初探工程力學(xué)教學(xué)改革

楊長(zhǎng)青

摘要：工程力學(xué)作為一門重要的理論課程，對(duì)初步培養(yǎng)學(xué)生的理論物理思維與研究方法有著極為重要的作用。但目前部分院校的力學(xué)課程在教學(xué)中依然存在許多缺點(diǎn)，教材中的內(nèi)容與普通力學(xué)中的內(nèi)容重復(fù)，落后的教學(xué)手段和方法不能充分發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力和促使學(xué)生科學(xué)素質(zhì)育成的作用，因此，改革工程力學(xué)教學(xué)迫在眉捷。本人在結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，推薦采用項(xiàng)目式教學(xué)法。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；教學(xué)改革；項(xiàng)目式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）29-0262-02

高等職業(yè)院校中工科專業(yè)開設(shè)的一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課——《工程力學(xué)》，這門課程知識(shí)涉及到許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。學(xué)習(xí)該課程要求學(xué)生須掌握基本的力學(xué)知識(shí)，為日后工程實(shí)際中碰到的力學(xué)問題的解決提供了理論基礎(chǔ)，另外力學(xué)知識(shí)對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新思維也是大有益處的，掌握力學(xué)知識(shí)的多少是衡量一名工程技術(shù)人員發(fā)展后勁的主要因素。該課程概念多、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象且理解難的特點(diǎn)，增加了教學(xué)的難度。據(jù)以往整體的教學(xué)情況看，相當(dāng)一部分學(xué)生因?qū)W起來吃力造成心理懼怕?？偨Y(jié)本人多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就如何提高工程力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量提一些看法。

一、工程力學(xué)課程和教學(xué)中存在的問題

（一）從其課程來看，存在的問題主要有兩個(gè)

1.教材與普通力學(xué)的內(nèi)容重疊較多，且過于繁瑣。目前，學(xué)生所使用的教材包含理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)部分，總共二十多章，每章又有若干小節(jié)，而且理論力學(xué)部分許多內(nèi)容是與中學(xué)普通力學(xué)相似的，加上在教材的編排過程中也沒有較好地將各章節(jié)內(nèi)容融會(huì)貫通，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)盲目心理，不知道哪章是重點(diǎn)，學(xué)這章干什么，與前后章節(jié)有何關(guān)聯(lián)，因此很多學(xué)生學(xué)習(xí)某章節(jié)內(nèi)容時(shí)往往感覺不到其重要性，于是不用心學(xué)，自然也就難學(xué)好了。

2.課時(shí)量偏少，學(xué)生沒有足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間。相比其他專業(yè)課程，許多學(xué)校在工程力學(xué)的課時(shí)安排上都顯得偏少，一般只有2～4節(jié)課，經(jīng)常是上一章的內(nèi)容學(xué)生還沒來得及消化，新的內(nèi)容又講完了。于是，工程力學(xué)課程和機(jī)械制圖課程一起被學(xué)生稱為是考試通過率最低的兩門課程，尤其是對(duì)于自考生，工程力學(xué)是作為國考科目，而學(xué)生自身物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)又比較薄弱，學(xué)起來更是難上加難。

（二）從工程力學(xué)的教學(xué)情況來看，最突出的問題是：教學(xué)方法和手段較為落后，課堂教學(xué)無法激起學(xué)生的興趣

1.“填鴨式”的落后教學(xué)方法依然占領(lǐng)著主導(dǎo)地位，這種在教學(xué)中以教師為主體，學(xué)生被動(dòng)做聽眾的教學(xué)方式，使師生間的互動(dòng)性差，在這種被動(dòng)形式下，學(xué)生不能表達(dá)自己的真實(shí)想法及觀點(diǎn)，自己的疑問也不能及時(shí)反饋給教師。

2.學(xué)生因數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差而產(chǎn)生抵觸心理。力學(xué)是由數(shù)學(xué)演變而來的，是數(shù)學(xué)的化身。兩者緊密相聯(lián)，只有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)扎實(shí)了，工程力學(xué)學(xué)起來才不費(fèi)勁。目前，在高職院校中，不少學(xué)生在剛開課的工程力學(xué)中已了解到它與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系，感覺到工程力學(xué)的難度，且因考試中通過率低從而給學(xué)生造成心理上的壓力非常大，特別是數(shù)學(xué)成績(jī)差的學(xué)生，抵觸工程力學(xué)的心理由此產(chǎn)生。

