容，达不到对学生全程监控的要求这类现象，作者建议要对实验教学的效果进行严格考核。首先学生做实验，最重要就是保证实验结果的准确性，对实验结果负责。对此，作者认为可以规定只有通过实验人员签字认可的方可离开实验室，否则重做实验。此种方法在于引起学生对实验课程的重视和认真的态度。除实验操作性题目外，还可以设置填空题、选择题、简答题等多种形式，多种方式进行实验考核。
（四）强化实验的基本要素。实验的基本要素即：实验者、实验手段、实验对象。实验的主体是实验者，是重要的能动因素。对于材料力学实验教学来说，实验者就是学生，主要突出学生的主体核心作用，目的是使学生通过做实验受到基本的技能训练，培养实事求是、严谨细致的科学作风。此外，为了更好的控制实验教学，需要限制实验人数并对实验课程进行有效设计，鼓励学生可以自拟题目、设计实验，锻炼学生用课程所学知识解决工程实际问题的能力。
参考文献
0引言
材料力学是土木工程专业的技术基础课，是研究各类工程结构中普遍存在的受力和变形现象的学科，着重培养学生的逻辑思维、分析能力和解决实际问题能力。一直以来，我国大学中所讲授的力学课程内容大多由前苏联引进的内容，内容陈旧、枯燥、抽象、重理论轻实践。教学方法多采用灌输式教学，造成课堂气氛死板，有时甚至枯燥无味，大大降低了学生的学习热情。这些问题不但加剧了学生的学习惰性，也影响到其它课程的学习状况。针对以上问题，如何为实际工程提供合格的力学人才；如何在材料力学教学中充分调动学生的主动性和积极性；在目前有限的课时下，如何对旧有材料力学课程体系进行合并、筛选等工作已经成为教学改革工作不可回避的事实。CDIO工程教育理念提倡在实践中学习，在学习中实践，这为该问题的解决提供了一种思路。
1CDIO工程教育模式
CDIO模式以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO模式强调与社会大环境相协调的综合的创新能力，同时更关注工程实践，加强培养学生的实践能力，因此CDIO工程教育模式是提高大学生的创新和动手能力、推进产学研结合、加强实践教学环节以及加强学生参与交流与合作能力的有效途径。
2基于CDIO模式的材料力学教学大纲设计
CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。材料力学课程既包括专业知识学习，又强调应用能力的提升，根据这一教学目标设计的教学大纲如表1所示。
3改革方案设计
3.1教学内容的改革
对于传统教学中的基本概念、原理和方法，我们在教学中应该重视，可为了拓宽学生的视野和运用力学知识建模的能力，我们又应该对教学内容优化。随着科学技术的发展，新的理论、新的学科、新的计算工具和计算方法、新的试验方法不断涌现，在教学内容中适当增加这方面的介绍和练习，可以拓宽和增强学生系统解决实际工程的能力。此外，学生普遍对繁琐的理论推导缺乏热情，因此有必要在教学中加入实习环节或模型演示环节，实现教学与实践的结合，从而提高学生对力学课程的兴趣。
3.2教学方法和教学手段的改革
如何调动学生的主动思考，如何加强学生独立解决问题的能力，如何实现“在实践中学习，在学习中实践”？显然单纯的课堂教学很难实现这些目的。首先，材料力学应把课堂教学与案例教学或现场教学结合起来，并配合一定形式的课堂讨论。这样学生就能比较生动地、直观地去学习基本理论，并且可以明确学习的目的性。例如：弯曲问题可以在施工现场结合梁的配筋布设讲解；组合变形可以在实验室用模具演示教学等等。另一方面，CDIO教育理念重视个人能力及技能的同时，强调团队协作与交流，因此可以在教学过程中开展分组专项研讨。专项研讨任务以小组为单位，每组3~5人，让学生到施工现场进行调研，结合工程实际确定材料力学研讨主题，然后针对工程实际问题建立力学模型，通过小组探讨解决工程问题，从而锻炼学生收集信息、主动获取新的知识、解决问题和创新的能力。再一方面，还可以在教学过程中开展自主实验设计，推动学生自主学习能力。在教学手段上也应结合新技术、新方法的发展，在传统的板书基础上，融入PPT、Flas、仿真数值模拟等教学手段。一方面加强学生对传统力学知识的理解，另一方面，新的教学手段可以丰富教学内容，贴近工程实践，拓宽学生的视野。例如：PPT相对于板书，可以发挥信息量大的优点，让学生在有限时间内完成更多的课上练习；Flas可以在课堂上展现一些实验现象或者工程实际现象，这有助于学生对抽象力学概念的理解等等。
4课程评价体系改革
课程的考核评价体系和考核方法主导着学生的学习动力和方向，其改革必须匹配材料力学课程的CDIO教学大纲，起到引导学生有意识开展专业能力锻炼的目的。材料力学课程成绩包括三部分：书面理论考试、汇报答辩、实验报告，权重为0.4、0.4、0.2。书面理论考试主要以基本概念、基本理论、基本技能为主。汇报答辩要求学生对小组研讨专项做成PPT，图文并茂的在讲台上向老师和同学做报告，并回答老师和同学对改组项目提出的问题，考核重点在：调研的充分性、CDIO综合能力的展现性、技术和理论的结合度、团队的协作能力等方面。实验报告要体现自主实验设计的选题调研、方案设计、实物开发和交流评比等环节。
5结束语
基于CDIO的材料力学教学模式着手改革课程体系和教学模式、创新教学方法和教学手段、调整教学考核体系，从而调动学生的主动思考动力、培养学生的团队协作和交流能力、加强学生独立解决问题的能力，让学生“在实践中学习，在学习中实践”。
【参考文献】
［1］李为虎.一种工科理论力学教学模式的构思与实践[J].力学与实践，2010（3）:126-127.
