摘要：文章首先分析了材料力学课程教学现状，然后论述了材料力学课程教学效果的提升路径，包括基于智能化的教学内容呈现形式、基于过程考核模式的教学管理、基于工程实践应用和创新思维能力培养的教学过程优化和基于课程思政的教学模式实施。

　　关键词：材料力学课程；教学效果；过程考核

　　材料力学课程是高校工科专业的核心基础课程，是学生将来从事工程实践工作的重要技术基础课程，其起着从基础课过渡到专业课的纽带作用。材料力学课程由于概念抽象和逻辑性强，与生活和工程有一定距离，且其教材内容变化较少，是一门公认的教师难教、学生难学的课程。同时，相当一部分学生的课堂学习效果并不是很好，尤其是在课程学习兴趣、实践应用能力和创新思维方面的提升并不明显。新形势下，人工智能、元宇宙、5G等信息技术正在或即将影响人们的生活、工作和学习，将促使生产力与价值观念发生很大改变，其中就包括对高等教育课程教学的影响，而如何做到让学生不迷失于信息化浪潮，充分利用信息技术来提升材料力学课程教学效果成为教师需要思考的一个关键问题[1]。当前，立德树人作为教育的根本任务已成为教育界的共识[2]，而围绕立德树人根本任务，如何在材料力学课程教学中做好课程思政工作则成为教师需要思考的又一个关键问题。在社会和技术快速变革与人才培养新要求的驱动下，材料力学课程教学必须与时俱进，加强变革，探索教学效果提升的新路径，以实现真正且高效地传道、授业和解惑。这样既能有效促进学生对材料力学知识与方法的掌握，又能帮助学生培养专业学习兴趣，提升工程实践应用和创新思维能力，进而使其树立正确的世界观、人生观、价值观。

　　一、材料力学课程教学现状

　　(一)厌学现象

　　厌学现象在当前大学课程教学中普遍存在，即相当数量的学生存在学习积极性不高或自觉性不足的问题，不愿意到课堂听课，产生过故意逃课的想法或行为；到了课堂的学生，也存在不少心不在焉、听讲不够认真的情况，甚至会做些与课堂无关的事情，尤其是偷偷低头玩手机成为一个较为突出的现象；至于平时作业，抄袭和不认真对待的情况更是时有发生。造成学生厌学的原因主要包括以下两个方面。一方面，不少学生对有别于高中时代的更为宽松自由的学习模式还未完全适应，尤其是部分高中时代压力过大的学生，错误认为到大学就可以轻松度过了，而上课只是要应付的任务，认真对待与否对自己似乎没多大影响；另一方面，受消费主义、娱乐主义、享乐主义及信息爆炸等的影响，学生面临着校内外和网络上各种各样的诱惑，从而降低了对课程的学习兴趣和热情。而材料力学课程作为一门力学课，本身内容就相对比较抽象和枯燥，且过于压缩的课时导致课程讲授的节奏偏快，这就使得学生不那么容易在课堂上理解和吸收材料力学知识与方法。

　　(二)“填鸭式”讲授

　　课堂教学效果是否优良不仅与学校、社会和学生自身有关，也与教师的讲授情况有密切的关系。如果教师讲授方式生动形象，做到了充分的因材施教，就能在一定程度上消减学生的厌学情绪，极大地调动起学生的学习积极性。然而，当前材料力学课程教学主要还是采用“填鸭式”教学模式。此模式以教师讲授为主导，教学媒介较为单一，主要是课本、多媒体课件和黑板，有的教师甚至只使用电子课件。而学生则基本上是被动听讲，与教师的互动较少，也较少回答和提出问题。或许是课时不够的原因，发散式的课堂讨论和实践性强的课堂小实验更是很少出现。

　　(三)功利性学习

　　学生的学习动机与课堂教学效果密切相关。对于材料力学课程来说，有相当一部分学生既不厌学，也不好学，而是带着某种功利性目的学习这门课程，这种学习动机显然会降低课堂教学效果。材料力学课程功利性学习问题主要存在以下三种情况。第一种是仅仅为了通过这门课程的考核并拿到教学计划规定的必修学分，在这部分学生看来，成绩及格就行，有些甚至主动放弃期末考试，把希望直接寄托在补考和重修上，只要最终能够顺利毕业拿到文凭就行。第二种主要是为了得到较高的学分绩点，而表现出对材料力学课程学习的重视，以便大四时能够顺利保研或找份好工作。第三种是出于取得好成绩的心理需求或盲从身边好学的同学而重视这门课的学习。功利性学习现象的存在，一方面与学生心浮气躁的心态和对大学及人生没有明确的目标和规划有关系，另一方面也与课程的考核机制不完善有关。抱有功利性学习目的的学生一般通过“死磕”课本或靠期末重点突击学习来提高分数，却忽视了课堂教学的有效参与，更忽视了对材料力学知识与方法的掌握及工程实践应用和创新思维能力的提升，这非常不利于工程专业人才的培养。