3.教材內(nèi)容不足，考核方式單一。因教材是教學(xué)中最基本、最重要的依據(jù)，所以教學(xué)質(zhì)量的提高首要問題是選好教材，但目前高職院校所用的工程力學(xué)教材基本是本科教材的一個(gè)壓縮版，這些教材基本忽略了高職院校的教學(xué)特點(diǎn)，教材內(nèi)容層次上差別也不大，面對(duì)就業(yè)渠道多樣性的高職院校學(xué)生，根本無法滿足這些不同層次、專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。另教材內(nèi)容著重理論知識(shí)，嚴(yán)重缺乏學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。而這種工程力學(xué)教材僅以閉卷考試為主，而考試中的內(nèi)容也多是教材中的理論依據(jù)，學(xué)生只需死搬硬套教材中的公式即可解決問題，更別說可以將這些公式、概念運(yùn)用于工程實(shí)際中，這樣就遠(yuǎn)離了高職院校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，更脫離了社會(huì)對(duì)學(xué)生的要求。

工程力學(xué)課程有一個(gè)很大的特點(diǎn)，就是其理論知識(shí)簡(jiǎn)單明了，并且和中學(xué)物理多少有些關(guān)聯(lián)，而主觀題型卻又多為抽象的力學(xué)模型。這種情況導(dǎo)致的后果是，學(xué)生在理解概念的過程中，往往會(huì)認(rèn)為它就是中學(xué)物理，于是沒有花工夫去認(rèn)真琢磨；而解答力學(xué)題目時(shí)，又因?yàn)闊o法迅速在現(xiàn)實(shí)中找到相應(yīng)的例子，加上理論知識(shí)運(yùn)用得不夠熟練，導(dǎo)致束手無策。

二、工程力學(xué)教學(xué)改革的建議

作為工科專業(yè)一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課工程，力學(xué)課程知識(shí)涉及的領(lǐng)域廣，包括機(jī)械類、建筑類在內(nèi)的許多專業(yè)都要開設(shè)這門課程。目前，對(duì)于這門課程的改革已經(jīng)有許許多多的模式，相比之下，本人比較認(rèn)可項(xiàng)目式教學(xué)法。

（一）區(qū)別項(xiàng)目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)

項(xiàng)目教學(xué)法是教學(xué)活動(dòng)中師生們共同實(shí)施進(jìn)行的一個(gè)完整的項(xiàng)目工作，須滿足如下條件：一定教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)應(yīng)具有一定的應(yīng)用價(jià)值；教學(xué)課題中的理論知識(shí)與實(shí)際技能應(yīng)相互結(jié)合；與現(xiàn)實(shí)商業(yè)經(jīng)營活動(dòng)或者企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程應(yīng)有直接關(guān)系；學(xué)生有在一定時(shí)間范圍內(nèi)獨(dú)立制定、實(shí)施計(jì)劃的機(jī)會(huì)，并有自己自行組織、安排的學(xué)習(xí)行為；成果展示應(yīng)明確且具體；在項(xiàng)目工作中遇到的困難、問題，學(xué)生能自己克服并處理；項(xiàng)目工作難度要求學(xué)生遇到實(shí)際問題應(yīng)運(yùn)用知識(shí)、技能去解決；項(xiàng)目工作成果應(yīng)在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)師生進(jìn)行共同評(píng)價(jià)。

項(xiàng)目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別可由下表得知：

（二）實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的步驟

教師開展項(xiàng)目活動(dòng)題目時(shí)，應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)大綱、學(xué)生的興趣及能力、地方資源等條件進(jìn)行選擇，然后初步計(jì)劃應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)框架來設(shè)計(jì)。五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)和三個(gè)主要階段的結(jié)合形成基本結(jié)構(gòu)框架。實(shí)施項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)教師要提前做好準(zhǔn)備，充分設(shè)計(jì)好活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)行活動(dòng)時(shí)應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行靈活的安排。

