基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工程力學(xué)課程教學(xué)研究

朱　全，陳　華，韓飛坡

（安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院，安徽 馬鞍山 243000）

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是旨在通過專門訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工作問題的能力。工程力學(xué)作為多個(gè)工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)具有重要影響。本研究以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了工程力學(xué)課程的教學(xué)研究思路，旨在提高課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

1　課程體系探索

工程力學(xué)系列課程的課程體系一般大致分為3種體系，如表1所示。

表1　工程力學(xué)的課程體系

對(duì)于力學(xué)類專業(yè)，工程力學(xué)系列的課程體系基本比較完善，它的特點(diǎn)是偏重于理論教學(xué)和研究，缺乏與工程實(shí)際相結(jié)合。而在就業(yè)市場(chǎng)上，大多數(shù)非科研類的企業(yè)需要的是與實(shí)際工程密切相關(guān)的綜合性人才，即應(yīng)用型人才。因此，力學(xué)類專業(yè)的學(xué)生除了要熟練掌握工程力學(xué)課程理論知識(shí)，還應(yīng)該掌握建筑結(jié)構(gòu)類或機(jī)械類專業(yè)的一些基本知識(shí)，以及如何將工程力學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類專業(yè)來說，工程力學(xué)系列的課程體系基本上滿足要求。但要注意的是，建筑結(jié)構(gòu)類專業(yè)的學(xué)生除了掌握本專業(yè)的知識(shí)以外，還要重視利用計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合工程力學(xué)用于解決建筑結(jié)構(gòu)方面的工作實(shí)際問題。

對(duì)于機(jī)械類專業(yè)來說，工程力學(xué)系列的課程體系不能滿足對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。在已開設(shè)的理論力學(xué)、材料力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)增加有限元分析的課程，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬分析，使學(xué)生充分掌握利用工程力學(xué)解決實(shí)際問題的方法。

2　教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

工程力學(xué)系列課程的教學(xué)次序可以進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，第一層次首先開設(shè)理論力學(xué)課程，第二層次可以開設(shè)材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)力學(xué)課程，第三層次開設(shè)彈性力學(xué)、板殼理論、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、振動(dòng)力學(xué)等專業(yè)力學(xué)課程。第四層次開設(shè)有限元法與CAE工程軟件應(yīng)用等計(jì)算機(jī)力學(xué)分析課程[1]。

工程力學(xué)系列課程一方面具有較強(qiáng)的理論性、邏輯性，另一方面又與工程實(shí)際密切相關(guān)，各類專業(yè)應(yīng)根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容上側(cè)重點(diǎn)可以有所不同。對(duì)于力學(xué)類專業(yè)，開設(shè)的工程力學(xué)課程要與工程實(shí)際相結(jié)合；對(duì)于建筑類或機(jī)械類專業(yè)，開設(shè)的工程力學(xué)課程要涵蓋各個(gè)層次，尤其是有限元分析工程軟件的應(yīng)用。

工程力學(xué)課程是一類工程應(yīng)用背景較強(qiáng)的課程系列，傳統(tǒng)的教學(xué)偏重于對(duì)學(xué)生理論計(jì)算能力的培養(yǎng)，而忽視了對(duì)工程實(shí)際中應(yīng)用性內(nèi)容的教學(xué)和訓(xùn)練。對(duì)于工程技術(shù)人員來說，工作中遇到的問題大多數(shù)是應(yīng)用性的內(nèi)容。因此，根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)中需要對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，適當(dāng)減少一些理論公式的推導(dǎo)，增加應(yīng)用性內(nèi)容的講授，把更多的應(yīng)用型知識(shí)和概念傳授給學(xué)生。例如，在課堂教學(xué)中利用計(jì)算機(jī)和多媒體進(jìn)行模型演示、視頻播放，在實(shí)驗(yàn)室陳列展示力學(xué)模型，在實(shí)習(xí)工廠中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，把理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生更好地理解工程力學(xué)的基本概念和應(yīng)用型的知識(shí)和概念。在授課過程中，一定要重點(diǎn)把基本概念、理論結(jié)論講清楚，說明這些概念和結(jié)論在實(shí)際中的應(yīng)用實(shí)例；對(duì)于一些復(fù)雜的計(jì)算公式，可簡(jiǎn)要地說明其推導(dǎo)過程，并指出這些公式的使用條件。例如在材料力學(xué)的強(qiáng)度理論中，可著重講解4種強(qiáng)度理論的應(yīng)用條件和使用方法，對(duì)于公式的推導(dǎo)過程簡(jiǎn)要說明即可?？傊?，應(yīng)精簡(jiǎn)教學(xué)中公式推導(dǎo)與計(jì)算過程方面的內(nèi)容，突出強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的應(yīng)用，重點(diǎn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才對(duì)于這些知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。

3　教學(xué)方法的優(yōu)化

在教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)突出重點(diǎn)、精講難點(diǎn)、增加與學(xué)生的互動(dòng)，除了課堂教學(xué)外，還可以通過題目設(shè)計(jì)競(jìng)賽、撰寫大作業(yè)以及參加學(xué)科競(jìng)賽等多種方式促進(jìn)教學(xué)。

3.1　突出重點(diǎn)、精講難點(diǎn)、增強(qiáng)互動(dòng)