［2］李庚英，赵晓华，熊光晶.土木工程材料CDIO模式的设计与实现[J].高等工程教育研究，2009（5）.
［3］林建.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）.
伴随着经济的持续高速发展，工程领域航空、航天、机械、动力、土木、水利等行业对于本科生的要求发生了巨大转变。对于一般的工业企业来说，大量的结构强度计算分析工作都可通过Nastran、Ansys等有限元软件来完成，设计分析也可以借助相关设计手册来进行，似乎所需要的工程师人数相对较少，对其力学知识和相关能力的要求有所降低。但是，我国的产业结构正处于向自主创新的攀升过程中，更需要的不是仅仅能因循守旧、照搬设计规范来完成结构或产品设计的工程人员，而是能够清晰地理解旧有规范背后的科学依据，准确地把握产品的当前需求以及由此带来的技术挑战，在此基础上进行改进，甚至全新设计的技术人才。因此，对于绝大多数具有实力的大中型企业而言，反而是力学基础好，概念清晰，发现问题、分析问题和解决问题的能力强，具有创新能力的本科毕业生更加受欢迎。所以，考虑到工程实际需要的差异性和多层次性，开展基础力学课程的教学改革十分必要[3]。
一、基础力学课程教学的特点与现状
现阶段的基础力学课程教学出现的问题，从大的层面来看，主要表现在以下几个方面。
（一）教学内容多与实际学时少之间的矛盾
近年来，为了拓宽学生的知识结构，扩大专业的就业面，高校不断进行了专业调整与改革，专业课的课时普遍被大幅度压缩。而各力学课程都是一个完整的知识体系，有其自身特点和规律，难以相应地进行大幅度削减。这就提出了如何在被大幅度压缩的学时内，高质量完成相关教学内容的问题。
（二）力学知识体系要求较高与学校生源素质急剧下降之间的矛盾
基础力学课程从基本概念的提出到理论体系的建立，其建模与分析的思路极为严谨，假设与抽象十分合理，具有坚实的现实依据和理论意义；研究方法非常严密，通常需要大量地运用数理方程等相关学科知识。但是，目前各本科院校的连续扩招，学校生源素质急剧下降，学生基础知识差，在实践中认识和提出问题、应用力学知识分析和解决问题的能力明显不足。就“材料力学”而言，公式推导过程比较烦琐，而且必须要以实验课相辅助。学生普遍反映“材料力学”课程较难掌握，容易产生畏惧心理，考核结果也往往令人担忧。
（三）实践环节需要资源较多与高校资源相对紧张之间的矛盾
基础力学课程是理论性和应用性都极强的课程。以“材料力学”为例，它主要分析各种工程结构和材料受力之后的变形情况，需要学生对工程实践有一定的感性认识，能够将理论分析与工程实际联系起来。这就需要让每个学生都能动手实践，开展从材料的各种力学性能测试，到构件的拉、弯、扭、及组合变形，到静动态力学性能分析等等多个相关实验，进行较为充分的相关力学实验的实验设计、试件设计、过程操作、结果分析、数据整理、报告撰写的练习。然而由于力学实验设备普遍相对较贵，占用空间较大，往往都是若干学生以小组为单位，严格按照相关实验过程，完成两三个简单实验。充分达成课程目标所需资源与高校现有资源之间形成了较大反差。
以上矛盾都是目前客观存在的现实，需要院校、教师、学生等管理部门、教、学各方面共同努力，确立教改观念，理顺发展思路，推出合理举措，不断解决问题。
二、基础力学课程教学现存问题分析
具体到基础力学课程的教与学来说，长期以来，基础力学课程的教学模式仍采用传统的模式，关注学科知识的传授。形式上是课堂上教师满堂讲，学生埋头记；课后学生完成作业，教师批阅；最后学生参加考试，完成课程考核。从实际教学情况来看，这种模式不仅其过程中存在许多弊端，而且该模式本身已不能满足社会需求。这样不利于学生对知识的全面掌握，难以衡量学生的真正水平，不能很好地培养和锻炼学生对知识的运用能力和实践动手能力，还容易出现作弊等违纪现象，同时不利于教师教学水平的提高，没有充分发挥各种考核手段的导向和反馈作用。所以传统教学模式必须改变[4-5]。
教学过程主要包括教师与学生，涉及课堂教学、实践、与考核等环节。目前主要存在以下问题。
（一）课堂教学环节
学生通过基础力学课程的学习，熟悉相关知识体系和内容，建立相应基本概念，了解本学科的特点，树立采用定量分析方法解决工程实际问题的观念，培养创新意识。这些都无法脱离课堂教学环节。课堂教学是课程学习的核心环节。目前仍存在以下几个问题。
在教学内容方面，由于学时太少，教师往往拘泥于其系统性，不能给学生留出足够的自由时间和思维空间，忽视了学生的创新能力和想象力的培养。在教学手段方面，普遍大量使用PPT课件，基本都是以教师满堂灌似的讲授为主。尽管表面上较为流畅，但留给学生思考的时间相对不足，会导致教与学之间缺少充分互动。在教学方法方面，由于高校教师，尤其是青年教师承担了大量的教学、科研任务，因此会忽视对教学方法的研究。
