高職工程力學課程體系建設(shè)與綜合考核模式的實踐性研究*

韓瑞功

濰坊科技學院 山東壽光 262700

高職工程力學課程體系建設(shè)與綜合考核模式的實踐性研究*

韓瑞功

濰坊科技學院 山東壽光 262700

工程力學是高職機電、機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在教學中應始終堅持以人為本，科學整合現(xiàn)行教材，不斷改革教學方法，密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，強化實驗教學，培養(yǎng)學生探究能力。

工程力學；課程體系；考核模式

工程力學是高職機電、機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，由于該課程理論性強，圖形結(jié)構(gòu)分析復雜，計算繁瑣，配套實驗相對較少等原因，學生在學習時感到枯燥無味、不感興趣，有的甚至對學習工程力學產(chǎn)生反感，嚴重影響到學習成績，影響到工程力學教學質(zhì)量的整體提高。為更好地服務(wù)于課堂教學，充分調(diào)動學生學習工程力學的積極性，培養(yǎng)學生科學的學習方法和探究問題的能力，近年來，科學整合現(xiàn)行教材，不斷改革教學方法，密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，強化實驗教學，在有效地調(diào)動學生學習積極性的同時，培養(yǎng)學生的探究問題能力和創(chuàng)新能力，提高課堂教學質(zhì)量。

1 改革課程體系，適應高職教學需求

現(xiàn)行的高職工程力學，其教材內(nèi)容大體包括靜力學、材料力學、動力學3個方面，而且各方面之間存在一定的差異。同時由于高職階段的工程力學教材版本較多，如高等教育出版社、機械工業(yè)出版社、電子工業(yè)出版社、清華大學出版社、科學技術(shù)出版社等，嚴重制約高職工程力學的教學改革。為此，在原有教材的基礎(chǔ)，立足當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)實際和學生的學習實際，積極科學地整合現(xiàn)有教材，突出高職特色的同時，進行探究性教學改革，收到比較理想的效果。

1）將靜力學與動力學的教學內(nèi)容重新組合，編排成一個新的教學體系，突出高職教學的“必須、夠用”的基本要求，合理搭配教學課時，使教學內(nèi)容更符合高職特點，同時又適應學生的學習實際。因為，高職學生分析問題、解決問題的能力和知識結(jié)構(gòu)相對較弱，獨立的知識體系不僅使學生感到學習困難，同時也給教學帶來阻礙。

2）將組合變形等內(nèi)容，合理地與構(gòu)件的變化形態(tài)以及應力分析有機結(jié)合，在學習新知識的同時，及時復習舊知識，新舊知識成為一體，促進學生的整體學習。特別是探索構(gòu)件及桿件的力學規(guī)律性，間接地進行探索性意志和能力的培養(yǎng)。

3）適當增加與當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展相適應的專業(yè)性知識，如機械加工、機電產(chǎn)品制造、市場材料分析等。濰坊是山東省最大的機械加工基地，有濰柴動力等一大批先進的機械、機器制造企業(yè)，適當擴展和增加與就業(yè)相適應的專業(yè)知識，對學生將來的就業(yè)和技術(shù)改造與探究加工技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

4）適當增加演示和學生實驗?，F(xiàn)行的高職工程力學中，演示實驗幾乎沒有，課后的學生實驗不足10個，而且實驗的操作安排和結(jié)構(gòu)層次不夠合理，與教材的對接相差較大。為此，在研究教材的基礎(chǔ)上，重新編排高職工程力學實驗，使每一章節(jié)都有演示實驗，每一單元都有學生實驗，而且實驗的內(nèi)容與學習內(nèi)容一一對應，體現(xiàn)了現(xiàn)代教育理念下的教學思維，賦予探究性學習以新的內(nèi)涵。

5）與同濟大學聯(lián)合編輯出版3年制高職工程力學教材，與清華大學聯(lián)合編輯出版2年制高職工程力學教材，使教材建設(shè)與課程同步，達到課程體系建設(shè)既注重教材，又進行知識體系結(jié)構(gòu)改革的目的。

通過課程改革，一方面擴大學生自主學習的空間，體現(xiàn)了以生為本的教育理念；另一方面通過課程改革，適應了當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)的需要，滲透了探究性學習的理念，為進一步培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。