例：在2008-2009學(xué)年的第一學(xué)期，依據(jù)實(shí)際情況，我們給出了力學(xué)系實(shí)習(xí)車間屋頂?shù)膹?qiáng)度計(jì)算、力學(xué)系實(shí)習(xí)車間吊車梁的強(qiáng)度校核及改進(jìn)措施、不同支承條件下的彈性薄板的變形計(jì)算等多個(gè)題目，結(jié)合其中一個(gè)項(xiàng)目：“力學(xué)系實(shí)習(xí)車間吊車梁的強(qiáng)度校核與改進(jìn)措施”，下面來闡述一下項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施步驟。

1.三個(gè)主要階段。

第一階段：活動(dòng)的開始。教師為了解學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)及對(duì)討論項(xiàng)目的題目的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生們把他們的已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)用不同方式的表達(dá)出來，就在學(xué)生講述自己的經(jīng)驗(yàn)，表達(dá)自己理解已知概念的同時(shí)，學(xué)生們的興趣已在不斷增加，在教師的幫助下已能逐步設(shè)計(jì)自己的活動(dòng)了，學(xué)生在設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)中遇到的問題也在教師的幫助下學(xué)會(huì)了調(diào)查，在教師啟發(fā)下得以解決。

吊車梁屬于常用設(shè)備，通過教師的啟發(fā)學(xué)生在討論中掌握了其構(gòu)造、使用功能以及存在的問題，進(jìn)一步了解當(dāng)前結(jié)構(gòu)情況下的強(qiáng)度校核、初始撓度的作用、對(duì)比工字梁與葙形梁的優(yōu)缺點(diǎn)、問題的存在與措施改進(jìn)、后梁改進(jìn)的強(qiáng)度計(jì)算等。

第二階段：活動(dòng)的開展。為學(xué)生走出教室到實(shí)地工作創(chuàng)造機(jī)會(huì)，教師為學(xué)生提供資源，幫助他們進(jìn)行調(diào)查并提供各種建議，學(xué)生運(yùn)用自己掌握的基本技能，根據(jù)自己的水平選擇表達(dá)的方式。為使學(xué)生能相互了解他們的工作，通過經(jīng)常討論自己的工作彼此互提建議和幫助，教師可采用個(gè)人展示、匯報(bào)和組織小組討論的方法以取得活動(dòng)的順利開展。

明確目標(biāo)之后，查閱國內(nèi)外吊車梁的有關(guān)資料，學(xué)生結(jié)合已掌握的力學(xué)知識(shí)對(duì)比分析不同類型吊車梁，針對(duì)目前使用的吊車梁中存在的問題，提出相關(guān)改進(jìn)方案，并與教師共同討論最終確定改進(jìn)措施。

第三階段：活動(dòng)的結(jié)束。為讓學(xué)生總結(jié)活動(dòng)的意義，并讓學(xué)生表達(dá)自己的研究成果，教師可通過集體討論、集體答辯等的教學(xué)形式，幫助學(xué)生選擇不同方式、內(nèi)容有目的地將此次活動(dòng)的全過程及成果分享出來，讓學(xué)生們回顧、評(píng)估整場(chǎng)活動(dòng)，并用有想象力的方式加強(qiáng)了學(xué)生的記憶，由此讓學(xué)生產(chǎn)生新的想法和發(fā)展學(xué)生對(duì)該項(xiàng)目的新的興趣，從而轉(zhuǎn)向下一個(gè)新的項(xiàng)目活動(dòng)的開展。

2.五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

構(gòu)成項(xiàng)目活動(dòng)的基本框架是因?yàn)殛P(guān)鍵環(huán)節(jié)能靈活穿插在三個(gè)階段中的，其他細(xì)節(jié)活動(dòng)也都是圍繞這些環(huán)節(jié)所開展的，這五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：實(shí)地考察、調(diào)查、表達(dá)、討論和展示，稱它為五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)是由于：①僅用三個(gè)階段來做計(jì)劃根本不夠具體；②這五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)給學(xué)生們提供了一個(gè)清晰的活動(dòng)框架，幫助學(xué)生清楚了解自己需要干些什么。這樣極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)伸縮性，讓學(xué)生在這個(gè)結(jié)構(gòu)框架的指引下，用獨(dú)特且靈活的方式通過各種不同努力最終成功地完成各自不同的工作。

總之，項(xiàng)目教學(xué)突出優(yōu)點(diǎn)就在于將實(shí)踐與研究融入教學(xué)過程中，與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合相互補(bǔ)充，所以在工程力學(xué)教學(xué)中實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)法是十分有幫助的。

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