　　(四)忽视工程实践应用和创新思维能力培养

　　教师讲得传神、学生听得入神，这只能算是材料力学课程教学效果提升的一方面，甚至只能算是初级的层面，更深层次的课程教学效果提升应关注学生在工程实践应用和创新思维能力方面的变化。长期的应试教育经历，使得不少学生只注重分数的提高，死记硬背、题海战术和期末突击等成为他们提高成绩的“法宝”。对于材料力学的概念、原理和方法的掌握，学生往往不够重视，甚至认为不掌握也不会影响成绩的提高。尤其是对于这些力学概念、原理和方法与工程实践应用的结合及自身创新思维能力的培养，学生更是较少思考和关注。当前的课程教学模式基本以“灌输”知识为主，教师关注较多的是学生对知识层面的掌握情况，缺乏对学生材料力学工程实践应用和创新思维能力的训练。这样培养出来的学生缺乏学以致用的能力，走上工作岗位后，也难以灵活应对实际工程中的各种技术和管理难题，更难以取得具有突破性、创新性的成就。因此，教师亟须围绕培养学生工程实践应用和创新思维能力这一目标去提升材料力学课程的教学效果。

　　二、材料力学课程教学效果的提升路径

　　材料力学课程教学中出现的问题，是受到多方面因素综合影响的。这既有社会环境和风气变化带来的影响，又有应试教育制度和大学较为单一的学生考核机制等的影响；既有学生自身学习态度和能力习惯等方面的原因，也有教学方法和教育技术等方面的原因。笔者认为，材料力学课程教学效果的提升，需要政府、社会、学校和学生各方共同努力。而教师作为教学的主要实施者，是教学效果提升的关键之一[3]。因此，笔者拟从教师主体出发，基于立德树人这一根本任务，针对前述材料力学课程教学现状，结合教育发展趋势和材料力学课程特点，从呈现形式智能化、注重过程考核、加强工程实践应用和创新思维能力培养、重视课程思政等视角，对材料力学课程教学效果的提升路径进行深入论述。

　　(一)基于智能化的教学内容呈现形式

　　随着信息技术的快速发展，以课本、黑板或幻灯片为教学媒介的材料力学课程教学内容的呈现形式略显单调和僵硬，与教育现代化和信息化要求仍存在不小差距。对此，若将信息技术等智能化手段应用到材料力学课程教学内容呈现当中，必然能带来教学内容呈现形式的变革与创新。这里针对材料力学课程特点提出了三类基于智能化手段的教学内容呈现形式。一是利用智能化手段将一些重要的或抽象的材料力学知识与方法制作成动画、视频、网页、VR(虚拟现实)等形式进行教学呈现。尤其是当前VR技术正在快速发展，其与教学相结合，可以提供全新的教学内容呈现形式[4]。比如，对于铸铁压缩变形破坏过程、逐段刚化法原理、三维应力状态单元体等时空感较强的知识与方法，教师都可制作成三维可视化的VR形式的内容，而学生只需要戴上VR头盔，对应的内容就可以非常形象、立体、清晰的形式呈现在学生眼前。二是利用VR等技术将材料力学课程中的一些课堂训练题和课下作业题制作成虚拟仿真的形式，题目和选项将变成由声音、图像和视频组成的与真实场景尽可能一致的多维立体形式，而答题过程就类似VR游戏一样，这样可让学生全身心地参与其中。三是利用物联网、5G、VR等技术将一些演示和室内试验[5]、认识实习与工程现场建设实际等实践性内容制作成可沉浸式体验参与的材料力学和工程实践应用虚拟场景。比如，将应力集中和圣维楠原理试验制作成VR形式的内容，学生只要戴上VR头盔，就能进行应力集中和圣维楠原理的虚拟仿真试验。概言之，通过智能化的手段，将材料力学知识与方法以形象、立体、逼真、有趣的形式加以呈现，能极大地激发学生的学习兴趣和积极性，从而提高教与学的效率，同时基于智能化的教学内容呈现形式，能有效克服线上教学情境下学生参与性不高、互动性不足及实践性内容无法开展等问题，必将有力促进线上教学模式的改革和创新，最终极大地提升教学效果，为学生毕业后参加相关工作打下坚实的基础。