2 以課程體系改革為突破口，優(yōu)化課堂教學方法

高職學生不同于普通工科大學的學生，他們思維比較能力相對靈活，但創(chuàng)造性思維能力相對較弱。在教學中必須面向全體學生，積極改革課堂教學方法，尤其是對那些理論性強、數(shù)學知識綜合運用較多的內(nèi)容，應采取適合學生個性心理特征的教學方法，以彌補學習能力之不足。在教學中，常采用案例導向和教具導向教學方法，堅持科學性和思想性統(tǒng)一，做到理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，遵循直觀性原則中由淺入深、由易到難、由近及遠、由簡到繁的認識規(guī)律，達到“教學、學習、探索、研究”四位一體的教學目的。

如力是一個抽象的概念，課堂教學中運用案例、教學模型導向，充分利用實物、力學模型、卡片、計算機多媒體等手段，增加學生的感性認識，從而加深對理論知識的認識與理解。再如，講授圓軸扭轉(zhuǎn)時，借助軟橡膠棒（教具）的扭轉(zhuǎn)變形幫助學生理解剪切變形和剪應變；講授直梁彎曲可利用兩塊等長、等截的長方形木板釘在一起模擬木板的變形，進而理解內(nèi)力是剪應力和彎矩。這樣，通過具體的觀察、形象思考、抽象的分析，使學生在課堂上一步步得到啟發(fā)，其形象思維、抽象思維、創(chuàng)造性思維和逆向思維得到發(fā)展，不斷提高其探索、研究問題的能力，有效地促進難點的轉(zhuǎn)化。

教學中對于基本定理、基本公式的推導重點是闡述分析問題的思路，發(fā)掘問題的內(nèi)在規(guī)律性。如材料力學4個基本變形中橫截面上應力平衡條件、應力的幾何條件以及應力與應變之間的物理條件，著重分析應用公式的物理意義，讓學生從不同角度分析事物本質(zhì)的和非本質(zhì)的屬性，加深對問題的理解，學會基本的探究問題方法。

3 密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，科學實施能力培養(yǎng)

高職工程力學與機電、機械類專業(yè)的其他專業(yè)基礎(chǔ)課程一樣，它的應用性相對較強，尤其是與生產(chǎn)、建設(shè)等領(lǐng)域聯(lián)系密切，在密切聯(lián)系生產(chǎn)、建設(shè)實際開展有效的探究性教學改革方面，進行大量的實踐教學探索。

教育心理學研究認為，學生的智力包括解決問題的定向能力、表達能力、組織能力、動手操作能力、遷移能力和創(chuàng)造能力，都是研究和探索能力的重要基礎(chǔ)，在這些基礎(chǔ)能力中動手操作是核心，它的最高目標是培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力和創(chuàng)新能力。心理學研究還認為，意向是學習的動力，學生的學習過程是一個以“意向是動力”為核心的智能發(fā)展過程。因此，教師在教學中，特別是在課堂教學中，要善于運用問題導向教學法，利用現(xiàn)實的、與生產(chǎn)聯(lián)系密切的、與專業(yè)聯(lián)系密切的具體實例啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、研究問題。一切的研究和探索都圍繞提出問題開始，只有在教學中注意引發(fā)問題，才能激發(fā)學生的思考能力，才能培養(yǎng)學生探究問題的良好思維習慣。

如應力分布，教師可提問：為什么同一材料在受力時不同地方的應力會不同？最容易破壞的地方在哪里？為什么鑄鐵受壓時應力大，受拉時應力小？啟發(fā)學生用截面法、平衡條件等有關(guān)知識來分析解決具體的問題。講授壓桿穩(wěn)定時，除聯(lián)系機械、機器中的某些軸承、連桿、凸輪機構(gòu)中的頂桿、支承機械中的千斤頂外，密切聯(lián)系體育活動中的撐桿、鏈球、鉛球，日常生活中的拖把桿、高檔衣服架，體育館的鋼架結(jié)構(gòu)頂棚、跳水跳板，高架橋立柱、高速公路路面等現(xiàn)實生活、生產(chǎn)和體育活動中的壓桿，進行剖析，引導學生理解壓桿的特性，掌握壓桿的特點和分析過程，使學生通過實物分析，初步接觸探究問題和研究問題的基本思路。

