項目化教學(xué)法在工程力學(xué)課程中的應(yīng)用與研究

楊月華　徐宗剛

摘要：文章依托工程力學(xué)課程的知識體系及教學(xué)內(nèi)容，主要講述基于工作過程的教學(xué)方法在平常教學(xué)過程中的應(yīng)用。教學(xué)過程中以典型實例為平臺，結(jié)合學(xué)生具體學(xué)習(xí)實情，采用項目化教學(xué)方法，從企業(yè)案例中選取適合學(xué)生學(xué)習(xí)的真實工作任務(wù)。從課程整體設(shè)計、單元設(shè)計、教學(xué)實施，考核評價等方面入手，突破學(xué)習(xí)瓶頸，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；項目教學(xué)；課程設(shè)計；任務(wù)實施

0 引言

力學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動和變形規(guī)律的科學(xué)，所闡述的規(guī)律帶有普遍性，是一門基礎(chǔ)科學(xué)。是各技術(shù)工程學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)，是溝通自然科學(xué)基礎(chǔ)理論與工程實踐的橋梁。該課程內(nèi)容由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成，具有理論性、系統(tǒng)性、抽象性的特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥乏味，理論與實際相脫離，從而造成教學(xué)效果不佳等現(xiàn)象。而本課程又與很多專業(yè)課程密切相關(guān)，學(xué)習(xí)的效果直接影響了學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)。因此，改變教學(xué)方法提高效率，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是該課程教學(xué)的大勢所在。本文在工程力學(xué)的教學(xué)中引入項目化教學(xué)方法，以實際工作任務(wù)為引導(dǎo)，采用基于工作過程的項目化教學(xué)法。將生產(chǎn)一線中的實際項目引入課堂，使學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”，加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合，提升學(xué)生職業(yè)能力。

1 課程設(shè)計方面

在課程設(shè)計方面，堅持理論與實際相結(jié)合的原則，立足于工程應(yīng)用，利用多媒體充分說明工程力學(xué)在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用情況，使學(xué)生認(rèn)識到本門課程在整個知識體系中的地位與作用，從而引起學(xué)生的重視，提高學(xué)習(xí)的熱情，調(diào)動學(xué)習(xí)的興趣?，F(xiàn)以工程力學(xué)課題組制定的課程整體設(shè)計為例，加以闡述。本課程內(nèi)容以油壓夾緊機(jī)構(gòu)為項目載體，結(jié)合工程力學(xué)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計如下的教學(xué)內(nèi)容，見表1。

在進(jìn)行課程整體設(shè)計時，需注意以下幾點(diǎn)：

1、整個課程設(shè)計時，要充分進(jìn)行企業(yè)調(diào)研，根據(jù)學(xué)生將來從事的職業(yè)崗位的知識、能力要求而設(shè)計，課程的教學(xué)目標(biāo)圍繞項目訓(xùn)練能力進(jìn)行，學(xué)生通過完成項目（任務(wù)）進(jìn)而訓(xùn)練職業(yè)能力，項目又是能力實現(xiàn)的切實載體。

2、為保證設(shè)計過程的系統(tǒng)性，用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項目，按照機(jī)械設(shè)計的設(shè)計過程設(shè)計了課程順序，任務(wù)和步驟是一個接一個地被展現(xiàn)、被傳授、被實現(xiàn)，項目具有連續(xù)性、實用性等特性，當(dāng)這些單項任務(wù)都被完成后，學(xué)生也就基本具有了從事簡單的機(jī)械設(shè)計、測繪能力。

3、有些子項目或單項任務(wù)的前后順序有待斟酌。

2 教學(xué)模式、教學(xué)方法方面

教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，依據(jù)項目的選定，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)任務(wù)。在設(shè)計時，一定注重要基于工作過程的設(shè)計模式，并且要注重學(xué)生主體，讓學(xué)生真正在學(xué)習(xí)的過程中做到“做中學(xué)”，任務(wù)的設(shè)計本著由淺入深，由低到高的原則進(jìn)行，并且與學(xué)生所要掌握的知識緊密結(jié)合。另外在教學(xué)中任務(wù)引導(dǎo)法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、六步教學(xué)法等多種教學(xué)方法要綜合互補(bǔ)使用。在教學(xué)過程中對于要完成的任務(wù)，老師要做簡單的講解，使學(xué)生既能準(zhǔn)確把握研究的方向，又能保持好奇心理和研究動力。每一任務(wù)的教學(xué)都采用單元設(shè)計表格的形式，從而較完善的完成教學(xué)任務(wù).