各個(gè)章節(jié)、每節(jié)課授課內(nèi)容都有重點(diǎn)和難點(diǎn)，任課教師要做到了然于胸，備課時(shí)設(shè)計(jì)好講課的次序和時(shí)間安排，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容往往難于理解，對(duì)此任課教師一定要耐心講解，把難理解的概念、定理通過形象的表述使學(xué)生容易理解。對(duì)于一些理論性較強(qiáng)且實(shí)際很少用到的知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要說明即可，類型重復(fù)的例題只要精講其中的典型部分。教師有針對(duì)性地精講，重點(diǎn)講解有實(shí)用價(jià)值的基本概念和方法，使學(xué)生結(jié)合實(shí)際訓(xùn)練來深化對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。在教學(xué)中，教師還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)課堂上與學(xué)生互動(dòng)，通過課堂提問、問題討論等方式活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過互動(dòng)交流，了解學(xué)生對(duì)于課程的掌握情況，再據(jù)此適當(dāng)?shù)卣{(diào)整講課的內(nèi)容，使學(xué)生盡可能較好地掌握所學(xué)內(nèi)容。

3.2　題目設(shè)計(jì)競(jìng)賽

在教學(xué)環(huán)節(jié)中還可以采用一種“題目設(shè)計(jì)競(jìng)賽”。學(xué)生自行分組，每組按照要求準(zhǔn)備若干道與課程相關(guān)的題目及解答，由任課教師審核通過，之后各組將所出的題目交換解答，任課教師按照答案進(jìn)行打分，最后根據(jù)分?jǐn)?shù)高低對(duì)各組進(jìn)行排名，將本次成績(jī)納入平時(shí)成績(jī)的考核當(dāng)中。這種設(shè)計(jì)競(jìng)賽包括了出題和解答，其本身就是考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，同時(shí)通過比賽，還可以極大地激發(fā)學(xué)生的取勝欲望和學(xué)習(xí)興趣，不失為一種創(chuàng)新教學(xué)的方法。

3.3　撰寫大作業(yè)

大作業(yè)指的是學(xué)生在課后通過查閱資料、計(jì)算機(jī)輔助等完成老師規(guī)定的題目，比如力學(xué)建模與分析報(bào)告等，主要考查學(xué)生解決工程問題的綜合能力。學(xué)生可以自行分組，以組為單位完成大作業(yè)，任課教師根據(jù)各組完成的情況打分評(píng)定，成績(jī)作為總評(píng)成績(jī)的一部分。

3.4　參加學(xué)科競(jìng)賽

學(xué)科競(jìng)賽是由某些高?；蚱渌M織機(jī)構(gòu)定期舉辦的學(xué)科類比賽，競(jìng)賽以各個(gè)學(xué)校的團(tuán)隊(duì)為單位，教師根據(jù)本專業(yè)的教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)際水平選派若干名學(xué)生組隊(duì)參賽。這種比賽可以視為課堂教學(xué)的拓展，主要是針對(duì)一些學(xué)有余力的學(xué)生開展。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生要在掌握教材知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高自身的能力和水平，充分做好參賽準(zhǔn)備。通過參加學(xué)科競(jìng)賽，與其他學(xué)校的師生展開交流，可以鍛煉學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，開拓他們的視野。

4　考核方式改革

當(dāng)前多數(shù)院校把教學(xué)目標(biāo)定位在培養(yǎng)綜合性的應(yīng)用型人才，考核的根本目的是提高學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的實(shí)踐能力。應(yīng)加大課堂考勤、平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、題目設(shè)計(jì)競(jìng)賽、撰寫大作業(yè)的得分率。任課教師要對(duì)這些方面加以重視，并通過多種手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。例如，在課堂上調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂討論，積極回答問題；課后除了在辦公室或教室給學(xué)生答疑外，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)在線給學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)和交流。對(duì)于平時(shí)學(xué)習(xí)積極、活躍度較高的學(xué)生，要保持與他們的互動(dòng)交流；對(duì)于學(xué)習(xí)不積極的學(xué)生更要加以重視，了解他們所存在的問題，盡可能地幫助他們提高。平時(shí)考核中，課堂考勤、平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、題目設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大作業(yè)等要得以體現(xiàn)，這樣使認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生與不認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生在分?jǐn)?shù)的分配上更加合理。

期末成績(jī)的考核要建立在平時(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，主要是考查學(xué)生對(duì)本門課程的整體掌握情況，題型以應(yīng)用型為主，期末成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中所占的比重可以適當(dāng)調(diào)整。工程力學(xué)的考試形式可以采取一種有條件的閉卷考試，具體而言，就是把課本中的一些復(fù)雜公式、圖表等打印出來，作為考試參考提供給學(xué)生；同時(shí)禁止學(xué)生把課本、復(fù)習(xí)資料等與考試有關(guān)的材料帶進(jìn)考場(chǎng)。采用這種考試形式可以在一定程度上減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和考試壓力，使學(xué)生把更多的精力放在對(duì)課程知識(shí)的理解和應(yīng)用上。

考核方式的改革，改變了傳統(tǒng)的單純依靠卷面成績(jī)的方式，增加了平時(shí)成績(jī)的比例，可以綜合考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。避免了一些學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不認(rèn)真，指望考前突擊蒙混過關(guān)的情況，也避免了平時(shí)學(xué)習(xí)較為認(rèn)真，但考試發(fā)揮失常而最終總評(píng)不能通過的情況?？傊?，通過改革考核方式，使學(xué)生加強(qiáng)了平時(shí)學(xué)習(xí)，考試成績(jī)分布更加合理，取得了較好的效果。

5　結(jié)語

以應(yīng)用型人才的培養(yǎng)為目標(biāo)，本文從工程力學(xué)課程體系建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法優(yōu)化以及考核方式改革等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究，提出了行之有效的具體措施，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，取得了良好的效果。注重學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用，著重提高他們解決實(shí)際問題的綜合能力，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的目的。