高職工程力學中的壓桿、構(gòu)件、桿件是一個廣義的工程名詞，學生學習后普遍認為，它們都是一些比較小的工程材料。其實壓桿、構(gòu)件、桿件包括一切工程材料，小到微小的螺絲釘，大到高速公路路面。如果給學生講清楚且加以引導，學生的逆向思維就能得到拓展，探究問題的能力會得到提高。

4 強化實驗教學研究，拓寬教學領(lǐng)域

高職的培養(yǎng)目的是為生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、流通等培養(yǎng)高中級技術(shù)人才，它對人才的培養(yǎng)要求相對較高，一方面是要具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識和較高的道德品質(zhì)，另一方面應具有較強的操作技能和創(chuàng)新能力。學生的操作能力即實踐創(chuàng)新能力只通過課堂的講授教學是遠遠不夠的，必須通過實驗教學來培養(yǎng)，這是因為實驗教學既能體現(xiàn)教育教學思想，強化思維意識和思維能力培養(yǎng)，又能強化探索和研究能力的培養(yǎng)，特別是對于學生的探究方法以及探索問題的實踐體驗，具有重要的現(xiàn)實意義。

在高職工程力學的靜力學和材料力學中，解決問題的關(guān)鍵是受力分析和截面法求內(nèi)力。雖然這些知識課本安排的內(nèi)容不多，但抽象又比較難理解，而且對完成整個教學任務(wù)起著舉足輕重的作用。為解決好這個問題，在實際的課堂教學中，積極引進演示實驗和學生實驗，效果很好。如用模擬梁演示簡支梁的約束反力，用三角構(gòu)架演示它的整體受力和解除約束后的各桿件的受力，用能重新組合的模擬梁演示平面假設(shè)和截面法求內(nèi)力。通過這些從立體到平面的有針對性、有協(xié)作的教學和形象演示，學生不僅對知識有了全面的掌握，重要的是通過演示實驗，形象化地再現(xiàn)了課堂教學中學習的重要知識，使學生接觸到探究問題的基本方法，特別是對一些現(xiàn)象的理論解釋，更能激發(fā)學生的探究欲望和逆向思維，更能培養(yǎng)學生的探究精神。

現(xiàn)代教育理論普遍認為，實驗是提高學生職業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。在高職工程力學教學中，實驗是開拓思維、培養(yǎng)動手能力的重要環(huán)節(jié)，是力學教學的重要組成部分。因此，在教學中教師要充分利用教具做好力學實驗，要讓學生通過分組實驗操作培養(yǎng)其團隊精神，讓他們在實驗操作中有所創(chuàng)造、有所發(fā)現(xiàn)、有所探索、有所研究?，F(xiàn)在，積極創(chuàng)造條件，開放力學實驗室，并將工程力學的課程教學實驗課時調(diào)整為18課時，加大實驗教學改革力度，改進實驗教學方法，特別是對于培養(yǎng)學生的探究能力具有重要的作用。加大實驗操作考核力度，要求人人過關(guān)，將實驗成績納入學業(yè)成績考核。

力學材料實驗室是目前濰坊科技學院重點建設(shè)的實驗室之一，也是高職工程力學實驗教學的主陣地，現(xiàn)在正組織機電、機械類相關(guān)專業(yè)的學生，借助這個實驗平臺開展實驗教學改革與創(chuàng)新，加大學生探究性實驗教學的力度，不斷完善力學實驗功能，強化研究能力培養(yǎng)。另外，積極組織成立高職機電、機械類專業(yè)課外活動研究小組，面向壽光蔬菜經(jīng)濟實際，深入開展大棚力學結(jié)構(gòu)調(diào)查、力學結(jié)構(gòu)設(shè)計、透光性原理與熱量轉(zhuǎn)化研究、自動控制溫度和濕度研究、自動機械控制研究和補充光源能量研究等多項重大課題，及時彌補學生課堂學習中的不足，為探究性教學提供第一手實踐素材，也不失為一種探究性教學的好方法。

