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探究材料力学评价考核方式的改革实践与体会
摘要：针对目前材料力学评价考核方式忽略过程考核而注重期末考试的现状，文中基于材料力学课程，研究一套综合评价学生对本课程的掌握程度，并注重过程考核的评价体系。此评价体系，将随堂测验、模块测验、平时作业、实验考核和案例分析成绩各占比10%，而将在总评中占比70%的期末考试成绩降低至50%；对于学生学习过程的考核加重，使整个课程学习过程中同学的紧张感加强，使学习的目的性和时效性得到提高，同时，激发学生的学习热情，提高材料力学课堂教学效果。
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材料力学课程是理工科相关专业学生直接面向工程设计的重要技术基础课程，是基础课程到专业课程的一个桥梁，是技术科学的根基[1]。近年来，随着相关专业培养目标的调整，材料力学的教学目的转向教给学生基本理论和基本概念，并教会他们掌握这门学科的基本思想方法，使他们具备定性分析与本专业相关的一些基本的强度、刚度和稳定性等问题的能力，并且在需要时能够协同设计人员研究解决这些问题[2]，因此，在材料力学教学过程中，教学实践环节显得尤为重要。课程考核是检查学生学习效果的重要途径之一，而一次期末考试往往不能反映学生的学习水平和实践应用能力[3]，因此，平时的教学过程中应该加重过程考核的力度，让学生在学习本课程的过程中感受到压力，打消学生通过期末突击的方式过关的投机思想。本文将从过程考核中的平时作业、随堂测验、模块测验、实验测验、工程案例分析等方面展开讨论。
1、传统考核方式及其问题
目前的力学教育通常以课程考试作为结束，仅仅督促学生复习所学知识，起不到培养创新能力的作用[1]。学生对力学的学习兴趣和热情也相对较差，因此学习的积极性较差，教学效果也不明显。究其原因，与目前的考核评价体系过度看重期末考试成绩而忽略学生平时课堂表现及动手实践能力有关，这就使得大多数学生在学习过程中不努力，只想通过期末突击复习拿到本课程的学分，好学生也只是学会了如何求解书本上的一些基本题目，当遇到实际问题时，却又不知道该如何利用所学的知识分析解决。这是现有考核评价体系产生的必然结果。
2、新的考核方式
2.1 平时作业的布置(10％)
在每节课结束后，布置课后作业是必要的。旧的考核方式中，平时作业只是老师上完课后留几道课后习题让学生课下做，这就使得学生课下可以互抄作业，大部分的学生作业几乎一样，教师无法通过作业的优劣分辨学生的差异性。为了改变这种状况，老师在布置平时作业的时候，将班级学生进行分组，3～5人一组，每一组的作业既要有共性又要体现出差异性，例如“弯曲强度问题”的作业，可分别让学生求解结构的许可载荷、设计构件尺寸、校核结构强度、讨论提高梁强度的措施或合理选择梁的截面等等，问题更加灵活多样，可以有效杜绝学生课下互相抄袭的问题。上交的作业先由各小组互相打分，最后由教师进行最终分数的确定，保证学生对每一类问题都进行思考讨论，平时作业占总评成绩的10%。
2.2 随堂测验(10％)
随堂测验在课前5∼10min进行，主要考核上节课的重难点知识及易混淆的知识，旨在检查学生对前一节课的掌握情况及课下复习情况，同时也为新课做铺垫。随堂测验采用闭卷形式，由教师提前准备好考题发给学生，考题类型主要以填空、判断和选择为主[4]，测验过程中禁止学生交头接耳，要求学生在规定的时间内答完并上交，随堂测验成绩占总评成绩的10%。
2.3 模块测验(10％)
