高職高專《工程力學》長效教學改革方法

王 慧

(淮南職業(yè)技術學院煤礦機電系,安徽淮南 232001)

高職高?！豆こ塘W》長效教學改革方法

王 慧

(淮南職業(yè)技術學院煤礦機電系,安徽淮南 232001)

《工程力學》是工科專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎課。在長期教學實踐的基礎上,提出目前高職教學中存在的四種突出問題,并從加入人文素質(zhì)教育、項目導入式教學、MATLAB作為輔助教學手段和改革考試方式等方面完善和豐富教學手段,解決教學難的問題,在實際運用中收到良好的效果。

工程力學;教學改革;高職高專

工程力學是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課。它涉及眾多的力學學科分支與廣泛的工程技術領域,是一門理論性較強、與工程技術聯(lián)系極為密切的技術基礎學科,是解決工程實際問題的重要基礎。課程難度大、內(nèi)容多,要求有較強的理解能力和邏輯思維能力。如何教好這門課,如何讓學生學好這門課,一直是任課教師研究的課題。

1 工程力學教學中的突出問題

1.1 內(nèi)容枯燥,學生不感興趣

對于一門新課程,當學生看到工程力學的目錄和書中眾多的公式后,多半都會打退堂鼓。“這門課好難呀,我一定學不好”是大多數(shù)學生的心聲。所以,在一開始上這門課時,學生都已經(jīng)有了抗拒心理和“學不好”的心理暗示。這就要求我們老師在最初的幾堂課要充分消除學生的恐懼心理,讓他們慢慢融入到你的教學當中,并逐步適應工程力學的學習節(jié)奏。

1.2 概念多、公式多、難點多,學生記不住

《工程力學》的性質(zhì)決定了它就是一門“三多”課程,即概念多、公式多、難點多。對于主觀能動性較差的高職學生而言,這無疑是極大的考驗?！皩W了后面,忘了前面”是一個普遍的現(xiàn)象。對于公式,如何讓學生做到講過即用、往哪里用,是課改的另一個難題。

1.3 課后練習不會做,知識點不能舉一反三

在以往的教學過程中,有些學生聽得懂例題卻做不好習題,這說明學生還沒有把知識點完全吃透,解題思路被固定在例題當中。這一點,在期末考試中體現(xiàn)的尤為明顯,也是學生成績上不去的主要原因之一。

1.4 傳統(tǒng)紙質(zhì)考核方式,學生不及格率較高

閉卷紙質(zhì)考試是《工程力學》最主要的考核方式。在試卷難度略有下降的情況下,學生的考試成績反而每況愈下,不及格率逐年上升,讓批改試卷幾乎成了任課老師一項不可能完成的任務。這都讓我們不得不去思考到底要怎樣才能上好《工程力學》這門課。

2 長效教改方法及手段

2.1 融入人文素質(zhì)教育,提起對力學的學習興趣[1]

《工程力學》內(nèi)容嚴謹,充滿科學性和邏輯性,不能直接通過文字或圖片感受到美感和趣味,但它本身是具有相當?shù)娜宋膬?nèi)涵的。在最初的授課過程中,加入國內(nèi)外著名科學家的介紹,激發(fā)學生的熱情;或者在課堂上引用社會關注度比較高的工程事故,如樓房倒塌、橋梁開裂、地質(zhì)災害等等,吸引學生的注意力;還可以分析《工程力學》中存在的辯證唯物主義的認識論和方法論。比如空間任意力系和其它各種力系就是普遍性和特殊性的辯證關系;再如剪切應力和擠壓應力的計算公式是來源于工程實踐中的經(jīng)驗公式。這體現(xiàn)了認識來源于實踐,實踐又反過來指導認識活動的辯證唯物主義思想。

2.2 項目導入式教學

針對學生不能把公式和理論學以致用的問題,可以在教材的編寫上輔助解決。編寫時可以打破理論力學和材料力學的界限,突出工程應用,對傳統(tǒng)的教學內(nèi)容體系進行分析和重組,強化例題和習題對概念和原理的深化和理解功能[2]。例如,可以把《工程力學》分為以下六個項目：拉壓構件的強度計算、連接件的強度計算、梁的彎曲強度計算、圓軸扭轉強度計算、構件的變形與剛度計算和壓桿的穩(wěn)定性計算[3]。該思路以構件的強度設計、剛度設計和穩(wěn)定性設計為教學重點,將靜力學和材料力學內(nèi)容重新組合。以外力計算內(nèi)力計算應力計算強度和剛度計算為線索,構建工程力學課程的應用型內(nèi)容體系。