（二）实践教学环节
基础力学课程是应用性非常强的课程。它通过对工程实际、生活实际的各物体、构件的分析，得到其运动、变形的知识和观点，并与实际情况相比较，进而加以修正，从而形成普遍规律，用于指导实践。其建立过程、认识过程与应用过程都和实践密不可分。课程学习的最终和最重要的目标就是能熟练自如地运用相关知识，解决实际问题。因此，实践是课程学习不可缺少的重要环节。
目前，基础力学课程实践环节方式较为单一，就大部分院校而言，主要是实验；内容较为贫乏，一般都只是开展几个最为基本的力学实验；过程非常单调，仅是学生分组完成规定的操作流程。这很难激发学生的兴趣，难以吸引学生主动思考和投身实践，基本不能实现创新精神的培养。
（三）课程考核环节
考核环节一般包括课后作业、实验报告、大作业、期中期末考试等，是对教学情况的反馈和总结。它具有方式多样、内容丰富的特点，能对教学起到重要帮助作用。但是，往往实际中都只重视期末考试，采取主要以期末考试来决定课程学习通过与否的做法。
这种传统的考试模式更多的是考查学生对基本知识点的掌握，很难实现对学生创造能力和创新能力的培养和考查。而且，这种模式形式单一，基本以笔试闭卷为主；考试比例相对集中，一般是以课程结束后的一次考试成绩作为课程成绩；考试的时间也比较集中，考试基本安排在学期末进行；考试内容也很少，基本上是讲三学二考一。这样往往造成学生上课不认真听讲，课后不仔细复习，平时不查阅参考资料，一心指望考前突击、死?过关。同时，这也极易引起学生只重视做题，忽视了对本学科的规律与特点的掌握和体会，更无法谈及相关创新精神和创造能力的培养。
三、基础力学课程教学改革的思路与措施
基础力学课程的教学改革必须注重学生创新精神与创造能力的培养，这已成为大家的共识[6]。在教学改革过程中，要贯彻“以学生为主、教师为主导”的教学原则，努力激发学生的兴趣，牢牢地吸引住学生的注意力，促使学生能够认真观察、独立思考、积极动手操作、乐于表达交流、随时质疑提问、联系工程实际，全面参与到教学的各个环节中来[7]。始终注意培养学生在观察工程实际与生活现象、发现和提出问题、运用力学知识抽象和建立理论分析模型、运用相关力学知识解决实际问题这一完整过程中，理解、体会基础力学课程特有的学习方法、思考原则、考虑角度、分析方法等。始终注意力学课程的教学与工程实际的结合。
在课程教学的各环节，以“材料力学”为例，不仅需要引导学生完成知识点的学习、掌握，实现知识的积累，还需要促进学生思考和理解这些知识背后的依据、原理，帮助学生体悟知识的应用过程。需要考虑的方面和可以采取的措施如下。
（一）教学环节
在组织教学内容时，应不拘泥于所授教材，注重课程知识的横向应用，突出“材料力学”研究问题的思路和解决问题的方法；注意结合工程实例和生活事例，侧重现象分析和规律探讨，激发学生的学习热情。以学生为中心，制定教学方案。在课堂教学中要激发学生的好奇心，抓住学生的注意力。尽可能结合时事、结合突发事件、结合新技术的应用，采用青年人更易接受的流行语言和词汇来讲解和体现力学规律。可适当减少习题的讲解，增加工程实例的分析和探讨。通过若干完整的工程实例分析，来展示力学知识的运用，体现本学科的重要性，并澄清本学科的学习特点，帮助学生尽快地适应本学科的学习。在习题的讲解中，注意区分典型例题与非典型例题，厘清处理典型例题的通用方法与处理非典型例题的特殊方法的关系，尽可能地解除学生的畏难情绪，排除学习障碍。
在教学手段上，利用青年人对计算机、手机等新技术应用具有浓厚兴趣的特点，可将多媒体教学与传统教学有机结合，尽可能地将多种元素引入进课堂教学中来，比如CAI课件、动画、电影、CAD、CAE等。
在教学方法上要转变教学观念，将传统教学方法与现代化教学手段和资源结合起来，不断优化教学方法。可通过绪论课与力学史、基础力学教学中的人文因素[8]与力学美等的介绍[9]，以及借鉴小说与评书的论述方式，来引起学生的好奇心。
同时，教师还应不断提升自身的专业素质，坚持开展科研，加深和拓宽对本学科的认识，始终站在学科前沿来引导学生。
（二）实践环节
基础力学是解决复杂工程课题的理论基础，工程应用是基础力学的最终目标，同时也是激发学生学好基础力学课程和产生工程意识的前奏。基础力学的工程应用是提高学生学习兴趣的一个重要渠道。