現(xiàn)以課程項目之一：扭轉(zhuǎn)變形在傳動軸中的分析和計算為例，展示項目教學(xué)法的具體實施過程。

（1）明確本項目的教學(xué)內(nèi)容流程：

復(fù)習(xí)鞏固→任務(wù)引入→任務(wù)設(shè)置→任務(wù)分析→歸納總結(jié)→考核評價→布置作業(yè)

（2）復(fù)習(xí)鞏固：

油壓加緊裝置中哪些構(gòu)件受到剪切變形？

桿件的基本變形有哪些？

（3）任務(wù)設(shè)置：

任務(wù)1：傳動軸的變形分析；

任務(wù)2：傳動軸內(nèi)力的計算；

任務(wù)3：傳動軸扭矩圖的畫法；

拓展任務(wù) ：分析傳動軸外力偶的合理安排。

（4）任務(wù)分析：

任務(wù)一 傳動軸的變形分析

通過一些圖片展示，例如傳動系統(tǒng)的傳動軸、汽車傳動軸、汽車轉(zhuǎn)向軸、攻絲等機(jī)構(gòu)，提出問題：機(jī)械中的軸類零件在傳動中受到什么共同變形？還有哪些實例屬于同種變形？能否總結(jié)一下它們的特點(diǎn)是什么？然后引入扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn)：各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，桿軸線始終保持直線。

任務(wù)二 傳動軸扭矩的計算

截面法求扭矩

1、截開：將圓軸沿任一截面1-1截開，取任一部分為研究對象.

2、代替：用內(nèi)力偶矩代替截去的另一部分.

3、平衡：由T=ΣMi 得 T=？

任務(wù)三 傳動軸扭矩圖的畫法

定義：扭矩圖表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線

目的：①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置；③強(qiáng)度計算（危險截面）。

拓展任務(wù)：分析傳動軸外力偶的合理安排

練習(xí)：傳動系統(tǒng)的主軸ABC的轉(zhuǎn)速n=960r/min，輸入功率PA=27.5kw ，輸出功率PB=20kw，PC=7.5kw 。試畫出ABC軸的扭矩圖；如果將輪A和輪B位置對調(diào)，試分析對軸的受力是否有利？

（5） 總結(jié)歸納

任務(wù)1 ：由傳動軸的變形分析，可以掌握扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)。

任務(wù)2 ：由傳動軸內(nèi)力的計算，能夠熟悉的掌握受扭轉(zhuǎn)變形的圓軸內(nèi)力大小方向的求解。

任務(wù)3：由傳動軸扭矩圖的畫法，可以更熟練掌握變形的內(nèi)力的分布，以便找出危險截面。

拓展任務(wù) ：由分析傳動軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學(xué)生學(xué)以致用、融會貫通的能力，以及耐心、細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊的協(xié)作精神。

考核評價 教師評價+小組互評+個人自評

布置作業(yè) 在校企合作項目“電腦彈簧機(jī)”中，有哪些構(gòu)件屬于扭轉(zhuǎn)變形實例，分析它們的特點(diǎn)

3 教學(xué)手段方面

合理運(yùn)用多媒體教學(xué)資源：當(dāng)前，在課堂講授中應(yīng)用多媒體教學(xué)已成為大家的共識。多媒體教學(xué)可以將工程結(jié)構(gòu)直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，增加感性認(rèn)識，使學(xué)生將課堂與工程背景聯(lián)系起來，有助于學(xué)生掌握如何建立力學(xué)模型的問題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂節(jié)奏和教學(xué)效率，也提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。多媒體教學(xué)具有交互界面豐實、生動、逼真、信息量大的特點(diǎn)，可使學(xué)生將主要精力集中于理解方面，極大地減少用于繁雜計算上的時間，教師就可以有更多的時間進(jìn)行啟發(fā)、誘導(dǎo)；課件在實施過程中可進(jìn)可退，速度可快可慢，有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮；利用多媒體技術(shù)通過三維動畫、虛擬現(xiàn)實等多種手段使學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，充分激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，為學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，具有傳統(tǒng)教學(xué)模式無法比擬的優(yōu)勢。

4 考核評價方面

本課程的教學(xué)評價由兩大部分組成：

1、過程考核：主要包括教師評價，小組互評和個人自評三部分，占總成績的40%。本考核主要是對學(xué)生的出勤、課堂紀(jì)律、課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)（如：是否積極主動地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法；是否敢于嘗試從不同角度思考問題，有獨(dú)到的見解；能否理解他人的思路，小組成員之間團(tuán)結(jié)協(xié)作的的程度，能否在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進(jìn)步；是否有認(rèn)真反思自己思考過程的意識等。）等進(jìn)行綜合考核。