2.3 針對不同的專業(yè),教學內(nèi)容適當做調(diào)整,制定不同的整體設計和單元設計

根據(jù)力學教學內(nèi)容涉及面較廣和專業(yè)對力學課程教學的要求不盡相同的實際情況,對不同專業(yè)的學生制定不同的整體設計和單元設計[4]。我們可以在例題、練習以及課程結合實際的過程中去照顧到不同專業(yè)對力學的需求。例如：紡織服裝專業(yè),可以引入棉花打包機傳動和承載構件的設計;模具專業(yè),可以引入合模機傳動構件的設計;機械維修專業(yè),可以引入數(shù)控機床主軸的設計、廠區(qū)行車大梁的設計等等。

2.4 使用MATLAB作為輔助教學手段

想要創(chuàng)新《工程力學》的教學模式,就必須引入現(xiàn)代的信息技術和計算機技術。把MATLAB作為輔助教學工具,將是工程力學課程教學改革的一個新思路[5][6]。

利用MATLAB可以避免大量枯燥且繁瑣的計算,減少學生的疲勞感,增強力學建模能力。它還可以擴大力學求解問題的范圍,使求解不再局限于等截面直桿的假設前提,對于復雜載荷作用下梁的內(nèi)力計算,同樣能很快給出結果。對不能在課堂上演示的實驗,可以通過MATLAB中的Simulink仿真工具箱對各種工程對象進行仿真,靈活地修改輸入?yún)?shù),直觀地感受結果的變化,起到事半功倍的效果。

2.5 改革考核方式

傳統(tǒng)的考試課,卷面成績占80%,平時成績占20%。這與高職現(xiàn)在“重動手,輕理論”的教學理念難免有些沖突。既然培養(yǎng)模式在轉變,那考核方式也一定要順應潮流,朝著更能全面考察一個學生學的好壞的方向在變化,這對于學生來說,也是一個更為公平的考核。

總的來說,課程考核分為兩個部分：階段性考核和終結性考核。其中多樣化的階段性考核可以更為全面地考查學生的學習效果和學習能力,讓教師根據(jù)考核結果及時了解學生的學習情況,調(diào)整教學方案。終結性考核是在老師監(jiān)督下考察學生對課程的整體掌握情況。在分數(shù)的分配上,期末考試占30%,過程考核占70%(其中課堂表現(xiàn)(20%)、作業(yè)及階段測試(20%)實驗成績(30%))。

3 預期效果

《工程力學》的教學環(huán)節(jié)要與高職高專學生的能力、知識結構相適應?？梢愿鶕?jù)高職高專人才培養(yǎng)的規(guī)格和去向修訂教材內(nèi)容,增強實用性和針對性;同時減少教學中不必要的推導和證明過程,加強對理論的應用能力練習。在課堂上,教師要起到組織和引導的作用,充分調(diào)動學生的積極性,不僅“聽、看”,更要“想、練”,爭取做到“不是老師教的會,而是學生學的會”。從根本上消除學生對《工程力學》的恐懼和抵觸心理,寓教于樂地去學習,以求達到可以學以致用的良好效果。

4 結束語

《工程力學》課程改革,是一項長期而又艱巨的任務,我們應對傳統(tǒng)的課程體系、教學內(nèi)容及結構進行科學刪減、重新整合,減少教學課時,增加實驗實訓課時,逐步推進力學教學改革。在著重培養(yǎng)學生綜合歸納和知識融會貫通能力的同時,還要積極采用現(xiàn)代化教學手段,還原和展示工程實例,提高解決問題的效率,增加學生的學習興趣。此外,還要改革傳統(tǒng)的考試方法,以順應素質(zhì)教育的需要。

[1] 楊艷.重視高職《工程力學》中的人文素質(zhì)教育[J].長江工程職業(yè)技術學院學報,2009,26(1)：78-80.

[2] 謝仲賢.工程力學實訓課中“題目引導式”教學法應用[J].力學與實踐,2004,(26)：67-70.

[3] 呂慶洲,王慧.工程力學[M].合肥：中國科學技術大學出版社,2013.

[4] 馬景槐.工程力學教學改革的研究與實踐[J].江蘇技術師范學院學報,2005,11(6)：75-80.

[5] 胡瑋軍,陳夢遷.MATLAB：《工程力學》輔助教學的新工具[J].中國電力教育,2008,(122)：71-73.

[6] Hull Douglas W.Mastering Mechanics I Using Matlab[M].Upper Saddle River：Prentice Hall,1999.

[7] 方治華.以教材建設為抓手,創(chuàng)建工程力學精品課程[J].中國冶金教育,2010,(4)：12-13.

責任編輯：訾興建

G712

A

1671-8275(2014)05-0059-02

2014-08-25

王慧(1979-),女,安徽淮南人,淮南職業(yè)技術學院煤礦機電系講師,研究方向為先進制造技術。