现有的力学实验大多内容简单，过程死板，结果已经预知，仅仅只是验证性实验，而不具有探索性和创新性，难以引起学生的好奇心与求知欲。且分组完成，相对缺乏思考性和启发性，个人的参与性不强，不利于学生创新意识的培养。
实践环节教学改革十分重要的内容就是要增添实验内容，增强学生的选择性和参与性，如各种材料力学性能的测试、组合变形实验、复合梁实验等。并结合工程问题、结合学生的大作业等，进一步提出实验课题，让学生自主设计实验及相关装置并完成实验，如超静定结构实验、各种界面梁的弯扭实验等。对于新的实验内容，只给定实验要求，由学生自己完成对实验内容的分析、制定实验方案、选择实验仪器和设备、分析和处理实验数据、撰写实验报告。这样有利于加深学生对课堂教学内容的理解，提高学生的实验动手能力、分析问题与解决问题的能力。
（三）考核环节
当前考核环节的主要弊端是以期末考试来决定课程成绩。对考核环节的改革应该是全面重视课后作业、大作业、实验报告、期中期末考试，并逐渐开拓平时测试、工程实例分析、自主实验设计等多种考核方式，合理分配时间和设置相互之间的权重，最终形成课程成绩。
其中，最为常见的考核环节是课后作业的批改。要加强学生对平时作业的重视程度，引导学生独立、积极地完成作业。教师要及时、认真地布置和批改作业，从作业中得到课程教学的信息，并在下一阶段的教学中加以处理；同时将批改情况积极反馈给学生，引导和帮助学生采纳反馈信息，进行复习。
大作业与课程论文作为一种普遍性的探索模式得到了较为广泛的认可，是创新精神和创造能力培养的很好方式。选题可以多种多样，如学习体会、章节总结、一个知识点的深入讨论或一个具体生活或工程实例的解决。选题的范围可以源自生活的方方面面，比如沥青路面的变形、塌陷、开裂，树木大风过后的刮倒、树枝折断，交通信号灯杆的歪斜等学生可能目睹但未进行认真思考的现象，抓住学生的好奇心理，激发他们的探索热情。一般由学生自主选题，以教学大纲为基础，在教师的指导下自由地进行知识拓展，并按科技论文的模式来完成，从而使学生的科研素质得到初步培养。
一般说来，由于当前实验环节都是分组同时进行的相同实验，实验报告也是按照固有格式完成，导致实验报告难以反映实际情况。不妨采取自主实验设计、完成相关实验并最终形成实验报告的方式来考核。这对于学生个人能力的要求较高，需要充分发挥学生的主动性等，也需要教师的积极指导和帮助。
中图分类号：TB30 文献标识码：A
1概述
实验教学是高等学校人才培养不可缺少的重要环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着不可替代的作用。材料力学实验是高校工科专业技术基础课程《材料力学》、《工程力学》、《建筑力学》的重要组成部分。通过材料力学实验，可以让学生加深对材料力学基本概念、基本理论的理解和认识，使学生牢固掌握材料性能指标的检测方法，培养学生分析问题、解决问题。材料基本变形、组合变形测量等实验涉及众多电测方面的知识，如应变片、应变仪、力的传感器、桥路及其连接、贴片与温度补偿等，是力学与电学知识相结合的实验。近年来，由于专业热点变化，这类材料力学基础实验在高校普遍存在压减学时、实验室规模萎缩、仪器使用损坏率高、实验经费有限等问题，同时，实验中应变片的粘贴实验周期长，而且因为虚贴等操作会造成材料损耗，测量前的线路焊接、电桥搭配等的不正确操作也会造成仪器的损毁，所以实验中的这些步骤都在实际实验中省略了，学生失去了动手动脑进行科研训练的机会，实验做完后对电测原理一无所知，教学效果很不好。
如何在现有条件下发挥有限资源的最大效率，并显著提高材料力学实验教学效果，是广大实验教学老师正在探讨的课题。近年来，国内各高校不断尝试将计算机仿真技术引入到实验教学中，改变了传统的教学模式，使得教与学的方式发生了革命性的变化。
仿真实验是通过计算机及其相应的模拟程序来完成实验过程，不受实验室仪器设备、实验材料的限制，因其具有经济性、开放性、针对性及安全性等特点，是培养学生综合创新能力的一种有效实验手段。
为此，结合材料力学电测实验课程的特点，运用信息技术寻求一种合理、高效的仿真实验途径具有非常现实的意义。研制材料力学电子测量仿真系统，可以让学生在较短的时间内通过仿真贴片、接线、加载、测量，对电测原理有个完整了解，作为课内实验的补充，也可大大提高实验教学效果。
2 材料力学电测实验仿真系统开发
1）材料力学电测实验仿真系统的技术选型
系统开发选用C++ Builder， C++ Builder具有快速的可视化开发集成环境，内置了大量完全封装了Windows公用特性且具有完全可扩展性的可重用控件，利用C++ Builder可以快速完成复杂的界面交互，让我们将开发的重点放在内部流程与算法，无需考虑界面实现与数据交互，从而提高开发效率。
