[摘 要]在互联网+时代及工程教育认证背景下，材料力学的教学一方面更加凸显专业需求，另一方面新教学模式与方法不断涌现。课题组探讨了工程教育认证背景下，材料力学课程教材的选择问题，以及在互联网+时代如何利用网络优势，吸纳新型教学模式优点，打造适合学生特点的材料力学学习交流互动平台，并针对新形势下的教学新要求提出了一些教学改革建议。
[关键词]材料力学;工程教育认证;网络资源建设;QQ交流群;对分课堂;考试改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）07-0095-03
随着我国工程教育认证工作的深入以及我国“十三五”新一轮教育规划部署，可以预见，围绕工程教育认证工作，深化本科教育内涵式发展，顺应我国工程教育新形势，确保工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，将是今后几年我国高校教育改革的热点。同时，“对分课堂”“慕课”“微课”等新型教学模式的出现，很大程度地挑战着传统教学模式。传统的教学模式该如何吸纳这些新型教学模式的优点，使互联网+时代的传统教学富有活力和生气，是一个值得思考的问题。材料力学课程作为机械和土木两大类专业的重要专业基础课，应率先为适应这种新形势进行教学改革探索。
一、基于工程教育认证教学目标下材料力学教材的选择
材料力学是一门工科专业学生最早接触到的、与工程实际紧密结合的技术基础课，学好这门课对后面专业课的学习至关重要。材料力学的核心内容为强度、刚度和稳定性，正是一般工程结构设计的精髓。现有的材料力学有两种经典教材体系，一種是以高等教育出版社出版，刘鸿文教授主编的材料力学教材为代表，这类教材因以拉压变形、剪切变形、扭转变形、弯曲变形的内力图、应力计算和变形分析分别罗列叙述，知识讲解具有“由简入难”的特点，而受到很多初学者的喜爱。另一种是以高等教育出版社出版，范钦珊教授主编的材料力学教材为代表，这类教材根据处理一般工程问题的全过程，按内力分析、应力分析、应力状态分析、失效分析与静力设计这样的常规工程设计思路进行叙述。笔者认为，在工程教育认证背景下，后一种教材体系能更好地适应当前的教学形势，这种教材体系便于学生将材料力学的知识系统化，便于学生熟悉了解今后工程设计中的流程，更值得推荐。
二、互联网+时代材料力学网络资源建设与学习平台的应用
“翻转课堂”“慕课”“微课”等是近几年比较时髦的新型教学模式，虽然在实施过程中也碰到了诸如不适应大班教学、网络资源建设工作烦琐等的局限，但其一推出就受到很多学习者的欢迎，值得一线教学工作者深思。究其原因，是因为这些学习方式很大程度上适应了学生学习的自主选择性。作为一线教育工作者，应该与时俱进，吸取这些教学模式的优点，并结合现有教学条件，进行本土化实践，探索适应新形势的人性化教学，对材料力学课程，可从以下几个方面入手。
（一）制作符合学生学习心理特点的材料力学网络学习资源
心理学家认为，学生的注意力一般能够在 5～7 分钟内维持高度集中，在这段精力高度集中的时间内投入学习，学生的感觉往往是最快乐的，学习力、创造力也处于最佳状态。材料力学很多公式的推导对学生后期的正确使用，有着重要的意义。可以将以往学生学习过程中的疑难问题制作成微视频，便于学生课后对着视频反复思考领会。同时，材料力学知识的融会贯通也是要通过一定的习题来完成的。大部分的学生学习过程中也很愿意去看一些课外例题。处于电子技术飞速发展的互联网时代的大学生，他们大多是互联网时代的网络“小达人”，个性强、思想活跃，对于传统的约束性较强的事物有一定的排斥心理，而对于新鲜事物的接受能力很强，因此对于图形、视频等多媒体的接受程度很高;但面对传统的教材、教辅资料，他们却越来越难以专心阅读和学习，在理解上的障碍也越来越多，看不懂时，只好放弃。因此，精选一些典型例题，利用Camtasiastudio或Faststone等成熟的录屏软件，将题目详细的讲解和归纳总结的内容制作成微视频，在互联网上分享，很有必要。这种立体而生动的视频，再加上互联网查阅资料的方便快捷性，可以充分利用学生的碎片化时间，让学生掌握学习的主动权，极大调动学生的学习积极性。
