高職采礦專業(yè)《工程力學(xué)》課程的教學(xué)探究

曹 祺

（淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽 淮南 232001）

高職采礦專業(yè)《工程力學(xué)》課程的教學(xué)探究

曹 祺

（淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽 淮南 232001）

論述了高職高專采礦專業(yè)工程力學(xué)教學(xué)存在的問題;由于工程力學(xué)既是一門基礎(chǔ)科學(xué),又是一門專業(yè)科學(xué),所以在教學(xué)中要體現(xiàn)出專業(yè)特色,結(jié)合采礦專業(yè)知識教學(xué);另一方面,要采用應(yīng)用于高職高專院校的教學(xué)方法,以達(dá)到較好的教學(xué)目的。

工程力學(xué); 高職; 采礦專業(yè)

DO I:10.3969/j.issn.1671-4733.2011.03.019

工程力學(xué)是一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間具有二重性的課程,全國各個理工科院校相當(dāng)多的專業(yè)都開設(shè)這一門課程,并且不同專業(yè)對力學(xué)知識要求的深淺不一。早在2001年,教育部工程力學(xué)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員編著了一本有關(guān)力學(xué)與眾多工程技術(shù)的書籍,書中簡述了力學(xué)在土木工程、機械工程、航空航天工程、水利工程、能源工程、生物醫(yī)學(xué)工程等眾多工程技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用,所以任何工程力學(xué)的教學(xué)都不能脫離專業(yè)特征獨立存在,采礦專業(yè)的力學(xué)教學(xué)應(yīng)基于采礦工程背景,顯示專業(yè)特色。

一 高職院校《工程力學(xué)》教學(xué)存在的問題

1 學(xué)時少,教學(xué)體系完整但沒有適應(yīng)專業(yè)特點

首先,面對高職教育的培養(yǎng)目標(biāo),各高職?？圃盒＜娂娫诮虒W(xué)計劃中不斷削減工程力學(xué)課程的課時,工程力學(xué)課程的課時削減而內(nèi)容不減帶來的后果就是教師在大綱的要求下,很難將過多的教學(xué)內(nèi)容安排得當(dāng),為了完成教學(xué)任務(wù),教師在教學(xué)實施中,只能采用“填鴨”式的教學(xué)方法,這種教育方法顯然增加了學(xué)生接受和消化所學(xué)知識的難度,很多學(xué)生感覺在聽天書,同時教師為完成教學(xué)任務(wù),一味趕進(jìn)度,忽視了教學(xué)手段的應(yīng)用,限制了學(xué)生獨立分析和思考問題的空間;其次,各理工科院校里很多專業(yè)都開設(shè)有工程力學(xué)學(xué)科,但各個專業(yè)卻沒有針對自身專業(yè)的特色合理安排大綱,并在保證工程力學(xué)體系、結(jié)構(gòu)不受破壞的前提下,對原有的內(nèi)容進(jìn)行合理的增減,突出專業(yè)特點。

2 工程力學(xué)課程重理論輕實踐,與專業(yè)知識脫鉤

無論從理論與實踐的關(guān)系,還是從力學(xué)本身的認(rèn)識和發(fā)展規(guī)律來看,力學(xué)既源于工程,又服務(wù)于工程,并在工程應(yīng)用中得到發(fā)展。工程實踐是檢驗力學(xué)理論正確與否的最終標(biāo)準(zhǔn)。因此工程力學(xué)的教學(xué)中要結(jié)合工程實例來授課,而從目前的教材來說,設(shè)計的例題和習(xí)題題型過于單一和模式化,并且都是已經(jīng)簡化好的力學(xué)模型,沒有來源于本專業(yè)的案例和習(xí)題,對學(xué)生畢業(yè)后在工作中知識應(yīng)用效果較差。

3 學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,邏輯演繹能力缺乏

高職專科的學(xué)生都是通過國家統(tǒng)一考試直接由高中進(jìn)入?？圃盒W(xué)習(xí)的,故他們對工程實際中的力學(xué)問題沒有絲毫感性認(rèn)識,而工程力學(xué)教學(xué)中恰恰有許多工程實例,這些例子對學(xué)生來說,存在著一定的理解難度,而傳統(tǒng)教學(xué)方法又不重視這些實例的講解和分析。這些無疑阻礙了學(xué)生對力學(xué)解決實際問題的理解。尤其是將工程問題轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型時,更難取得良好的教學(xué)效果。