后台数据库选用比较通用的关系数据库SQL Sever，采用两层的C/S架构，数据库中记录实验操作人员、实验场景数据、实验过程操作记录、实验结果记录等，实验老师可以通过系统管理程序查看记录，了解学生实验情况及仿真系统使用情况。使用通用关系数据库SQL Sever的好处之一是可以支持网络并行操作，学生可以在不同终点同时做不同实验；另一个好处是保存大量的实验记录数据而不会导致系统明显变慢。
2）材料力学电测实验仿真系统构成
材料力学电测实验仿真系统主要分为两大部分：超媒体的教学演示系统（表1 ）和仿真模拟实验。超媒体的教学演示系统主要利用计算机将每一个实验项目的实验目的、基本原理和操作步骤以文字、动画、声音、视屏等方式组合展示出来，目的是使学生了解实验的基本原理、实验过程、实验中的重点难点等。
仿真模拟实验部分主要是材料力学的五个主要电测实验：分别是 材料弹性常数测量实验、材料切变模量的测量实验、材料纯弯正应力测量实验、材料弯扭组合主应力测量实验、材料弯扭组合内力素测量实验。每个实验提供一个虚拟的三维实验场景（如图1为弯扭组合的实验场景），实验者可以通过键盘与鼠标与程序交互，完成相应的实验。
3）仿真实验过程
下面以材料弯扭组合内力素测量为例来说明仿真实验过程：
①试件参数确定：选择主界面的材料弯扭组合内力素测量实验，进入图1的实验场景，就可以选择实验的材质、尺寸，确定材质就相应确定了材料的弹性常数，选定尺寸就是需要输入梁的长度、内外径及加力臂的大小。
②贴片：如果2所示，可以在放大的工作区及温度补偿区进行贴片，可以在应变计面板选择不同型号的应变计，
③桥路设计：通过点击鼠标并拖动，可以在应变计引脚与应变仪A、B、C、D1、D、D2等引脚间连线，不同连线方式形成不同的桥路设计。
④加载测量：开启应变仪电源，应变仪显示屏显示应变输出，如果桥路设计不准确，应变仪显示屏将显示错误“E”，这时需要回到上一步重新进行连线操作。如果屏幕显示随机变动的值，点击清零后就可以恢复为零，并可以开始加载实验，加载过程点选记录实验数据，当前外载荷及应变输出系统就会记录。
⑤实验结束，选择打印实验报告，将输出带全部实验参数及实验过程记录的完整实验记录报告，需要手工完成的是实验数据后处理。
4）材料力学电测实验仿真系统主要特色
①目前国内有些高校在电测仿真系统有些探索，但主要还停留在实验过程的辅导上，如应变片选择、贴片、桥路设计、加载、测量等，每个过程都是最优的单一选择，就像一个电子教案。材料力学电测实验仿真系统在此方面进行重点突破，提供一个完整的实验场景，试件的材质、尺寸可以在许可范围内自由设定，应变花可以随意选择，补偿片的选择，桥路选择都有充分的自由度，系统内依据选定的参数及桥路设计、加载情况计算出相应的应变仪输出，并在输出结果上加上白噪声和时漂移，操作人员可以按照真实测量那样进行实验数据处理。
②材料力学电测实验仿真系统涵盖了材料力学课程中的所有电测实验，国内涉及材料力学课程的所有专业因实验学时的原因最多只会实做两个实验，短学时的专业只会做最简单的材料弹性常数测量实验。由于贴片到可以测量一般需要数天时间，实做实验都不会涉及贴片和接线。而仿真系统就可以由浅入深的包含全部5个电测实验，并可仿真全部的实验过程。
4 结语
材料力学电测仿真实验是一种全新的虚拟实验环境，在这种环境下学生可以反复进行“实验”，并迅速获得实验结果其方便性是实物实验所不可比拟的。仿真实验作为一种全新的教学手段，有助于激发学生学习的兴趣和培养创新意识，尤其是在实验经费和设备受到限制的条件下，能有效地缓解当前材料力学实验教学的困境，也是高等教育的大众化发展的一种必然趋势。
参考文献
[1] 李会云， 陈二忠，杨少冲.材料力学仿真实验设计[J]，山西建筑，2008，10，Vol.30，No.30
[2] 卞步喜，夏晶，钟文龙. 材料力学纯弯梁电测仿真实验研制与实践[J]，中国新技术新产品，2010，NO.16
《材料力学》课程在土木工程专业中是一门重要的基础专业课,相对于其它专业课来说知识比较抽象,其理论性较强,其基本理论知识是往后课程学习和以后工程设计和工程实践中最基本的理论根据之一,涉及众多工程领域。学生通过学习,了解和掌握材料力学研究方法,能运用材料力学理论和计算方法去分析、计算解决实际工作中遇到的一些工程问题。实际教学中,由于本门课程具有理论性强、概念知识多、内容抽象、逻辑严密等特点,使教与学都颇具困难,因此,需要教学老师在教学实践中不断探索研究,提高教学质量、改善教学方法。材料力学的实验教学能使学生学到的抽象理论知识与实际情况结合起来,有助于建立完整的材料力学知识体系,另外实验教学有利于学生自学学习能力和创新能力的培养,在教学改革中应该重视实验教学环节。