将材料力学内容进行模块分类，可分为拉压剪模块、弯扭模块、强度理论模块、组合变形模块和压杆稳定等6个模块，每个模块讲完以后组织一次测验。为了不影响正常上课进度，本测验将安排在课外集中答疑时间进行，出题原则为既简单又能检验学员对本模块的掌握程度，因此主要以计算题和简答题为主，个别模块会有案例分析题，采取开卷考试形式，考核过程中学生可以翻阅任何相关资料，禁止交头接耳互相探讨，并在规定时间内完成考核。模块考核旨在检验学员对已学模块的掌握程度，反映学员在此模块学习中遇到的问题，模块测验成绩占总评成绩的10%。
2.4 实验考核(10％)
我校材料力学的实验课程包括金属材料拉伸实验、金属材料压缩实验、圆轴扭转强度实验、材料弹性模量E和泊松比µ的测定实验、纯弯曲梁的正应力测定实验、压杆稳定实验等6个。这几个实验都是材料力学最基本的实验，要求学生必须熟练掌握。为了加强学生对实验课的重视程度，并检验学生对实验技能的掌握程度，设置实验考核制度，即在学期结束后选一个时间段组织学生集中进行实验考核，考核项目由学生抽签决定，考核内容包括阐述实验原理、实验内容、实验目的并完成整个实验操作过程，整个过程由学生独立完成，老师在旁负责打分，实验考核占学期总评成绩的10%。
2.5 案例分析(10％)
为了使学生能够灵活运用所学的力学知识对实际工程问题进行建模及分析，在整个教学过程中按照之前的模块划分，每个模块结束后向学生布置一道工程实际案例分析题，要求学生在一周内完成并以小论文的形式上交。论文内容应包括结构建模、约束类型分析、受力分析、变形分析、强度和刚度分析及截面形状分析等，论文的基本思路为研究内容、采用的力学原理、分析思路、分析过程、公式推导、数值计算、结论等。案例分析题目比较开放自由，学生可以通过任何方式进行资料查阅并完成，充分锻炼学生搜集资料能力及力学知识运用能力。以图1所示的旗杆为例，在学习完弯曲应力这章知识后，要求学生对旗杆的受力、变形、约束方式及其截面设计情况进行分析讨论，将学生的所问所思所想用文字的形式表达出来，引导学生对简单的工程实例进行更深层次的思考，从而达到学以致用的目的，案例分析部分占总评成绩的10%。
图1旗杆
新的考核方式在不改变期末试卷考试形式的前提下，加大对平时学习过程的考核力度，丰富考核方式，使学生既要重视期末试卷考试，也要重视平时的学习过程。有效促进了平时教学过程的时效性和目的性，学生在课堂上的提问也更加积极且具体，课堂氛围更加活跃，学生对知识的渴求也不再局限于课本，更加关注身边的工程实例，即便是看到一棵大树都会简单地对其进行受力分析和结构分析，提高了学生学习材料力学的兴趣和热情。
3、结语
考试是课程教学的重要组成部分，是评价教学效果和学生学习能力的重要手段，考试成绩直接反映出学生对本门课所讲知识的运用及掌握情况，也反映出老师的教学效果。增加过程考核评价方式，能对学生的平时学习情况进行有效监督和管理，进而提高教学效果。
参考文献:
[1]胡海岩.对力学教育的若干思考.力学与实践,2009,31(1):70-72.
[2]范钦珊,殷雅俊,唐静静等.改革教学,创新教学——“材料力学”课程教学改革实践与体会.力学与实践,2018,40(5):543-549.
[3]龙晓鸿,李黎,樊剑等．结构力学课程自主学习教学模式构建探讨．高等建筑教育,2017,26(6):64-67.
[4]李颖,郭书祥,姚宏.对《材料力学》课堂教学中“课前复习环节”的探讨.力学与实践,2014,36(2):228-231.
吴蒙蒙,杨少红,章向明.材料力学考核评价方式的改革与探索[J].力学与实践,2019,41(4):475-477.