（二）利用“课立方”“学习通”等商业软件提高学生课堂的参与度并获得学生学习情况的及时反馈
教育专家认为网络游戏吸引人的原理值得借鉴。游戏参与者被游戏吸引很大程度上是因为享受游戏中一个又一个关卡被攻克后及时反馈的喜悦。利用年轻学生的这种天然的“功利心”， 根据材料力学课程特点，灵活安排众答、抢答、小测和互评等小环节，能让学生及时了解自己掌握知识的情况和在班上的成绩排名（以往学生要经过一个学期的漫长等待，到期末考试才能知晓排名），可以激发学生的好胜心和课堂参与感。同时，软件APP自动生成学生知识掌握情况的统计结果，便于教师分析学生学习情况和调整教学方案。当然，学生课堂上的这些反馈信息，也为教师给出学生平时成绩提供了客观的依据。
（三）适时推出材料力学的微信公众号
目前，智能手机是人们获取知识信息的重要渠道。材料力学学习应该跟上互联网时代的节奏，推出一些学生喜闻乐见的新学习渠道。适时推出材料力学的微信公众号，将有关材料力学的一些科学家的故事、历史逸闻趣事、学科前沿、基本概念、公式推导、生活中的材料力学、材料力学竞赛和相关的科技会议等信息放在公众号里，使学生在课外也能实实在在感受到材料力学课程的魅力，从而营造良好的材料力学网络学习氛围，激发学生学习和探索材料力学知识的欲望。
（四）利用在师生中广泛使用的腾讯通信工具QQ，搭建“材料力学学习交流（群）”互动平台
腾讯QQ这一款软件，集文字、语音、视频聊天、交友、短信、E-mail、文件存储及传输等功能为一体，使用便捷、传播高效，为师生之间的课后交流、答疑互动、材料力学教学资料（如教学课件、习题及其参考答案等）传递等提供了强大技术支撑。现代化的材料力学教学应该充分有效地利用这款软件，搭建好师生间的有效沟通互动平台，使教师既能及时有效地与学生分享相关教学文件，也能及时有效地了解学生学习中的问题，及时答疑解惑，改变以往“上课时，老师演独角戏，下课后，师生各自一方”的传统教学模式。当然，QQ交流平台毕竟是一个虚拟的空间，如果在平台上发表不负责任的言论，一些学生很容易受到不良影响。因此，教师要加强对QQ交流平台的管理工作和正确引导。在群里实行实名制，这样既可以防止个别学生匿名发布消极信息或垃圾信息，还可以使教师了解学生的真实学习情况;通过在群里展示学生中的优秀作业，对成绩优良的学生进行通报表扬，使学生之间形成比学赶帮超的良好氛围;在群里转发相关科技前沿知识和一些优秀、励志、充满正能量的网帖等，激发学生的学习热情;在群里上传一些院系师生参加集体活动的照片，拉近师生之间的距离，增进师生之间的感情;在群里上传一些做人做事的人生哲理性文章、赏心悦目的图片、动人心弦的音乐等，对学生人格的形成起到潜移默化的作用。教师有意识地进行这些积极向上的群文化建设，将对塑造学生人格，营造良好的学习氛围起到很好的作用。
三、工程教育认证教学目标下“对分课堂”教学新模式
“对分课堂”是复旦大学张学新教授提出的一种课堂教学的新模式，这一模式主要有三个部分内容：1.精选教学内容，在授课时注重“精讲留白”。也就是重点指出内容的价值、意义，强化学生的学习动力，讲清知识结构框架、分析方法、重难点，留出想象和探索空间，合理布置学生独立学习的任务，这些任务要让学生对所学内容产生一些疑惑、反思。2.授课后学生内化吸收反思过程。让学生围绕学习任务进行个性化单独内化吸收，整理关于学习任务的“亮帮考”，为后面讨论环节做准备。3.课堂讨论环节。重点是围绕前面提出的“亮帮考”，针对各自的收获、困惑、疑难相互切磋学习，共同解决问题。最后，由教师对学生的讨论进行点评，对共性问题进行回答。“对分课堂”有助于释放学生的个性，为课堂营造了一种民主、对话、开放、自由的氛围，使课堂变得和谐、舒畅、充满乐趣、生气勃勃。