一、材料力学实验教学内容的现状
1.实验课内容陈旧、单一
一般来说,材料力学实验课的实验项目少且较为单一,主要有是对铸铁和低碳钢两种金属材料进行简单的材料力学性能测试,包括拉伸、压缩、扭转、弯矩等主应力的验证性实验,内容形式固定,与工程实际情况联系不强。在实验中,学生都是按指定标准化程序实验操作,实验内容设计上也没有预留多少让学生有自主创造的空间,这样不但影响学生的学习热情,还扼杀了学生的创造思维。
2.实验条件不充足
随着高校扩招政策实施,在校学生数量不断增多,导致现有的仪器设备台套数远远不能满足现有学生人数的使用需求,而学校短期内又无法投入大量的人力物力不断扩张实验室面积、实验仪器数量。这样,迫于现状许多院校作出无奈选择,以前学生三两人一组做实验,现在要五六人一组做实验。这样形成了实验过程中个别人操作,多数学生观摩和记录的现象,这样就导致了许多学生抄袭以及对实验敷衍的心理。
二、材料力学综合设计型实验教学方法
1.引入综合设计型实验内容
结合经典材料力学实验方法的基础上,调整实验内容增加设计综合设计性实验内容,为学生提供宽松、开放的实验环境,让学生根据自己的意愿和能力灵活开展实验。在实验中,老师不设定具体实验方法方式。开展实验前,学生几个人自由组成以实验小组,分工合作,要阅读实验大纲要求、明确实验目的、了解实验室现有条件、自主查阅资料等,然后设计实验方案,跟老师讨论实施实验可行方案,最后独立完成实验,完成实验研究报告或实验小论文。
综合设计型实验要求老师始终以辅助的角色从旁指导学生实验,在确定大致的实验内容、提供相应实验环境和保证学生实验安全的基础上,让学生充分发挥主观能动性。实验对象不限于单一的金属材料,学生可根据自己的兴趣设计自己的实验方案。实验的工具也不限于实验室里的仪器设备,学生充分发挥所长,可以自主设计简易仪器设备,可以采用计算机编程、数值模拟试验等。实验的时间也不限于正常上课时间,一个实验项目可以在几天至两个星期内完成,让学生有充分时间调研、讨论和实验,同时也可以达到分流学生充分利用实验室资源的效果。
比如,学生要测量某种材料的力学性能,在完成资料调研和设计好实验计划书后,给老师检查,经过讨论交流,确定方案可行。然后老师就组织学生讲解和教会学生各种仪器设备的实验原理、操作方法和注意事项,学习电子万能试验机、压力试验机、扭转试验机、材料力学试验台、各种传感器、百分表等仪器设备的使用,掌握应变仪的操作、电阻应变片的粘贴方法,了解电测法基本原理等,在学生熟悉整个过程后就可以开始独立自主开始实验了。实验完成后按照要求编写实验报告或小论文。这样的实验教学方式,老师不再是主要的角色,学生自己掌握了实验过程中的主动性,自己动手、自己动脑、自己发现问题和解决问题。学生可以现学现用,及时掌握巩固所学,激发学生学习积极性。
2.加大开放实验、开放基金课题项目与课程实验结合的程度
开放性实验室包括时间的开放、资源的开放、实验内容的开放、管理方式的开放,学生可利用课余时间来实验室开展实验,有利于学生素质培养,能充分利用实验室资源。开放性实验室的开放程度应结合院校自身条件,以学生为本,立足于培养学生的技术应用能力、和实际操作能力的,充分利用实验室教学资源。我校为促进开放性实验室建设,培养高素质人才,设立了多种开放基金,鼓励本科生进行课外科研活动,比如:“实验室室开放基金项目”,“创新性实验计划”,其面向全校教学、科研实验室,基金项目支持各实验室提供的开放实验教学课题和学生自拟的实验课题,项目内容要有一定的新意,对培养学生的素质和能力要有推动作用。由于学校对实验室建设的大力支持,使得学院在设计实验项目、学生进行实验在操作上变得可以更加灵活。学生可以根据自己的时间安排、结合自己的兴趣来实验室开展自己的实验项目,优秀的实验项目还可以向学校实验室开放基金管理处申请立项,获得经费支持。学生也可以参与教师的科研实验,培养学生科学研究的思想,提高自身能力和素质。这些制度和政策,极大的推动我校创新人才培养机制的建设。
三、总结
在教学中院校应加强实验环节的,为学生实验搭建一个良好的服务平台,让学生在这个平台上充分发挥自主能动性和创造性思维,让学生通过材料力学的自主实验,为专业基础课打下坚实基础,有利于学生实践能力提高,培养了独立思考能力和团队协作能力。
参考文献:
[1]牟萍,谢晓梅,文宁.材料力学设计性实验的设计与实现[J].实验技术与管理, 2007,24(4).
