基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工程力學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)*

宋佼佼

(晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 山西 晉中 030600)

一、工程力學(xué)課程體系特征探究

工程力學(xué)的課程體系根據(jù)專業(yè)類型劃分大體可以歸為三大體系，如表1：

表1工程力學(xué)的工程體系

專業(yè)類別 力學(xué)課程體系力學(xué)類專業(yè)理論力學(xué) 材料力學(xué) 彈性力學(xué) CAE工程軟件 工程熱力學(xué)等建筑結(jié)構(gòu)類專業(yè)理論力學(xué) 材料力學(xué) 結(jié)構(gòu)力學(xué) 彈性力學(xué) 有限元法等機(jī)械類專業(yè)理論力學(xué) 材料力學(xué) 結(jié)構(gòu)力學(xué)等

專門的力學(xué)專業(yè)，需要對工程力學(xué)課程進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)與探究，然而，工程力學(xué)是一門實(shí)踐性學(xué)科，其理論研究需要在現(xiàn)實(shí)的工程建設(shè)中進(jìn)行，而且客觀就業(yè)形勢加大了對應(yīng)用型人才的需求。因此，單純的力學(xué)專業(yè)無法適應(yīng)形勢發(fā)展，需要同機(jī)械類、車輛工程類以及建筑類專業(yè)相結(jié)合，也就是說力學(xué)專業(yè)學(xué)生要想滿足找工作的需要，不僅要學(xué)會CAE技術(shù)，還要學(xué)習(xí)其他相關(guān)的實(shí)踐性專業(yè)的知識，例如：掌握機(jī)械設(shè)計(jì)中卡提爾或cad計(jì)算機(jī)繪制技術(shù)等等。

機(jī)械類專業(yè)根據(jù)這一專業(yè)自身特點(diǎn)以及當(dāng)前的就業(yè)形勢來分析，不僅要學(xué)習(xí)工程力學(xué)的系列課程，同時還要增加相關(guān)的力學(xué)課程，例如：CAE工程軟件、彈性力學(xué)等等，也就是說要確保這一專業(yè)的學(xué)生不但能學(xué)會利用自身的CAD技術(shù)進(jìn)行專業(yè)操作，同時也能掌握必要的CAE技術(shù)。

建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)鑒于自身的專業(yè)特征，基本的工程力學(xué)課程體系能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在這其中要重點(diǎn)加強(qiáng)對CAE技術(shù)學(xué)習(xí)的重視。

二、科學(xué)規(guī)劃教學(xué)課程體系，合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

要對工程力學(xué)課程體系進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，對各個類型課程的教學(xué)次序做出合理的設(shè)計(jì)與布置，其中要注意課程開展的層次性，從基層基礎(chǔ)課程到高層的研究課程一一設(shè)置、調(diào)整，要根據(jù)各個專業(yè)的特點(diǎn)，以及這一專業(yè)在實(shí)際工作中對工程力學(xué)相關(guān)知識的需求程度來配備對應(yīng)的力學(xué)課程。

要想培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐技能的掌握，可以把CAE軟件中的力學(xué)分析法合理地融入滲透到各個工程力學(xué)課程中。例如：將計(jì)算機(jī)操作納入結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中，利用計(jì)算機(jī)開展鋼架構(gòu)力學(xué)分析。

以往的工程力學(xué)教學(xué)將精力重點(diǎn)放在對學(xué)生的計(jì)算能力的鍛煉與塑造，從而忽視了一些概念理論的講解與實(shí)踐應(yīng)用，然而，現(xiàn)實(shí)工作中很多專業(yè)的技術(shù)工作者都會面臨一些技術(shù)問題，這些問題的解決需要理論概念做支撐，所以，在日常工程力學(xué)教學(xué)中，在確保學(xué)生獲得足夠的計(jì)算能力訓(xùn)練的同時，也要加強(qiáng)對理論概念性知識的講解，在實(shí)踐工作與實(shí)際操作中深化對理論知識的理解，例如：將實(shí)踐模擬演示配置在課堂中，帶領(lǐng)學(xué)生深入現(xiàn)實(shí)的企業(yè)生產(chǎn)，將學(xué)生帶入建筑工地，通過觀察建筑建設(shè)結(jié)構(gòu)與工業(yè)生產(chǎn)等，來使學(xué)生獲得最直接、最真實(shí)的實(shí)踐體驗(yàn)，以此來加深學(xué)生對一些概念理論的掌握，這就是寓理論教學(xué)于實(shí)踐應(yīng)用的科學(xué)教學(xué)方法，能夠帶來兩方面的良好的教學(xué)效果。

