基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念的工程力學(xué)教學(xué)改革研究＊

邢國起，朱海霞

（濰坊學(xué)院，山東 濰坊 261061）

高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等第一線需要的實(shí)踐能力強(qiáng)的高技能人才，主要從事技術(shù)的應(yīng)用和運(yùn)作，需要具備一定的理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐能力，因此要以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程及教學(xué)內(nèi)容體系，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各種知識和技能解決現(xiàn)場實(shí)際問題的能力[1]。濰坊學(xué)院是一所二本院校，為促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)校提出了加強(qiáng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的建設(shè)目標(biāo)。本文針對當(dāng)前《工程力學(xué)》課程教學(xué)中存在的問題，提出了以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的《工程力學(xué)》課程教學(xué)改革，并且進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐探索。

1 工程力學(xué)教學(xué)面臨的問題

2010年濰坊學(xué)院提出并制定了以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)改革方案，為配合學(xué)校的教學(xué)改革，建筑工程學(xué)院構(gòu)建了以《工程力學(xué)》等課程為專業(yè)平臺課程的體系。通過近兩年的課堂教學(xué)實(shí)踐，以《工程力學(xué)》等平臺課程的設(shè)置對提高學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決工程實(shí)際問題的能力提高較大。但是，在近兩年的教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了一些需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方，下面以《工程力學(xué)》課程為例說明目前教學(xué)中急需需要提高的地方：一是教材內(nèi)容需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，目前授課過程中采用的教材不甚理想，教材中存在部分知識內(nèi)容之間銜接不太好，對于學(xué)生理解一些問題存在障礙；二是《工程力學(xué)》教學(xué)改革后增加了部分力學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐環(huán)節(jié)授課中發(fā)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要進(jìn)一步優(yōu)化，由于新技術(shù)新材料的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法需要進(jìn)一步改進(jìn)；三是由于課時的限制，力學(xué)前沿知識未能傳授于學(xué)生，而這部分內(nèi)容對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)知識的積極性很有幫助；四是課堂授課過程中，未能將工程實(shí)例穿插于各個章節(jié)中，使得所講授的知識脫離于實(shí)際工程，造成學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的興趣不高。

針對教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的上述問題，我們對《工程力學(xué)》課程進(jìn)行了進(jìn)一步教學(xué)改革研究，本文即是本次教學(xué)改革的研究成果。實(shí)踐證明教學(xué)改革研究成果對于提高學(xué)生應(yīng)用力學(xué)知識解決工程實(shí)例的能力有較大的促進(jìn)作用，教學(xué)研究成果具有良好的推廣價值。

2 “應(yīng)用型人才培養(yǎng)”理念下工程力學(xué)課程教學(xué)改革探索

2.1 優(yōu)化教材內(nèi)容

《工程力學(xué)》設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程后，針對三個專業(yè)（土木工程、工程管理及建筑學(xué)專業(yè)）的特點(diǎn)，我們精心選用了中國建筑工業(yè)出版社出版的《工程力學(xué)》（劉鳴、翟振東）作為教材。在使用該教材過程中，學(xué)生反映良好，但是同時也發(fā)現(xiàn)了該教材存在的一些問題，如教材中的例題引入工程實(shí)例不多，更多的是一些涉及機(jī)械知識的例子。再如，該教材涵蓋融合了一部分結(jié)構(gòu)力學(xué)知識，而該部分知識內(nèi)容上下連貫性不是很好，一定程度上影響學(xué)生對問題的理解。針對教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，我們及時向?qū)W生發(fā)出問卷調(diào)查，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)《工程力學(xué)》課程內(nèi)容體系需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。通過教改對工程力學(xué)教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的教學(xué)大綱內(nèi)容上下連貫性較好，與此同時也對部分知識內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，如對于材料力學(xué)部分的內(nèi)容，打破傳統(tǒng)的按變形基本類型劃分章節(jié)體系的思想，將原來的教學(xué)內(nèi)容（拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切與擠壓、彎曲變形、壓桿穩(wěn)定等五部分內(nèi)容），調(diào)整為內(nèi)力、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度四個部分進(jìn)行教學(xué)，將原來的教學(xué)內(nèi)容貫穿于調(diào)整后的四部分內(nèi)容中，從而加深學(xué)生對材料力學(xué)內(nèi)容的理解及應(yīng)用。在調(diào)整后的四部分內(nèi)容教學(xué)中可將拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切與擠壓、彎曲變形、組合變形等內(nèi)容貫穿于每一章節(jié)中進(jìn)行對比教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握用強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核公式解決各類不同問題的方法[2]。針對教材中例題與實(shí)際工程未能有效結(jié)合的現(xiàn)狀，通過網(wǎng)絡(luò)或其他力學(xué)書籍中精心選取了一些習(xí)題，選取的習(xí)題都與實(shí)際工程緊密結(jié)合，近兩年來課堂上的應(yīng)用證明這些習(xí)題具有事半功倍的作用，能夠極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與興趣。