　　(二)基于过程考核模式的教学管理

　　现有材料力学课程的考核过于依赖期末考试，且期末考试成绩的占比过高，甚至高达70%，而对于过程考核则缺乏足够的重视。现有过程考核体现为占比30%的平时成绩，主要包括对课程作业完成情况、试验完成情况和平时表现三个方面的考核，但是由于学生存在不少的抄袭情况及平时表现流于对考勤的考核等，导致实际的平时成绩并不能较好地反映学生真正的课程教学参与情况，也不能很好地起到督促学生在课内和课外认真学习和掌握材料力学知识与方法的作用。同时，由于平时成绩占比较低，不少学生通过期末突击学习也能借助期末考试通过课程考核，但是实际上其对材料力学课程知识的理解和掌握程度仍然偏低，且没有真正参与材料力学课程整个教学过程。因此，必须加强对课程的过程考核[6]。笔者提出了一种基于过程考核模式的教学管理方式，以期提高材料力学课程教学效果。材料力学作为一门学科基础课，可以将平时成绩在总评中的比重由30%提高到50%，甚至更高，以此督促学生重视对该课程教学过程的参与。具体来说，可以将平时成绩考核细化为课后作业、随堂测验、模块测验、实验考核和案例分析五个部分，且随着课程向前推进，分成多个阶段进行。这五个部分的内容应当难易结合，既体现出对基本知识与方法掌握情况的考核，又体现出对不同学生学习水平层次的考核。其中，模块测验可将课程内容分为拉压剪、扭转、弯曲、强度理论、组合变形和压杆稳定六个模块。另外，针对不同部分、不同阶段和不同模块的考核需要，应采取灵活多样的定量或定性考核方式。这样过程考核就被分解为各部分、各阶段和各模块的子目标考核，由此能够分目标对学生进行系统化考核，促使学生转变学习态度和学习方式，注重学习的每一个环节，从而使学生真正做到对课程目标的掌握，这样可以为其以后的就业打下良好的基础。

　　(三)基于工程实践应用和创新思维能力培养的教学过程优化

　　互动较少的“填鸭式”教学，基本上只有一些简单的问答和练习环节，不仅会挫伤学生学习的积极性，而且容易使学生缺乏创新思维能力，同时在面向专业实践和学术前沿时缺乏工程实践应用能力。因此，在材料力学课程教学中必须加大实例演示[7]、讨论、问答、训练等环节的比重。即可将每次课堂分成六个部分：教师引导、学生自学、问答讲解、随堂训练、头脑风暴和动手实践。一是教师引导：教师介绍背景，提出需要注意和思考的问题。二是学生自学：学生利用课本、教学视频等对基本内容进行系统的自学。三是问答讲解：学生完成自学后，提出存在的疑问并在课堂上加以解决，同时教师也提出一些问题，兼具检查和升华的目的，并针对课程重点和难点进行讲解与补充。四是随堂训练：教师采用随堂测验检查学生学习效果，并进行当场讲解和考评。五是头脑风暴：教师选择一个议题，学生进行不受限制的大讨论，且教师进行引导和点评。六是动手实践：学生自己动手在课堂上完成一些简单操作，像做小构件应力集中的破坏试验、对小构件斜弯曲的加载和变形进行观察等。例如，在讲梁强度的合理设计时，笔者首先以“建筑中梁为何设计成窄高的矩形截面”这一问题为例，引导学生进行本节内容的学习。在学生自学完主要知识之后，笔者针对提高梁强度措施的原则，分别提出简单的和较复杂的问题，以考查学生的知识掌握情况，并针对不足进行详细解答。然后指导学生动手测试一张A4纸在折叠和不折叠情况下对手机的支撑情况，并要求学生现场建模，进行强度计算。最后再以山西应县木塔作为头脑风暴的对象，组织学生围绕木塔梁强度设计进行不受限制的大讨论。如此将形式多样的互动融入课程教学，整个课堂氛围将变得非常浓厚，不仅能调动学生的学习积极性，而且将极大地激发他们主动提问、思考和实践的积极性。