二 教學(xué)方法改革策略

1 教學(xué)緊扣煤炭專業(yè)特色

工程力程作為專業(yè)基礎(chǔ)課,不同專業(yè)對力學(xué)的要求不同,如機械專業(yè)、煤炭專業(yè),所以要考慮專業(yè)特點及后續(xù)課程需要,加以對教學(xué)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行合理安排,對書本上的原有大綱內(nèi)容進(jìn)行合理的增減。對于采礦專業(yè)盡量采用源于本專業(yè)的案例和習(xí)題,使學(xué)生和今后的“職業(yè)”提前掛鉤,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)力學(xué)課程的目的,增加學(xué)生的知識面、開闊學(xué)生視野,為學(xué)生畢業(yè)后將力學(xué)知識應(yīng)用到工作中打下良好的基礎(chǔ)。如在講解應(yīng)力集中知識點時,可以以礦山支承壓力為例,重點介紹支承壓力形成的原因,本質(zhì)上是應(yīng)力集中現(xiàn)象,再引申出采煤工作面周圍支承壓力分布,加深學(xué)生對知識點的印象;在選擇力學(xué)模型簡化時,可以選取綜采工作面支撐掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行力學(xué)簡化,建立力學(xué)模型,然后引導(dǎo)學(xué)生計算指定位置的受力情況,進(jìn)而使力學(xué)知識和專業(yè)知識揉成一體,反映出力學(xué)的專業(yè)特色。

2 加強煤炭類“雙師型”教師隊伍的建設(shè)

力學(xué)的二重性,即兼有基礎(chǔ)學(xué)科和專業(yè)學(xué)科的雙重屬性,目前已得到廣泛的認(rèn)可,這使廣大力學(xué)教育工作者既感到自豪又感到身上所肩負(fù)的重任,因為力學(xué)工作者不僅要具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ),而且要有深厚的專業(yè)功底,時刻面對復(fù)雜的工程實際問題。同其他學(xué)科相比,力學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出了從基礎(chǔ)到應(yīng)用的極大跨度的學(xué)科特征,這也要求力學(xué)教育工作者需具備教師和工程師的雙重身份。所以采礦專業(yè)的力學(xué)課程老師,一定要具有豐富的煤炭專業(yè)知識儲備和井下實踐背景,這樣才能把學(xué)生從力學(xué)理論知識的小圈子中帶出來,拓展思維,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng),指導(dǎo)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程。組織教師定期深入到各大型礦區(qū),了解生產(chǎn)一線的工程實際,組織教師工人師傅進(jìn)行座談,掌握第一手生產(chǎn)工程資料,再整理成案例應(yīng)用到教學(xué)中;教師積極參加各類煤礦論壇和學(xué)術(shù)交流會,提高自己的業(yè)務(wù)能力,加強各校同行間的交流;鼓勵老師積極參與實際工程項目,考取注冊資格證書,如一、二級注冊建筑師,注冊建造師等,向工程師系列發(fā)展,建設(shè)雙師型教師隊伍,從而滿足采礦專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。

3 教學(xué)“牽手”現(xiàn)場,培養(yǎng)學(xué)生興趣

一般的教學(xué)體系包括理論教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)三個方面,通常大多數(shù)院校重視理論教學(xué)和實驗室的建設(shè),而忽視了實踐教學(xué),這些都不利于學(xué)生解決實際問題能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此學(xué)院立足于學(xué)生基礎(chǔ)能力和專業(yè)特色,大力開展實踐教學(xué),每年新生開學(xué)的第一學(xué)期都會開安排一周的煤礦認(rèn)識實習(xí),學(xué)生深入到各大礦區(qū),以講座,座談和參觀的形式提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生的興趣,其中涉及到的力學(xué)知識,老師一旁引導(dǎo),現(xiàn)場講解教學(xué)。如在各礦工業(yè)廣場的綜機車間,有不同的液壓支架,引導(dǎo)學(xué)生分析各種支架的受力形式,約束形式以及可能的破壞形式,并用現(xiàn)場損壞后的支架對分析的結(jié)果加以驗證;同時,車間里還有綜掘機,采煤機等設(shè)備,滾筒上截齒都有一定的方向,可引導(dǎo)學(xué)生建立力學(xué)模型,查詢制作截齒材料的基本物理力學(xué)參數(shù),分析受力,優(yōu)化設(shè)計,討論截齒方向的合理性。這種不依賴學(xué)校,不依賴教室,不依賴書本的教學(xué)方式,緩解了傳統(tǒng)重理論輕實踐的教學(xué)矛盾,拓寬了學(xué)生工程知識面,增強了學(xué)生的適應(yīng)性,解決了力學(xué)教學(xué)模式單一不足的缺點,訓(xùn)練了學(xué)生解決工程實際問題的能力。

4 采用適合高職學(xué)生的教學(xué)方法

使用學(xué)生的語言,而不是照本宣科。由于力學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)性和嚴(yán)密性,老師難免在教學(xué)時只注重公式的推導(dǎo)和理論的證明,而忽視了教學(xué)方法的應(yīng)用,忽視學(xué)生的接受程度,使得方法重于灌輸,教學(xué)手段落后。而要想課堂教學(xué)能吸引學(xué)生,除了教學(xué)內(nèi)容的精度和內(nèi)容的深度不能或缺之外,關(guān)鍵還要接觸學(xué)生,掌握學(xué)生的層次和需求,積累大量與學(xué)生密切相關(guān)的問題,所提出的問題能觸動學(xué)生,從而調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。清華大學(xué)范欽珊教授說過,教師講課要想吸引學(xué)生就不能念講稿,不能照本宣科或“照幕宣科”,而應(yīng)當(dāng)“講”、“侃”結(jié)合。一方面用自己的語言、自己的體會“講”課程的內(nèi)容;另一方面是結(jié)合講課的內(nèi)容來“侃”。“侃”不是“侃大山”,而是書本上沒有的內(nèi)容,但又是與課程教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的內(nèi)容,諸如,自己的研究成果與科研經(jīng)歷、歷史和現(xiàn)實的工程實例、知識形成的過程、科學(xué)家的故事等。這樣調(diào)動了學(xué)生的積極性,活躍了課堂氣氛,而且使用學(xué)生的語言,將學(xué)生的注意力集中到自己這來,隨老師的思維而動,加深學(xué)生對課程的印象。

啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生思維。一提到啟發(fā)思維,更多老師想到的是提問,而實際情況往往是老師在課堂上提出簡單的設(shè)問,自問自答,啟而不發(fā)。所以老師在啟發(fā)學(xué)生思維時,不能用乏味的概念,而應(yīng)用活生生的實例,要重點突出分析思路和分析方法,給學(xué)生充分的思維空間,引導(dǎo)學(xué)生思維,用書本上闡述的知識實現(xiàn)知識的再認(rèn)識再創(chuàng)造,只有這樣,學(xué)生自己琢磨出來的知識才是真正屬于自己。

設(shè)計既帶有學(xué)習(xí)性質(zhì)的又有研究性質(zhì)的問題集。在力學(xué)教材中,課后習(xí)題的設(shè)計往往過于單一和模式化,大多是已經(jīng)簡化好的力學(xué)模型,并且素材早已過時,造成實際對象與力學(xué)模型之間的脫節(jié),新概念,新知識和新理念沒有得到很好的反映,要解決這類問題,不能僅依靠教材,應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)教育平臺,建立本校的教學(xué)資源庫,不斷補充更新,實現(xiàn)各類教學(xué)資源的共享,滿足對新知識新技術(shù)教學(xué)的應(yīng)用。

5 合理使用多媒體教學(xué)和計算軟件

隨著現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展,多媒體教學(xué)被越來越多的高校所應(yīng)用,45分鐘的多媒體教學(xué)替代了100分鐘的粉筆加黑板。它的多樣性、互動性和高效性被廣大師生所認(rèn)可,然而工程力學(xué)教學(xué)不能一味的依賴多媒體課件,這是力學(xué)這門課的性質(zhì)所決定的,由于力學(xué)課程存在大量公式和理論的推導(dǎo)演化過程,過分依賴多媒體教學(xué)并不能取得很好的教學(xué)效果,應(yīng)將傳統(tǒng)板書教學(xué)和多媒教學(xué)有機的結(jié)合在一起。因為,傳統(tǒng)的板書教學(xué)能將學(xué)生的注意力集中起來,學(xué)生的思維會隨著教師的書寫而流動,將思維集中在粉筆這個“點”上,這在推導(dǎo)公式和講解例題時尤為重要。而對復(fù)雜受力和圖形描述時,多媒體的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來,它將很多抽象問題以形象、具體和直觀的形式表現(xiàn)出來,使得教學(xué)內(nèi)容豐富,學(xué)生容易理解,也大大節(jié)約了教學(xué)時間。但多媒體教學(xué)有其弊端,容易使學(xué)生的注意力分散,學(xué)生的思維是隨著一張張幻燈片而動,學(xué)生的思維集中在屏幕這個“面”上,當(dāng)幻燈片轉(zhuǎn)換快內(nèi)容多時,學(xué)生把握不住重點在何處。所以力學(xué)教學(xué)應(yīng)將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書有機結(jié)合起來,才能取得較好的教學(xué)效果。另一方面,計算機技術(shù)的大力發(fā)展,可以將計算機軟件分析應(yīng)用到力學(xué)課程的學(xué)習(xí)中,目前三大力學(xué)的國家級精品課程建設(shè)中都相繼開發(fā)了各自課程的“求解器”軟件,對于高職院校學(xué)生,更多是培養(yǎng)動手能力,分析問題解決問題的能力,所以老師應(yīng)盡可能的引導(dǎo)學(xué)生在掌握必要解題知識的情況下,多運用這類軟件,將學(xué)生從繁瑣、重復(fù)和機械性的數(shù)學(xué)計算中脫離出來,實踐證明將這類軟件應(yīng)用于課程教學(xué)是可行且必要的。

綜上所述,本課程的教學(xué)改革應(yīng)結(jié)合實踐,聯(lián)系學(xué)校實際情況,不斷摸索,力求將煤炭類專業(yè)知識和工程力學(xué)知識緊密的結(jié)合,在掌握基礎(chǔ)知識的同時,更好的為專業(yè)服務(wù),為職業(yè)服務(wù),力求探索出適合高職院校學(xué)生學(xué)習(xí),又能反映出專業(yè)特色的力學(xué)教學(xué)方法。

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G642.0

A

1671-4733（2011）03-0057-03

2011-06-05

淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院教科研項目（項目編號:HJX09-7）

曹祺（1981-）,男,安徽淮南人,講師,碩士,從事力學(xué)、采礦工藝和爆破的教研工作,電話:0554-6656921。