2.2 教學(xué)方式改革

2.2.1 啟發(fā)式教學(xué)的應(yīng)用

為提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)參與度，我們在課程的教學(xué)改革中大膽引入了啟發(fā)式教學(xué)方式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在的主要缺點(diǎn)是課堂上教師滿堂灌，學(xué)生參與程度不高，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也就不高，甚至出現(xiàn)部分學(xué)生上課睡覺或逃課現(xiàn)象，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

啟發(fā)式教學(xué)不僅能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對學(xué)生的智力發(fā)展和能力提高都會起很大的作用[3]。我們在課堂教學(xué)中引入啟發(fā)式教學(xué)后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生整體的課堂學(xué)習(xí)積極性及掌握課堂知識的程度都有了大幅度提高，充分說明了啟發(fā)式教學(xué)所發(fā)揮的作用。下面簡單介紹一下課堂教學(xué)中所采用的一些啟發(fā)式教學(xué)例子。講授梁純彎曲橫截面上的正應(yīng)力分布規(guī)律時，首先通過多媒體課件演示梁受力后的純彎曲形狀，然后在課堂上向?qū)W生提出梁橫截面上的正應(yīng)力是否均勻分布，學(xué)生通過觀察剛才的多媒體課件演示內(nèi)容后，會思考得出橫截面上正應(yīng)力分布不均勻，然后通過多媒體課件給學(xué)生展示幾種正應(yīng)力的分布形式，進(jìn)一步讓學(xué)生思考梁在純彎曲狀態(tài)時會是何種正應(yīng)力分布形式。通過在課堂中采用啟發(fā)式教學(xué)，也發(fā)現(xiàn)作為教師亟需提高的地方，例如需要熟練掌握多媒體課件中media音像、flash動畫等方面的制作能力。對比法也是啟發(fā)式教學(xué)的一種，課堂教學(xué)中也大量采用了該方法，同樣起到了良好的教學(xué)效果。

2.2.2 趣味性教學(xué)的應(yīng)用

有人曾經(jīng)說過興趣是最好的老師，如果將生活中與力學(xué)有關(guān)的知識以及工程中與力學(xué)有關(guān)的知識穿插于課堂教學(xué)中所起到的教學(xué)效果也是事半功倍的，同樣會激起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望。下面舉一下課堂教學(xué)中我們引入的趣味教學(xué)法。例如講授彎曲理論時，通過引入常見的竹子為例，說明竹子“腹中空”使得竹子風(fēng)吹雨打不彎腰，再一次印證了無論是強(qiáng)度還是剛度，空心圓截面梁抗彎曲的能力要比實(shí)心圓截面梁強(qiáng)得多。通過趣味性教學(xué)，運(yùn)用力學(xué)的觀點(diǎn)去解釋植物生態(tài)美的問題，可使得課堂教學(xué)饒有興味。

在教學(xué)過程中我們將微博、網(wǎng)站技術(shù)等運(yùn)用于教學(xué)中，通過微博、網(wǎng)站回答學(xué)生提出的問題及發(fā)布各種學(xué)習(xí)信息等，上述教學(xué)方式的應(yīng)用使得教師與學(xué)生之間的距離進(jìn)一步拉近，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有很大的幫助。

2.2.3 開展力學(xué)前沿知識講座

由于課時的限制，力學(xué)前沿知識內(nèi)容不能通過課堂進(jìn)行講授。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)知識的興趣，由二級學(xué)院向?qū)W校申請開展了力學(xué)前沿知識講座（共舉辦了3期），二級學(xué)院對參與講座的教師給予一定的學(xué)時補(bǔ)貼，上述措施激發(fā)了教師的授課積極性。申請開展力學(xué)前沿知識講座后，授課教師可在全校范圍內(nèi)進(jìn)行公開授課，這樣不但本系的學(xué)生能夠了解較多的力學(xué)前沿知識，其他院系愛好力學(xué)的學(xué)生也可以通過講座內(nèi)容來拓寬視野，該方式有效解決了課程學(xué)時不足帶來的一些問題。

