特色工程教育下塑性力学课程教学改革及思索

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1、特色工程教育下塑性力学课程教学改革及思索摘要：结合学校矿业优势学科平台建设及多年的塑性力学课程教学实践经验，开展了“大采矿”专业相关学科中塑性力学课程建设和教学方法改革的尝试和思考，从理清课程体系、选择和完善教材、改革教学内容、改革教学方法、改革教学过程等方面进行了探讨，并通过教学改革实践取得了良好的教学效果。关键词：塑性力学大采矿特色工程教育教学改革随着我国对能源需求的日益增长，把以矿业工程为主的特色教育体系构建成融矿业主体学科专业，力学、岩土、材料等相关学科专业为一体的“大采矿”专业是大势所趋。我校作为一所

2、矿业院校，围绕构建“大采矿”教学创新平台，结合我国采矿业的现状开展了一系列课程体系优化和改革的尝试，取得了较好的效果。然而，“大采矿”专业工程应用中的许多问题均需具备一定的力学基础，因此基础力学教育在构建“大采矿”特色工程教育体系中显得非常重要[1_3]。塑性力学作为基础力学的后续课程，是我校采矿工程、工程力学、岩土工程等专业高年级本科生的重要课程。然而，由于塑性力学课程本身具有抽象性、复杂性的特点，要求学习者具有一定的力学和数学基础，且在初学时比较枯燥，与学生们普遍感兴趣的实际工程应用相去甚远。因此，学生对于

3、塑性力学课程的重要性认识不足，学习的主动性不强。同时，教学环节中如何使学生既能理解复杂的基础理论，又能认识行业特色工程中的实际问题，仍有待思考和完善。因此，有必要以“厚基础、宽口径、善学习、重创新、强实践、高素质”的原则制订和优化人才培养方案，结合学校矿业特色和优势学科，开展基础力学课程建设和教育方法的研究［4,5］。笔者以学校构建“大采矿”专业的教学改革和课程建设为契机，结合学校矿业优势学科平台建设及多年的塑性力学课程教学实践经验，开展了“大采矿”专业相关学科中塑性力学课程建设和教育方法改革的尝试，对具有矿业

4、特色的基础力学课程教学方法改革进行了思考，并从课程体系、选择和完善教材、改革教学内容、改革教学方法、改革教学手段等方面进行了探讨。1理清教学体系、合理选取教材是基础我校“大采矿”相关学科中采矿工程和工程力学等专业为高年级本科生开设了塑性力学课程，而在此之前，学生已学习了部分基础力学课程，如材料力学、弹性力学等课程，这一课程体系的设立延续了基础力学的发展轨迹。然而在讲述过程中有些内容存在重复，即使是同一个概念，同一个问题，由于各门课程的视角不同，会出现采用的符号不同，甚至讲解时的名称也不同。因此，有必要理清塑性力

5、学和其他基础力学课程的关系及相应教学体系。国际上的趋势是将上述课程整合为一门课，如美国麻省理工学院（MIT）的MechanicsandMaterialsI,II课程。因此，在讲述塑性力学之初，可按固体力学知识体系架构，将以往所学基础力学课程进行梳理，使学生认识各课程间的联系。另外，选择合适教材是教学体系改革的基础。以往该课程选用同济大学夏志皋编写的《塑性力学》作为教材，该书收集和汲取了国内外大量资料，内容着重介绍塑性力学的基本理论和进一步学习、研究各种塑性力学问题的基本方法，并提出一些深入讨论的内容。此书作为经

6、典教材已翻印多次，我校已使用近十年。然而此书面世已有二十余载，结合教材更新、教学体系改革的需要和学生反馈，我们改用了西安交通大学出版社2011年出版的《塑性力学基础》（尚福林、王子昆编著）作为课程新教材。该教材在系统阐述塑性力学基本理论、基本方程的基础上，注重对国外最新研究成果的研读和各类问题的求解方法及其在工程中的应用。同时，授课过程中配以矿业特色工程案例的讲解，可使学生用较少的时间较扎实地学习力学理论和与其相关的矿业生产实际问题，教学实践效果良好。2教学体系是改革的重点内容教学体系是教学过程的知识基本结构框

7、架、教学内容设计、教学方法设计、教学过程设计和教学结果评价组成的统一整体。包含：教学顺序、过程、方式、方法、形式、内容、反馈、评估、总结、比较和推导等一系列教学要素。由于塑性力学课程本身的特点决定了该课程讲授与学习都需要足够的耐心与细心，教师在授课过程中需要边思考、边讲解、边推导，其中不乏枯燥的数学公式，学生的注意力稍不集中，就会思路受阻，只剩下满眼的公式，致使学生缺乏学习兴趣。因此如何使讲解相对生动具体、具有吸引力是首先要解决的问题。这里着重从教学内容、教学过程和教学方法改革三方面探讨特色工程教育下的塑性力学

8、课程教学体系。2.1教学内容改革与以往跟着书本走的模式不同，在该课程之前，安排完成相关专业的“现场认识实习”课程，使学生接触到一些典型的具有矿业特色的岩石力学问题和现象。在该课程伊始，就给学生划出教学内容的主线，即在基本假设和弹性力学基本方程的基础上，结合屈服条件、塑性本构方程等条件求典型平面应变问题的解析解，使学生对所学内容有整体的初步认识和把握。同时，引入矿业工程中典型的稳定性问题