在材料力学教学中引入“对分课堂”教学模式，有助于培养学生独立思考和创新能力，实现从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。例如，在讲完材料力学公式推导之后，学生进入内化吸收反思环节，在这个环节中，学生有一个内化吸收、交流讨论的时间。相对放松、自由的环境有利于激发学生的好奇心和想象力，使他们的思维更加发散，提出的问题往往更加具有深度和价值，也更专业。通过学生们对所讲内容进行反思、讨论、提问，教师能够更好地掌握教学切入点，使讲授更具针对性，让学生们对教学内容理解得更深刻。工程教育认证背景下，尤其看重学生独立思考和创新的能力，“对分课堂”顺应人性，释放人的潜力，张扬个性，孕育创造，同时“对分课堂”简单易操作，为新时期教育范式提供了很好的思路。
四、工程教育认证教学目标下材料力学教学与ANSYS软件应用相结合
材料力学课程是架设在基础课程与专业课程之间的桥梁。学生上完材料力学课能否有效将相关知识应用到工程实际问题中，关键在于学生是否具有将工程实际问题转化为材料力学问题的能力，即力学建模的能力。ANSYS软件作为一款目前广泛使用的有限元模拟计算软件，能够让学生了解力学建模的原理与过程，深刻体会材料的一些参数对构件力学性能的影响，形象而生动地感受力对构件应力和变形的作用，加深学生对构件力学分析的理解。将材料力学教学与ANSYS软件应用相结合，不仅有助于学生对材料力学的学习，还可以开阔他们的眼界，激发学生进一步求知的欲望。
五、工程教育认证教学目标下的材料力学考试改革
新时代新的教学目标下，考试也应该围绕工程教育认证这一目标进行改革。材料力学的考试改革，应凸显学生的专业基础能力，为学生今后的专业学习、创新能力打下坚实基础。要从单一的书面考试，围绕学生能力考核进行多元化考试改革。首先，重视学生学习过程考核。利用“课立方”“学习通”等商业软件所提供的学生学习情况信息，以及“对分课堂”中课堂活动的参与率、小组协作情况和平时作业情况作为过程考核成绩的依据。其次，通过增加中期测试的方式来督促学生们的学习并减轻期末考试学习负担。中期测试的内容，建议是“4种内力图的绘制+指定截面上应力分布图的绘制+指定点的应力状态分析”。这些材料力学基本核心内容，是否完全掌握，直接影响后面材料力学的学习。尤其是在讲授一般应力状态下的强度设计准则之前，进行这样一场中期测试，有着非常积极的意义：第一，可引起学生们对这一部分知识点的重视;第二，帮助学生们梳理前期材料力学的知识;第三，引导学生们明确材料力学复习的方向和思路;第四，使教师了解学生对前面学习内容的掌握情况，在后半程的教学中做到有的放矢。考试改革的最后，结合前面过程考核和中期测试的情况，进行期末考试形式的选择。对于前面过程考核优秀的学生，讓他们用ANSYS软件完成一个结构稍微复杂、计算烦琐的力学计算和分析，作为最后的期末考试;对于成绩一般的学生，则让他们完成传统的笔试考试，考试的内容侧重于考核材料力学基本概念、基本理论的理解和应用。这样分层次的考核，既能使大多数的学生掌握后续专业课所需的材料力学基本知识，又能使学有余力的学生有所突破，顺应创新型人才培养需求。
六、结语
互联网时代已经到来，伴随着电脑、手机和网络成长起来的新一代大学生对材料力学课程教学设计工作提出了更新的要求。传统的材料力学教学要充分利用网络平台的优势，尽可能地满足学生对教学的自由选择性、参与性和学习过程及时反馈等需求，打造适合现代化的教学新模式，以更好地适应工程认证背景下的工程人才培养需求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 范钦珊，主编.材料力学（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
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[责任编辑：钟 岚]
