工程力学的教学改革与探讨

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　　【摘 要】近年来，随着越来越多的二本、三本高校过渡成为应用型本科，需要培养出具备有实践操作能力的大学生。为了达到这一目的，高校中的专业教学体系及授课内容的改革迫在眉睫。本文阐述了笔者在应用型本科的工程力学教学中遇到的一些问题，从教学目标入手，针对教学体系、内容中发现的若干问题进行了探讨，并提出了相应的建议，来完善对应用型本科中工程力学的教学革新。
　　【关键词】工程力学;教学方式;教学优化
　　中图分类号： TB12-4;G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）11-0131-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.060
　　【Abstract】In recent years， as more and more universities transition into applied university， it need to develop college students with practical ability. In order to achieve this goal， the reform of professional teaching system and teaching content in colleges and universities is urgent. The treatise expounded some problems in engineering mechanics teaching， from teaching goal， aiming at some problems found in teaching system and content are discussed in this paper， and put forward the corresponding Suggestions to improve the teaching innovation of engineering mechanics in applied undergraduate course.
　　【Key words】Engineering mechanics; Teaching method; Optimization of teaching
　　1 工程力学课程教学改革的目标
　　工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域，是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科，工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要基础。工程力学不仅作为一门重要的基础学科，并且许多高校（如清华大学、同济大学、上海交通大学等）也开设了工程力学专业，而具备力学基础理论知识、计算和试验能力，能在各种工程（如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等）中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的高级工程科学技术人才。由此可见，工程力学与工程实际的结合是非常紧密的。因此，在许多以培养应用技术型人才的院校中，如何将以理论授课为核心的《工程力学》课程与实践结合起来，探索一条符合时代需求的教学实践化改革道路，已成为我们必须要思考的问题。
　　2 教学中存在的问题
　　2.1 课时缩减，学生基础薄弱
　　近两年来，由于二本和三本合并，增加了二本院校的数量，二本中大量增加了民办院校和独立学院，使得院校的招生规模逐年扩大。挑战也伴随着机遇到来，比如生源质量呈现下降的趋势[1]。同时，为了给大四的学生富余更多的时间准备考研和生产实习，作为专业基础课的工程力学需要面临课时减少的问题。如何在课时量缩减和学生基础知识较差的环境下，提升工程力学的授课质量，是一个具有挑战性的任务。
　　2.2 内容复杂，不易理解
　　工程力学是由理论力学和材料力学两个部分整合构成，教材内容较多，理论性强，空间思维强，内容抽象，这就使很多学生从大一的基础课过度到专业基础课时难以适应，学习方法转换不过来，学习兴趣不高，甚至有厌学的现象，并且教材中缺乏工程实例也增加了学习的难度，产生抵触情绪。
　　2.3 教学效果差，学习自主性低
　　随着院校扩招，土木工程专业学生人数剧增，通常采用2班合上，有时候3班合上。因此造成以下一些问题：第一、作业的批改和答疑成了最大的问题;第二、学生人数偏多的致使课堂授课出现困难，如：板书时后面同学看不清;上课时后面的同学听不清等。造成学生对本课程的学习兴趣不高，学习基础较差、对学习该课程不够重视，听课效率低，学习主动性不足，过分依赖教师课堂教学。
