摘要：《动力机械强度学》课程是能源类专业的主干专业学位课程之一，存在课程教材内容相对落后，教学模式以“满堂灌”的纯理论讲述为主，难以充分激发学生兴趣等突出问题。基于此，本文在紧扣高校自身特点以及能动学院背景的基础上优化整合具有能源特色的《动力机械强度学》课程内容，建立系统的《动力机械强度学》课程教学内容，旨在培养学生综合运用理论知识分析以及解决实际工程问题的方法与能力，提高高校本科生创新能力与科研能力。
关键词：动力机械强度学；教学内容；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）37-0110-02
長沙理工大学的《动力机械强度学》课程是一门既面向本科生的专业限选课程又面向研究生的专业基础课，其课程定位是“工程性”、“应用性”以及“科研性”。现有的《动力机械强度学》教材内容往往公式推导繁多，名词概念比较晦涩难懂，实例较少，教学内容与工程实际以及前沿学科发展脱节，学生通过课程学习很难将理论基础知识应用到工程问题上，学习目标不明确[1-5]。由于动力机械强度学是机械专业、力学专业与能源专业的结合，同时也是一门实用性和应用性很强的课程，该课程有很强的院校专业背景，因此，建设具有能源特色理论与工程实际紧密结合的动力机械强度课程对于能源类人才的培养、提高人才竞争力具有很重要的意义。
一、立足高校背景，构建具有能源特色的动力机械强度学课程教学内容
目前，长沙理工大学能动学院的动力机械强度学课程选用的教材是《现代机械强度理论》，它包含三大模块，分别是动力机械强度的基本分析方法，如实际模型的简化分析方法，动、静态应力的来源分析等；疲劳强度校核与寿命分析以及疲劳设计。该教材内容主要着重于力学公式推导，教材中长篇文字说明和公式使得学生学习产生畏难的心理，激发不起学习兴趣，继而导致学生主观上厌恶这门课程。
基于此，拟自编教材，结合我院电力背景，在教学内容上结合工程实际，着重讲述锅炉、汽轮机、风力机叶片方面的在服役寿命以及影响动力机械运行的状态及其使用寿命的因素，旨在将强度学基础理论应用于工程实际中的计算与分析中，让学生有针对性地进行学习。此外，考虑到我校在交通和土木上具有较强的工程应用背景，在教学内容上也可将强度理论知识与土木、桥梁以及汽车等工程实例结合起来，进行案例式教学。同时，在整个教学过程中，穿插航空领域中疲劳失效导致的飞机空难的视频，让学生更加直观和系统地对这门课程有所了解。通过案例式教学以及相关视频的播放，发现90%以上的同学对于这门课程有了很多的期待和兴趣。因此，教学中结合高校自身的特点，选择性教学，在教学内容上弱化力学方面的基础理论知识，简化公式推导；重点突出强度准则、屈服准则、以及断裂理论在工程实际中的应用，特别是疲劳断裂理论在能源动力系统中的工程问题和科研攻关项目的应用，其教学效率会大大提高。
二、采用有限元软件动画演示，直观讲解理论知识，建立素材库，完善教学内容
动力机械强度学的知识专业性和理论性强，公式递推过程较为烦琐，传统的课程板书教学方式，学生只能一味地被动接受，照抄式地进行学习，不能激发学生学习兴趣，课题组自行编制多媒体教学教案，知识点讲述层层嵌套，集声音、动画效果、图片等于一体，可大大提高学生对知识的兴趣，增强教学的生动性。同时，动力机械强度课程中许多疲劳断裂规律以及力学分析等知识点，本身是空洞而又抽象的。通过对数学模型以及文字概念进行简单的描述，难以建立学生的感性认知。通过有限元软件，对需要分析的模型进行建模，并加载荷进行求解，建立动画播放视频以及相应素材库，可以直观生动地向学生展示知识点以及变化情况，完善教学内容，缓解因诸如实验室设备缺乏此类不足所带来的问题，且教育成本大幅降低。
三、紧跟学科前沿发展，将知识点紧密结合科研项目的研究成果，实现理论教学与实际工程和科研项目结合的教学内容改革
目前，大部分高校还是普遍沿袭了上世纪90年代甚至80年代所采用的教材。虽然几十年来基本理论的内容并没有大幅度的变化，但是动力机械学科的研究成果已经广泛运用于各个领域。在经典理论知识传授的过程中，牢牢抓住学科的前沿方向，将知识点与科研项目的研究成果紧密结合，开展拓展式学习，让学生将所学知识更好地糅合和贯通，激发学生学习动力机械强度学的潜力和兴趣，帮助学生更好地掌握理论知识。
动力机械运行过程中，既涉及主要结构部件及其相应材料的应力分析计算，又与实际工作环境下的应力分析与计算有关，还涉及影响动力机械运行的状态及其使用寿命的安全因素。因此通过案例分析，使得各章节之间的联系更加紧密，知识层次上更具逻辑，知识网络更加完善。比如，在讲解动力机械寿命预测及其可靠性计算方法的时候，结合电力背景，讲述以超超临界锅炉运行条件下的热管为研究对象，对其进行寿命预测的专题报告，对最小二乘法和正态分布进行实际演示计算。在教学实践过程中，设计燃气轮机轴承与机械强度可靠性、风力机叶片、锅炉受压元件与疲劳强度等专题案例。以开展专题案例的教学形式，可以淋漓尽致地展现所学内容的最新研究进展，紧靠科学发展前沿，从而使学生所学的专业知识与国际、实际应用接轨。
四、结语
多年的教学实践表明，结合我校自身的特点，优化教学内容，在教学内容上弱化力学方面的基础理论知识，简化公式推导；重点突出理论在工程实际中的应用；采用有限元软件模拟动力机械零构件受力情况，建立动画演示，丰富课程的素材库；紧跟学科前沿发展，将知识点紧密结合科研项目的研究成果，开展拓展式教学，才能激发学生学习动力机械强度学的潜力和兴趣，帮助学生更好地掌握理论知识。
参考文献：
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