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0085-02
一、绪论
2010年6月，教育部联合有关部门和行业协（学）会共同启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），这对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有重要的示范和引导作用。该项目计划通过10年时间培养出百万高素质的工程技术人才，为我国产业转型、经济继续发展奠定人才基础。在正式公布的第二批“卓越计划”试点高校学科专业名单中，江苏科技大学机械类专业名列其中。工程材料力学性能是机械类专业的重要专业课，也是构成学生专业知识平台的基础性课程，对学生后续课程的学习和专业知识结构的完善起着重要作用，为他们走向工作岗位后的生产实践提供强有力的理论、技术基础材料[1]。随着我校对“卓越计划”的实施，现行课程教学中暴露出各种问题，显然已不能满足培养计划中提出的增加学生工程实践、创新能力的要求，鉴于此，课程改革势在必行。
二、目前课堂教学中存在的问题
首先，工程材料力学性能课程原是金属材料专业继金属学、固态相变等的专业课，教材侧重点一直都是金属材料力学性能部分。随着学科的发展，目前江苏科技大学材料学院除设置金属工程外，还设置了焊接技术与工程、材料成型及控制工程、高分子材料与工程、材料腐蚀与防护和电子封装技术5个本科专业（方向），但目前各专业所使用的依然是合肥工业大学主编的教材，内容设置对其他专业学生来说并不合适。
其次，课程中的抽象概念较多，讲授中要求严格把握理论系统的完整性，这容易造成教师照本宣科，也会使学生感到枯燥乏味，学习效果不佳。这一讲授与学习方式往往导致学生知识结构单一，偏离应用型人才的培养目标。
再次，教学手段仍以知识灌输为主，对提高学生自主学习、解决实际问题帮助不大，不能培养学生的创新能力。而且，实践性教学多为验证性，设计性及综合性实验偏少，往往流于形式。
三、教学内容改革
第一，提炼要点。教师在工程材料力学性能课程的教学实践中，可以对教材进行整合，依据专业特色提炼出一般性了解和必须掌握的知识点，使学生能够在有限的学时中高效掌握基本理论知识，保质保量地完成本课程的教学任务。第二，重视应用。工程材料力学性能课讲述材料设计、研发、测试中的基础概念和相关测试规范，教师可以对测量手段和过程进行分析讲解，这往往能提高学生的学习兴趣。因此，在备课过程中，应注意收集科技文献中的实验方法，结合相关理论介绍给学生。第三，追踪科技。随着科学技术的发展，近年来材料种类越来越多，其服务环境呈现多样化，使得力学性能测试手段也相应地发生较快发展。新的材料测试方法及标准不断出现，这要求教师必须掌握科技发展前沿，并及时地将研究动态传递给学生。例如，在讲授硬度时，教师可以为学生介绍显微维氏硬度测量陶瓷材料断裂韧度的方法。
四、优化教学方法与手段
教学方法是教学过程中教师与学生为实现教学目的和教学任务要求，在教学活动中所采取的行为方式的总称。这可以看出，教师与学生在教学过程中的地位是平等的，两者均为教学的主导者，都应对教学质量负责。然而，在传统教学模式中，主要是教师讲授，学生的主动性并没有被有效发掘。教学方法的改革应倡导以学生为主，激发学生是学习主体的意识，培养他们发现问题、查阅资料、团队合作、解决问题的自我学习能力[2]。在这一教学过程中，教师应发挥引导作用，调动学生讨论问题的积极性。教师在课程讲授中可采用学生自主学习这一教学方法，可取得良好效果。例如，以“材料硬度”这一授课内容为例。首先，教师可以提供“材料硬度”课程的一些讲授任务让学生代表完成，要求每班派出一名学生，分别讲解。其次，各班代表预习、收集资料备课，准备PPT，并与教师保持沟通。再次，学生代表依次对“材料硬度”内容进行讲解。最后，教师对学生讲解进行点评、比较和总结，对知识点进行梳理与补充。这一学生自主四步式教学方法可以最大程度地调动他们的积极性，更加牢固地掌握知识，拓展知识面，增强集体感。
教学手段在保证教学质量中发挥着不容忽视的作用。工程材料力学性能课程的学时有限，但内容繁杂，涉及面较广，表、图、公式较多，金属组织、断口、形变过程的特点和各类实验现象也十分复杂，难以用语言进行准确直观描述。因此，应采用现代化教学手段辅助教学[3]。利用多媒体技术和ADAMS等仿真建模软件制作出与课程配套的多媒体课件，在增加教学信息量的同时可以丰富和活跃教学过程，明显提高教学效果。
五、优化实验教学
材料学是一门实验科学。实验教学是工程材料力学性能教学体系中的重要一环，是强化培养学生的工程能力和创新能力的重要手段，可视为学生由书本到操作的过渡[4]。针对目前实验教学环节中存在的问题，可以运用以下改革方案。首先，优化集中实验。减少小组人数，加强质量管理，提高拉伸、冲击等集中实验中学生的参与度，使得学生熟悉和掌握各个实验环节。例如，对各组试样进行编号，依照编号对计算机采集到的曲线进行命名，杜绝重复使用数据的现象，避免蒙混过关。其次，鼓励开设选修实验。江苏科技大学会为本科生开设“开放选修实验”，每学期期初由教师提出实验课程申请，院校两级评审后，学生可在教务系统中自愿选课。实验课题均来自教师的科研项目，设置32学时，2个学分。一位指导教师最多接纳6名学生，由学生利用课余时间自主完成。“开放选修实验”以实践能力和创新能力的培养为目标，让学生通过动手查找资料、设计实验、验证结果实践课堂上所学理论。对学生而言，好奇心是学习的动力，自己动手解开科学谜团是一个快乐的学习过程，而“开放选修实验”在多年的实施过程中也取得显著的效果。
六、优化考核方法
考试是衡量教学质量及学生学习水平的重要手段。为了把考试变成调动学生学习积极性和提高学生综合素质的一个重要环节，必须对现行课程成绩评定方法进行改革。鉴于此，单纯通过期末考试确定课程成绩已经不能满足现代教育的要求，教师在对学生的学习能力进行最终考核时必须实现从终结性向形成性教学评价方式的转变[5]。将单一的期末考试成绩变为综合成绩，即将平时表现、期中考试成绩和期末考试成绩相结合，将理论考试与实验考核相结合，增加平时成绩的比重。例如，在实际操作中，工程材料力学性能一课的成绩构成结构为：期末成绩占70%，实验成绩占20%，平时成绩占10%。对于实验成绩，改变过去以实验报告为准的做法，变成现场成绩和实验报告成绩两部分，各占50%。现场成绩由教师根据学生上课时预习、纪律、过程等的表现综合打分。新的考核机制可以改变学生为考试而学习的心理，有利于他们在平时进行创造性学习，在期末考试集中期能从容地进行知识梳理和总结。
七、结语
为了培养具有工程实践和创新能力的学生，工程材料力学性能任课教师需要不断地进行课程改革，上述的研究与探索，期望能使学生高效地掌握本门课程的知识，为后续课程的学习奠定良好的理论基础，让其在实际工程中正确地选择、使用、改善材料，分析材料失效行为等，更好地满足“卓越计划”的教学要求。
参考文献：
[1]宋浩杰.力学性能课程教学改革探讨[J].考试周刊，2010，（21）：20-21.