2.2.4 《工程力學(xué)》課程網(wǎng)站的應(yīng)用

本次教學(xué)改革中我們向?qū)W校教務(wù)處申請建立了《工程力學(xué)》課程網(wǎng)站。通過網(wǎng)站可將課后作業(yè)內(nèi)容及每次課后需要解決的問題等內(nèi)容通過網(wǎng)站的形式發(fā)布，學(xué)生利用課余時間解答布置的作業(yè)內(nèi)容并提交至網(wǎng)站，教師課后進(jìn)行網(wǎng)上批改作業(yè)。通過近兩年來的網(wǎng)站運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站的建立能夠有效提高教師對平時作業(yè)的處理能力。網(wǎng)站教學(xué)方式的應(yīng)用，極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教師與學(xué)生之間的互動得到了加強(qiáng)，受到了學(xué)生的歡迎。

2.2.5 結(jié)合教學(xué)內(nèi)容參觀實(shí)際工程

為了使得學(xué)生了解力學(xué)知識在工程建設(shè)中的應(yīng)用，教學(xué)改革中調(diào)整了認(rèn)識實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的時間，將認(rèn)識實(shí)習(xí)融合貫穿于整個工程力學(xué)教學(xué)過程中。例如在講授應(yīng)力集中現(xiàn)象時，我們帶領(lǐng)學(xué)生到附近的鋼結(jié)構(gòu)工地進(jìn)行參觀，結(jié)合工程實(shí)際現(xiàn)場給學(xué)生講授了工字形鋼腹板附近的應(yīng)力集中現(xiàn)象，現(xiàn)場教學(xué)開闊了學(xué)生的視野，使得學(xué)生學(xué)到了課本上學(xué)不到的知識。學(xué)期末的工程力學(xué)考試結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的卷面成績有了較大的提高，實(shí)踐證明我們的教學(xué)改革內(nèi)容是成功的，具有推廣應(yīng)用價值。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的動手分析能力。針對工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)室中部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備未能達(dá)到教學(xué)要求及力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時少的現(xiàn)狀，我們采取了如下的教學(xué)方式提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。針對拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、梁彎曲及材料彈性參數(shù)等試驗(yàn)通過制作或下載相關(guān)的軟件或多媒體課件模擬有關(guān)實(shí)驗(yàn)過程，可讓學(xué)生了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的程序以及實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的問題，學(xué)生可利用課余時間采用預(yù)約的方式到實(shí)驗(yàn)室熟悉了解儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)程序，然后再正式上機(jī)操作，這樣既可緩解設(shè)備不足的矛盾，也可減少試驗(yàn)材料的不必要消耗。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中采用了軟件教學(xué)或多媒體教學(xué)等方式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得到了提高。

3 結(jié)束語

《工程力學(xué)》課程教學(xué)改革研究中引入了啟發(fā)式教學(xué)、趣味性教學(xué)等方式，結(jié)合《工程力學(xué)》課程網(wǎng)站的建立改革了作業(yè)布置及作業(yè)批改方式，有效的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。日常教學(xué)過程中，引入大量的工程實(shí)例及結(jié)合教學(xué)內(nèi)容改革了認(rèn)識實(shí)習(xí)的方式，實(shí)踐證明教學(xué)改革的成果具有一定的推廣應(yīng)用價值。針對學(xué)校的實(shí)際情況，改革工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式方法，結(jié)合多媒體或相關(guān)的軟件等有效的提高了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。

[1]李永蒼.應(yīng)用型本科院校教育人才的培養(yǎng)模式[C]／／福建教育學(xué)院.全國應(yīng)用型本科教育研討會論文集.2004：8-15.

[2]李艷芳，蔡久評，潘伊?xí)?，?高職高專《工程力學(xué)》教學(xué)改革的嘗試與總體思路[J].職教論壇，2011，（3）：69-72.

[3]鐘云晴.工程力學(xué)教學(xué)改革的嘗試與體會[J].高教研究，1995，33（2）：40-41