　　只有敢于提问、思考和实践，学生的工程实践应用和创新思维能力才会得到整体的培养。在此要强调的是，材料力学课程虽然只是专业基础课，但在其教学过程当中仍有必要适当地与工程实际和学术科研进行结合，以提高学生的工程实践应用和创新思维能力。一方面，在进行知识讲解、测试训练和案例分析的设置时，教师应尽量取材于工程实际和学术科研中的具体问题[8-9]，让学生知道问题怎么来的、原理是怎么用的，以及工程实际和学术科研中还存在哪些问题，从而将材料力学问题从一道道理论题变为一个个生动、形象的实际问题。另一方面，针对材料力学课程中的重点和难点知识，教师可设置一些工程实践认识实习，并针对土木工程中与材料力学相关的学术前沿问题[10]设置一些研究课题供学生探索和学习。这些课外的面向工程实际和学术科研的学习训练将与课内教学形成互补，共同促进教学效果的提升。

　　(四)基于课程思政的教学模式实施

　　当前，材料力学课程思政建设中还存在“传道”和“授业”分离、“德育”和“智育”相脱节的现象。《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，“落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂”，工学类专业课程“要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力”[11]。显然，材料力学课程教师必须深入挖掘思政元素，实现材料力学知识传授与思政教育的有机统一，帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，这将有助于改善学生厌学和功利性学习的现状。具体来说，要实现思政教学的落地，教师必须掌握马克思主义的立场、观点和方法，树立社会主义核心价值观，同时必须做到对材料力学课程从知识体系到原理和方法再到力学思想与工程实践整个内容都非常熟悉。在此基础上，教师要将思政元素与材料力学课程中相应知识、方法、思想和工程实例有机地结合起来。另外，教师在将思政元素融入材料力学课程时不能生搬硬套，一定要深入挖掘与材料力学各章内容的特点或所蕴含的思想有密切关联的历史事件、时事政治和典型人物事迹等思政素材，以达到“传道”和“授业”相互融合、“德育”和“智育”相得益彰的效果。

　　笔者在讲述低碳钢材料拉伸的力学特性时，通过与其应力应变曲线发展的四阶段(弹性、屈服、强化和局部变形)规律进行对比，引入了近代以来中国遭受外国列强侵略后，在中国共产党的带领下由贫穷落后到振兴富强，经历不同历史发展阶段的光辉历程。弹性阶段好比是沦为半殖民地半封建社会之前国家受到外国列强袭扰的时期，此时清政府具备一定的抵抗能力。屈服阶段好比是沦为半殖民地半封建社会后的一段时期，此时落后封建的清政府面对列强侵略不断妥协退让，签订了一系列丧权辱国的条约。强化阶段好比是马克思主义传播进入中国后，中国人民在中国共产党的带领下如同材料强化一般，被组织起来了，中华民族重新凝聚起来了，最终取得了反帝反封建的胜利，建立了中华人民共和国。局部变形阶段好比是中华人民共和国成立后，国家的发展虽然仍会不断地遇到各种各样的困难，但是坚韧不拔的中华民族在中国共产党的坚强带领下不断取得举世嘱目的成就，正向社会主义现代化强国的目标阔步前进。通过这样融合对比的讲授，能够启迪学生在领悟低碳钢材料拉伸的力学特性的基础上，牢记中华民族近代以来的深重苦难，不忘革命先辈的付出和牺牲，珍惜现在来之不易的盛世，同时学习共产党人不畏困难、愈挫愈勇的奋斗精神。这样材料力学知识在与思政内容结合过程中就使学生变得兴趣盎然，也更易被学生所接受和吸收，而思政内容借助材料力学知识这一载体，也变得不那么抽象和枯燥，从而更易让学生产生共鸣。

　　三、结语

　　当前，材料力学课程教学中存在学生厌学、“填鸭式”讲授、功利性学习、忽视工程实践应用和创新思维能力培养等问题，因此除了打造良好的学风和建设优秀的师资，针对材料力学课程特点进行教学变革和创新也显得尤为重要。针对这些存在的问题，笔者结合时代发展和教育需求的特点，提出了四种提升材料力学课程教学效果的路径，即基于智能化的教学内容呈现形式、基于过程考核模式的教学管理、基于工程实践应用和创新思维能力培养的教学过程优化及基于课程思政的教学模式实施。在课程教学实践中，将这四种路径结合起来，不断发展和优化，将极大地提升材料力学课程教学的效果，促进材料力学课程教学的现代化和信息化，进而助推我国高素质工程人才的培养。

参考文献：

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　　[9]周宏伟.力学教育的前世今生[J].力学与实践,2015,37(1):113-116.

　　[10]刘博,罗海玉,郑丽.基于科研实践活动的材料力学综合实验教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2019(13):74-76.

　　[11]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].(2020-05-28)[2023-01-20].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.