5 綜合考核，實現(xiàn)教與學的有機統(tǒng)一

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何改革工程力學考試評價體系，從哪些方面入手，一直是教育教學工作研究的新課題。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教學考試評價，應注重人的情感，尊重人的個性發(fā)展水平；應體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，應與時俱進，科學發(fā)展；應動、靜態(tài)有機結(jié)合，科學規(guī)范。

1）教學考試評價應緊密聯(lián)系教學全過程，旨在揭示學生解決具體問題的能力，而不是針對某一特定的結(jié)論。對于作為專業(yè)基礎(chǔ)學科的工程力學，積極創(chuàng)造合適的機會，采取更加靈活的考試方法，或開卷，或講座，或討論，或?qū)嶒烌炞C，或小制作，充分展示學生自己對探索過程的理念、觀點和意向間的內(nèi)在聯(lián)系，全方位反映學生對工程力學的學習情況，使學生的學習更加適應網(wǎng)絡(luò)這個特定的教育環(huán)境和課程改革之需要。

2）采取更加靈活的考核考試方法。一方面，教師可以給學生選擇機會，讓學生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下充分展示自己已經(jīng)擁有的知識、技能、態(tài)度和習慣等。如學習了一個單元或章節(jié)后，讓學生借助網(wǎng)絡(luò)總結(jié)一種學習方法，或完成一個小論文報告，或制作一個小的產(chǎn)品，或探索解決力學問題的一種途徑。另一方面，通過網(wǎng)絡(luò)小組的形式進行評價，更加有利于緩解由于成績評定給學生造成的心理壓力，培養(yǎng)合作精神。此外，教師可以讓學生一人一機，或借助網(wǎng)絡(luò)，或回家獨立完成，或以小組的形式讓學生集思廣益來完成考試的任務(wù)。這樣，學生會充分體會到網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在優(yōu)勢，體會到合作帶來的快樂，體會到學習的快樂。

3）考試評價的標準不應只限于一個，允許一個問題有一個以上可解決的方法或答案。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人的意識、思維方式、解決問題的方法都發(fā)生很大的變化，特別是隨著計算機媒體的普及，各種各樣的游戲、網(wǎng)絡(luò)猜想等靈活的思維模式，使學生的創(chuàng)造性思維活動達到有史以來最大的開發(fā)，直接影響到學生解決問題方案的取舍。同時由于面臨問題時，特別是實際問題時，人們視角不同，理解不同，解決的方式也不同，勢必給學生解決問題提供不止一個正確或合理的答案。因此，工程力學教學考試評價不應局限在一個或只允許一個正確的答案上，教師應讓學生自由發(fā)揮，使學生養(yǎng)成多維的解決問題的行為習慣?？荚嚪椒ūM量實施開放式模式，比如讓學生動手制作一個新產(chǎn)品或探索解決力學的一種方案，或通過上網(wǎng)查詢提供幾種解決問題的方案，這樣學生就會自然而然地養(yǎng)成解決問題的良好習慣。

4）命題多樣化。一改以往只有選擇、簡答、分析、綜合等題型的命題方式，嘗試提出一種方案讓學生討論，或者給出一個實例讓其分析，通過討論或者分析，起到回顧、總結(jié)、學習、提高的目的，激發(fā)學生學習興趣的同時，使工程力學考試更加貼近教學實際。

5）成績評定體現(xiàn)學習過程。在評定學生學習工程力學的成績時，將課堂學習、課后作業(yè)、實驗學習、探究討論、論文報告和綜合筆試整體納入成績評定范圍，充分調(diào)動學生學習工程力學的積極性，有效地進行考試與成績評定改革，成效顯著。

總之，高職工程力學課程體系建設(shè)與綜合考核模式的研究，必須突出實踐性這個根本原則，必須以學生為中心，也只有立足教學、科研、學習、考核實際，才能真正實現(xiàn)課程體系的最優(yōu)化。

[1]韓瑞功.工程力學[M].上海:同濟大學出版社,2009

G712

B

1671-489X(2011)03-0014-03

10.3969 /j.issn.1671-489X.2011.03.014

*山東省教育科學“十一五”規(guī)劃重點課題，編號：2010GZ052。

作者：韓瑞功，研究生學歷，副教授，中國物理學會高校會員，21世紀高職高專教材編寫委員會副主任委員，承擔山東省和國家級課題4項，主要研究方向為理論物理及應用研究。