[2]胡庆芳.优化课堂教学：方法与实践[M].中国人民大学出版社，2014.
受“应试教育”和传统教学体系等多方面因素的影响，我国的高等工程教育中普遍存在“重书本理论知识传授而轻工程应用能力培养”的课程教学模式，抑制了学生的创造和想象能力，学生的知识和能力结构不能适应现代工程问题的需要，在相当程度上影响了大学生良好工程素质的形成。随着科学和技术的不断进步、工程科学的发展完善，工程知识体系变得越来越庞大。与此同时，现代工程实践对工程师的工程实践能力、团队工作与交流能力和对企业与社会环境的理解与适应能力都提出了更高的要求。因此，工程教育必须在有限的时间内，给学生进行更多更深的理论知识和更高的工程应用能力与工程素质的培养。这不仅是中国工程教育，也是世界工程教育所面临的共同挑战。《材料力学》课程是工科类学生重要的专业基础课之一，是学习后续课程的重要基础，是解决工程实际问题的重要方法和手段；所以我们需要对《材料力学》的课程体系、教学理念和学习方法等作出重大变革以应对这样的挑战。
本文的思路是： 作为高校教师，应该突破“应试教育”和传统教学体系，树立基于“卓越工程师”培养的全新的教学理念，进行以培养学生工程应用能力为主要内容的材料力学课程教学改革，从以下六方面：三大特色的理论教学方式、实验教学环节、多项考核制度、天空教室、学生小论文、师资队伍建设等方面提出了一系列的教学改革方案；将实践教学与理论教学有机结合，教学内容注重传统经典与现代前沿工程的结合，与科研、工厂生产实际相联系，真正按工程人才要求培养出不仅理论知识扎实，具备一定工程素质的工程应用人才。
1 课堂理论教学的改革
理论教学中通过“史海钩沉”“力学趣闻”“最新力学成果”三个特色模块，使学生在步入材料力学科学的殿堂时，生动、活泼、前沿，从而激发学生的学习兴趣、想象力和充分了解前沿力学科研成果。“史海钩沉”是通过材料力学史上的一些著名的惨痛事故的前因后果使学生以史为鉴，深刻认识到研究材料力学的重要性；“力学趣闻”则通过优美而有趣的文学语言剖析工程和生活中的材料力学问题，使课堂理论教学少几分枯燥，多几分欣赏，得到美得享受。“最新力学成果”将最新最前沿的力学科研成果通过与所讲授的内容联系，变为具有科学研究意义的最鲜活的教学内容，这种内容既可以把学生带到科技前沿，又能充分体现科研活动的规律和过程
2 教学模式的改革
使用“天空教室”，开展网络教学。随着网络技术的发展，应用越来越广泛，材料力学的教学过程中要最大限度地利用网络资源，将我们的“天空教室”在课程的教学过程中不断丰富和完善起来。每个同学都可以在“天空教室”讨论，上传有关材料力学方面的最新进展、科研成果、历史典故等方方面面的知识、资料；可以进行师生交流、提交作业和小论文等活动。应用网络多媒体等现代化教学手段教学、研究性学习、学生参与课堂授课活动等多种授课方式相结合，实现互动式与主动式的教与学模式，激发学生主动学习的热情，培养学生团队合作精神和工程应用能力。
3 实验教学的改革
实践是培养学生工程应用能力的必要环节，对于培养工程应用型人才这个目标，加强实践能力的培养尤为重要。基于本校的传统力学课程实践教学的缺陷，本课题将进行增设实验课时、实验项目的改革尝试，努力提高学生材料力学的工程素质。
4 改革考核方式
我们在材料力学课程的教学过程中探索新的考核模式，采用理论知识期末测试、实验报告和学生小论文评价有机结合起来的多向考核。避免“一卷定分”，改为适应工程应用能力培养的素质教育的要求多向考核。
5 学生小论文环节
本课题设想学生在课外分阶段分组进行材料力学知识总结的小论文撰写和汇报。通过这个小论文环节训练科研能力，培养团队合作精神，提高工程素质。
6 加强本专业师资队伍建设
要培养工程应用能力的具有团队合作精神的、创新能力高素质的人才，教师首先要提高自身的素质。因此，工程素质教育对教师的总体素质提出了新的更高的要求。
树立基于“卓越工程师”培养的全新的教学理念，基于工程应用能力人才培养为主线，改革材料力学课程的教与学模式；培养不仅理论扎实、工程应用能力强且具备创新思维和能力的高素质人才；探索一条基于工程应用能力培养的适应未来社会发展需求的工程人才培养的途径是高校教师应有的责任和义务。
[参考文献]