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固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质，包括工业固体废物、危险废物、城市生活垃圾、建筑垃圾和农业固体废物等类型。固体废物量多面广、成分复杂，不当处置将使毒害成分以直接或间接途径进入环境，导致长期性、叠加性、复杂性污染，严重威胁生态环境安全和公众健康。
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钢渣是炼钢工程中产生的一种工业固体废渣，经过化学处理和提纯后的钢渣颗粒是一种良好的胶凝材料。据统计，我国钢渣废料的利用率仅为30%左右，远低于西方发达国家，产生了诸多负面效应。钢渣过多堆积会占用大量土地资源，其内部含有硫、磷等有害物质会污染土壤和地下水源。因此，提高钢渣的资源化利用率不仅使其变废为宝，还对生态环境产生积极作用。
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材料力学实验对材料力学教学至关重要。随着时代发展，目前的材料力学实验教学逐渐无法满足本科实验教学需要，无法调动学生的积极性和主观能动性，难以使学生的动手能力和创新能力得到真正的培养和提升[1]。本文首先分析当前材料力学实验教学中存在的问题，然后提出一些改革措施，希望能够进一步完善实验教学，提升学生的整体实力。
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已有研究多关注于有限元软件ANSYS，其建模计算过程相对复杂，本文以材料力学课程梁的弯曲内力图为例，引入有限元分析软件ADINA，该软件建模过程更加简单，使用方便。将之用于梁的剪力图和弯矩图的绘制教学，可快捷、形象地展示梁的弯曲变形动态过程，提高课堂效率。
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为了构建以工程为主的特色教育体系，需要融合主体学科各专业特色，重新梳理知识体系，以问题为导向，注重培养学生的核心能力。以“塑性加工力学”课程为例，基于冶金特色的工程教育教学体系，教改工作需要从课程属性与课程目标定位、教学内容设置与安排、教学模式与手段、学生实践能力培养、考核方式等方面进行探索。
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本文依据弹性力学的特点，提出了可视化和参与式教学的相结合的教学方法，以孔口应力集中为案例进行了相关教学探讨，利用有限元软件对多组开孔构件进行有限元分析，采用图形清晰反映外部荷载作用下孔口应力变化规律和特点。同时，让学生参与模型试验测试，更直观的反映孔口应力集中的特点，易于学生接受和理解。
2020-06-13
实验教学是材料力学课程教学中的一个重要环节，但随着时代的不断发展，现行教学方法、手段、模式等已不能满足本科实验教学需要，学生的主观能动性得不到发挥，不利于学生动手能力、创新能力和探索精神的培养，文中根据当前材料力学实验教学中存在的问题进行了分析，并提出了相应的解决对策，旨在进一步完善实验教学，从而促进学生整体实力的提升。
2020-06-08
材料力学课程是机械类及近机类专业的一门重要专业基础课程，该课程开设的实验项目主要有拉伸实验（铸铁和低碳钢）、压缩实验（铸铁和低碳钢）、扭转实验和纯弯曲梁的正应力实验等4个实验，实验学时一般是4～6个学时，主要以验证性实验为主，一般采用在理论课程里面包含实验课时，或者单独与其它课程一起成为单独的一门实验课程，我校采用后一种方法。
2020-06-08
《材料力学》主要是研究杆件的强度、刚度和稳定性问题。材料力学是一门重要的专业基础课，包括机械、土木、水利和交通等专业的学生都会学习到这门课程。由于材料力学本身内容繁杂，概念抽象，对数学工具的应用要求较高，再加上力学课程的课时安排在很多高校中并不充裕，在实际的教学实践中发现相当多的学生对这门课的掌握并不理想。
2020-06-08
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期刊名称：力学学报
期刊人气：2857
主管单位：中国科学院
主办单位：中国科学院力学研究所
出版地方：北京
专业分类：科学
国际刊号：0459-1879
国内刊号：11-2062/O3
邮发代号： 2-814
创刊时间：1957年
发行周期：双月刊
期刊开本：大16开
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2020-02-06
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上传者：管理员