2、終結(jié)考核：是對學(xué)生一個學(xué)期所學(xué)課程內(nèi)容的綜合考核，包括應(yīng)知（50%）和應(yīng)會（50%）兩部分，采用閉卷考試的形式。應(yīng)知考試內(nèi)容以本學(xué)期授課內(nèi)容為主，應(yīng)會考試內(nèi)容是根據(jù)理論知識結(jié)合工程實際進(jìn)行的知識拓展考核。本考試成績占學(xué)期課程考核成績的60%。

5 教學(xué)效果方面

（1）轉(zhuǎn)變了專業(yè)課教師的教學(xué)理念，使教師真正認(rèn)識到教師不僅要關(guān)注“如何教”，而且更關(guān)注“教什么”。項目化構(gòu)建成為教師備課的首要任務(wù)，教師真正成為課程的開發(fā)者。

（2）改變了教師的教學(xué)模式，基于教學(xué)，將理論知識與實際操作技能相結(jié)合，充分體現(xiàn)教學(xué)做一體的原則，靈活運(yùn)用項目教學(xué)法、案例教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法等教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（3）轉(zhuǎn)變的學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，以往的課堂，學(xué)生整節(jié)課往往是被動的聽，成為課堂的附屬。實施項目教學(xué)法，學(xué)生的“思想自由”得以空前提高，學(xué)生成為課堂的主體，可以自主思考、獨(dú)立或小組協(xié)作解決技能訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的問題，對解決不了的問題再請老師予以解答。整個課堂步驟循序漸進(jìn)，學(xué)習(xí)氛圍寬松活躍，學(xué)生參與率高，效果良好。

（4）教師教學(xué)科研水平穩(wěn)步提高。教師通過對教學(xué)項目的設(shè)置，增強(qiáng)了專業(yè)知識的理解與見地，并且充分認(rèn)識到了對深層次知識的不足和新知識的欠缺，從而促使課題組教師走出課堂，走進(jìn)企業(yè)，豐富自己的理論知識和操作技能，再反饋到課堂提高教學(xué)質(zhì)量。同時，通過項目的實施，教師可以發(fā)現(xiàn)項目中存在的技術(shù)難關(guān)與科研課題，并付諸行動，解決難題，無形中提高了教師的整體科研能力。

6 建議與意見

（1）在教學(xué)過程中，應(yīng)立足于加強(qiáng)學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，采用項目教學(xué)法，以任務(wù)型項目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）教學(xué)過程由實踐到理論，使學(xué)生通過感性認(rèn)識升華到理性認(rèn)識，除少數(shù)必要的基本概念外，切忌直接講述枯燥的理論知識。

（3）在教學(xué)過程中，應(yīng)以學(xué)生為本，注重“教”與“學(xué)”的互動，由老師提出階段性要求，學(xué)生在不斷練習(xí)中逐步達(dá)到目標(biāo)，掌握課程的職業(yè)能力。老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，合理調(diào)整教學(xué)

進(jìn)度。

（4）教學(xué)中，要努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)趣味性情境，練習(xí)項目應(yīng)包含個體練習(xí)，小組合作，經(jīng)驗交流及老師點(diǎn)評等不同形式，讓學(xué)生在愉快的扭轉(zhuǎn)中完成學(xué)習(xí)。

（5）教學(xué)中，通過選用典型活動項目，由教師提出要求或做出示范，組織學(xué)生進(jìn)行活動，讓學(xué)生在活動中樹立責(zé)任意識，增強(qiáng)團(tuán)隊的合作精神，掌握課程的職業(yè)能力。

（6）教學(xué)中注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學(xué)生解決和處理實際問題的綜合職業(yè)能力。

7 結(jié)束語

工程力學(xué)課程的建設(shè)與改革是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐完善的過程，不僅需要廣大力學(xué)教師的共同努力，還需要學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，堅定不移的堅持項目化教學(xué)，從摸索到探索直至發(fā)揮極致，為職業(yè)院校的可持續(xù)發(fā)展提供一條借鑒之徑。

參考文獻(xiàn)

[1]張定華.工程力學(xué). 北京：高等教育出版社，2009

[2]傅穎、汪榮林.高職工程力學(xué)教學(xué)改革的探索與實踐[J].科技廣場.2007

[3]王延遐.少學(xué)時工程力學(xué)教學(xué)探討[J].中國科技信息.2010

[4]徐成福，王先，謝云峰.淺談高職高?！豆こ塘W(xué)》教學(xué)方法的改革[J]. 科技信息.2010

作者簡介

楊月華，女，煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：工程力學(xué)及高職教育教學(xué)模式改革。

徐宗剛，男，煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向：機(jī)械設(shè)計及

理論。