　　2.4 教学模式机械化，与实践脱节
　　基于学科的理论性较强，教师在授课时容易形成“概念-证明-习题”的机械化教学模式，例如在講授三力汇交原理时，先阐述原理的内容，再采用平行四边形法则进行证明，最后通过习题来巩固知识点。这种授课方式较死板，很能使学生对授课内容产生兴趣，只能被动的接受，久而久之，学生产生厌倦该门课程的情绪，增大了学习的难度。另外，由于实验课程较少，缺乏对学生动手能力的培养，对力学定义的掌握仅仅停留在记忆的阶段，无法真正的理解其在实践中的作用。
　　3 工程力学教学改革探讨
　　3.1 注重课程衔接，渗透专业课程
　　工程力学作为一门基础专业课，既有其理论严密、系统完整、逻辑性强的特点，又存在其作为土木工程相关专业课基础的作用，因此与其他课程，如钢结构，砌体结构，混凝土设计原理等专业课程密不可分[2]。从实际教学与调研过程中发现，工程力学学习的好坏，直接影响专业课的学习效果。为了能够紧密的联系专业课，可以将原来由理论力学和材料力学简单组合转化为力学与专业知识的组合，例如介绍力的分类时，可以将工程中恒载和活载的概念引入，使同学们对力的表现形式有明确的概念。除此之外，教师们需要根据实际工程对工程人员的要求，制定专业的教学大纲和教学计划，将结构和力学结合，形成课程内容的内在逻辑，丰富了教学内容的同时，也提高学生对工程的兴趣，对今后学习专业课奠定基础。 　　3.2 简化教学内容，加强课堂讨论
　　根据教学大纲，工程力学的课程内容包括静力学、杆件变形、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、运动学共六个部分。但是由于工程力学课时的缩减，导致如何分配时间成了最大的难题，为此需要将教学的内容进行压缩并转变授课方式，首先需要合理的安排教学内容，可适当缩减内容[3]。在静力学部分引入力、力矩、力偶等基本概念之后就直接进入任意力系的讲解，省略特殊力系的内容。材料力学中，由于杆件的变形这部分内容比较简单直观，可以把这部分的教学转变成课后讨论的形式，让学生观察实际工程中梁、柱的变形形式来总结其变形特点，既缩短了教师的授课时间，也提高了学生们学习的主动性。适当的将教学内容整合，避免重复性的讲解，例如将杆件的拉压、剪切、扭转、弯曲的内力分析和应力状态分析的共性问题集中研究，简化推导的流程，强调对比，逐步提高学生们的力学分析能力。
　　3.3 多元考核方式，进行全面评价
　　考试是检查学生学习效果的重要途径之一。“工程力学”当前普遍采用的考核方式是闭卷考试，试卷一般来自标准化的考试题库，其基本题型包括填空、选择、判断、作图、计算等。闭卷考试对学生的理论水平和应试能力均有较高的要求。“工程力学”作为一门工程应用型课程，其知识内容直接或间接地涉及大量的工程实践，一次期末考试往往不能客观地反映学生的学习水平与实践应用能力，为此可以通过对学生的平时表现，模型制作，期末考试等多个环节进行评价，并按照一定的比例确定本门课程的最终成绩;在期末考试方面，也可以采取一个考点两道试题的出题方式，由考生自行判断选做哪道;对于不同专业的学生，要求的侧重点不同，因此各项考核的比例分配也可适当调整。最大程度地做到考核方式的合理性。
　　3.4 加强双师型教师的培养，实现教学内容与实践相结合
　　目前许多院校的缺少一线工作经验的教师，职业教育观念理解欠缺，实践水平低，无法有效的指导高校学生的实际操作，导致课堂教学呆板，照本宣科，不利于与学生互动教学。“双师型”教师是教育教学能力和工作经验兼备的复合型人才，引入“双师型”教师能把握本专业的理论准确性和教育教学的普及性问题，有利于推动素质教育。不仅对知识更新、生产技术更新有促进作用，还可以对学生的专业方向培养有精确作用（不至于脱离方向和实际），从而提高和改进教师本身的教学质量。
　　4 结语
　　科学技术日益发展进步，工程力学教学模式不可能一成不变。在考虑课程现代化的同时，不应只束缚于原有的框架，应契合科学技术时代的发展培养应用型人才，来重新定位教学框，同时把工程力学基础知识反映到课程内容体系中去。在有限的学时内，工程力学课程应当也能着重介绍工程力学知识和力学思想，既能讲述清楚基础理论，又能突出重点，拿捏得当。另外需要强调让学生做学习的主人，引导学生建立良好的力学思维习惯，运用知识探索和解決实际工程问题，从而培养更多的创新性应用人才。
　　【参考文献】
　　[1]张雅娴.工程力学课程改革浅析[J].科技视界，2012.
　　[2]张媛，孟春玲，张力.用现代教学理论指导材料力学教学改革[J].中国轻工教育，2006，11（1）：43-44.
　　[3]马景槐.工程力学教学改革的研究与实践[J].江苏技术师范学院学报，2005，1（6）：75-80.
　　作者简介：刘博（1990—），男，湖北襄阳人，助工，工作于桂林理工大学博文管理学院。
　　鲍双莲（1990—），女，内蒙古通辽人，中学中级 ，工作于内蒙古自治区通辽市科左中旗宝龙山蒙古族中学。
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