三、改革教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)方法

(一)少講、精講創(chuàng)造良好效果

要打破以往的滿篇講、滿堂灌、細(xì)致入微分析的教學(xué)模式，這樣不僅會占據(jù)過多的學(xué)時，也會讓學(xué)生產(chǎn)生厭倦心理，最佳的原則就是科學(xué)地減少教學(xué)內(nèi)容，有重點(diǎn)、有針對性地精講，重點(diǎn)講解并讓學(xué)生扎實(shí)掌握一些重要的理論概念與方法，使學(xué)生結(jié)合實(shí)際訓(xùn)練來深化對理論知識的理解，最終達(dá)到對理論的應(yīng)用。教師要明確不同章節(jié)內(nèi)容的特征以及難度，根據(jù)學(xué)生的理解能力與接受能力，來采取不同的講解方式，例如:深入細(xì)致的精講、廣泛涉及的泛講以及部分內(nèi)容的省略等等，而且要注重課堂效率與學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，重點(diǎn)講解思考問題與解決問題的方法，集中培養(yǎng)學(xué)生對知識的運(yùn)用能力與處理問題的能力，也就是重點(diǎn)加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

例如：對于“構(gòu)件組合變形分析”這一知識項(xiàng)目，要著重講解“前期處理方法”。因?yàn)楫?dāng)學(xué)生明確前期處理方法后，剩下的就變成曾經(jīng)學(xué)過的舊知識，使問題簡單化，對于后期的計(jì)算，因?yàn)閷W(xué)生都能自行計(jì)算，就可以簡單地一筆帶過，這種有重點(diǎn)、有針對性的教學(xué)方法不僅能夠節(jié)省時間，而且也能使學(xué)生掌握重點(diǎn)。

(二)走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路

產(chǎn)學(xué)研一條龍的教學(xué)方法是經(jīng)過實(shí)踐證明的科學(xué)的教學(xué)方法，也就是說教師在從事科研工作時，要將科學(xué)技術(shù)研究運(yùn)用于實(shí)踐工作中去，并將科研中得到的知識、技能和經(jīng)驗(yàn)做出總結(jié)， 形成學(xué)習(xí)資料支持學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)，這樣才能不斷創(chuàng)新學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生接觸并掌握更多的新知識、新技術(shù)，而且在產(chǎn)學(xué)研一體化過程中，學(xué)生能夠切實(shí)得到實(shí)踐能力與知識運(yùn)用能力的鍛煉，也能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，達(dá)到對所學(xué)知識的靈活掌握與應(yīng)用，帶來良好的教學(xué)效果。

(三)重點(diǎn)完善CAE技術(shù)方面的上機(jī)教學(xué)

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在實(shí)際的工程建設(shè)或機(jī)械運(yùn)行中都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，所以，必須重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對CAE軟件應(yīng)用能力，要將計(jì)算機(jī)技術(shù)同工程力學(xué)課程教學(xué)聯(lián)系起來，而且要在各類課程中單獨(dú)設(shè)立計(jì)算機(jī)操作課程，著重對CAE技術(shù)計(jì)算機(jī)實(shí)際操作的講解，不斷創(chuàng)新工程力學(xué)的計(jì)算方法，讓學(xué)生在實(shí)踐的上機(jī)操作中深化對知識的理解與掌握。

(四)報(bào)告設(shè)計(jì)與論文書寫相結(jié)合的自主探究模式

任何一門學(xué)科、一個知識項(xiàng)目的學(xué)習(xí)都是學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師講授的結(jié)合，其中學(xué)生自主探究占據(jù)重要地位，是決定學(xué)習(xí)成敗的關(guān)鍵因素。工程力學(xué)的學(xué)習(xí)也不例外，為了有效鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，以及培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力，教師可以適當(dāng)轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，實(shí)行半自學(xué)模式，以此來激發(fā)學(xué)生的主動思索、主動探究的精神。

例如：可以結(jié)合每一階段所學(xué)知識，為學(xué)生設(shè)計(jì)一系列現(xiàn)實(shí)中的工程問題，其中密切涉及到工程力學(xué)知識，鼓勵學(xué)生自行搜索相關(guān)材料、獲取信息，然后根據(jù)自己的分析、總結(jié)，構(gòu)思出力學(xué)建模報(bào)告，然后拿到課堂上進(jìn)行集體分享。或者要求學(xué)生每學(xué)習(xí)一段時間，可以針對這段時間內(nèi)所學(xué)知識，結(jié)合自己的理解分析，寫出一些關(guān)于工程力學(xué)的論文，注意論文探索內(nèi)容的新穎與創(chuàng)造性特征，學(xué)生寫論文的過程就是對所學(xué)知識分析、歸納、思考與實(shí)際應(yīng)用的過程，通過這種方法能夠強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能。

同時，在學(xué)生報(bào)告設(shè)計(jì)以及論文發(fā)表的過程中，教師不僅要做好報(bào)告或論文的評價、總結(jié)工作，同時也要廣泛搜集專業(yè)發(fā)展訊息，適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透這一專業(yè)最新的發(fā)展情況，例如:一些最新的科學(xué)研究成果，最近的理論研究等等，以此來開闊學(xué)生視野，拓寬學(xué)生思維，及時為學(xué)生補(bǔ)充新知識，使學(xué)生汲取新能量，憑借自身學(xué)習(xí)的知識，結(jié)合當(dāng)前的研究成果創(chuàng)造出更具有時代精神、創(chuàng)新性的、前衛(wèi)性的理論研究與實(shí)踐技能，通過這種方式能夠有效拓展學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

(五)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力

應(yīng)用型人才的一大特征就是具備良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在?shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出熟練的動手操作技巧，以此來適應(yīng)客觀的工作需要，滿足不斷變化的就業(yè)需求。因此，重點(diǎn)加強(qiáng)工程力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

例如：可以在開展靜態(tài)測量的同時，增加動態(tài)應(yīng)變測試的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握更多的技能和技巧；或者本著素質(zhì)教育的原則，來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過創(chuàng)立虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，以及學(xué)生參與實(shí)踐的能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要試著轉(zhuǎn)變觀念，改變以往的全盤托出式教學(xué)方法，本著啟發(fā)引導(dǎo)的原則，培養(yǎng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生主動思考、積極學(xué)習(xí)，成為課程學(xué)習(xí)的主人。

(六)善用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，興趣形象化引導(dǎo)

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展為社會各個領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步提供了支持性力量，在教育教學(xué)領(lǐng)域，以多媒體以及課程網(wǎng)頁為代表的現(xiàn)代化信息技術(shù)得到了廣泛的推崇和應(yīng)用，在增添課堂學(xué)習(xí)氣氛與調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情等方面顯示出了正面的積極的作用，工程力學(xué)課程教學(xué)也應(yīng)該積極引入并利用這一現(xiàn)代化技術(shù)，教師可以試著研發(fā)工程力學(xué)系列課程的多媒體課件，將多媒體技術(shù)利用在課堂教學(xué)過程中，將現(xiàn)實(shí)中的工程問題通過多媒體來進(jìn)行力學(xué)建模，通過網(wǎng)絡(luò)搜索來獲取更加充足的信息資源，要充分利用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，例如：動畫軟件、畫圖軟件以及多種辦公軟件等來輔助教學(xué)，確保帶來良好的教學(xué)效果。

例如：對于“構(gòu)件組合變形”的變形過程就可以通過動畫模擬來進(jìn)行動態(tài)演示，為學(xué)生提供清晰、形象的演示過程，從而增加學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，深化學(xué)生對理論知識的掌握與運(yùn)用。

為了能夠方便學(xué)生學(xué)習(xí)，也可以通過創(chuàng)建專門的工程力學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)頁，向?qū)W生提供精品課程講解服務(wù)，使學(xué)生足不出戶就能夠獲得最廣泛的學(xué)習(xí)資料，從而確保良好的教學(xué)效果。

四、創(chuàng)新考試方法與考核制度

很長時間以來，工程力學(xué)實(shí)行閉卷考試方式，閉卷考試能夠全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)程度和效果，但是也存在一些弊端，就是學(xué)生日常學(xué)習(xí)精力的轉(zhuǎn)移，學(xué)生會在限制性的出題范圍中通過機(jī)械記憶的方式來應(yīng)付考試，為了解除這一問題，可以實(shí)行開卷閉卷相結(jié)合的考試制度。也就是設(shè)置一些靈活的、現(xiàn)實(shí)中的工程問題，為學(xué)生提供一些必要的參考資料，例如：公司、圖表等等，允許學(xué)生通過結(jié)合這些資料來自行解決問題，這其中就體現(xiàn)了對所學(xué)知識實(shí)踐應(yīng)用的過程具有一定的積極意義。

五、結(jié)語

工程力學(xué)是隨著科技發(fā)展與人類研究不斷變化發(fā)展的，其課程體系與學(xué)習(xí)內(nèi)容也在對應(yīng)變化，教育教學(xué)機(jī)構(gòu)與人員要根據(jù)這一學(xué)科變化發(fā)展的進(jìn)程對教學(xué)方法與課程設(shè)置進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際的工作需要，努力嘗試新的教學(xué)方法，達(dá)到對綜合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。