工程力學(xué)的教學(xué)改革與探討

劉博 鮑雙蓮

【摘 要】近年來，隨著越來越多的二本、三本高校過渡成為應(yīng)用型本科，需要培養(yǎng)出具備有實(shí)踐操作能力的大學(xué)生。為了達(dá)到這一目的，高校中的專業(yè)教學(xué)體系及授課內(nèi)容的改革迫在眉睫。本文闡述了筆者在應(yīng)用型本科的工程力學(xué)教學(xué)中遇到的一些問題，從教學(xué)目標(biāo)入手，針對(duì)教學(xué)體系、內(nèi)容中發(fā)現(xiàn)的若干問題進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的建議，來完善對(duì)應(yīng)用型本科中工程力學(xué)的教學(xué)革新。

【關(guān)鍵詞】工程力學(xué);教學(xué)方式;教學(xué)優(yōu)化

中圖分類號(hào)： TB12-4;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）11-0131-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.060

【Abstract】In recent years， as more and more universities transition into applied university， it need to develop college students with practical ability. In order to achieve this goal， the reform of professional teaching system and teaching content in colleges and universities is urgent. The treatise expounded some problems in engineering mechanics teaching， from teaching goal， aiming at some problems found in teaching system and content are discussed in this paper， and put forward the corresponding Suggestions to improve the teaching innovation of engineering mechanics in applied undergraduate course.

【Key words】Engineering mechanics; Teaching method; Optimization of teaching

1 工程力學(xué)課程教學(xué)改革的目標(biāo)

工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域，是一門理論性較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，工程力學(xué)的定理、定律和結(jié)論廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問題的重要基礎(chǔ)。工程力學(xué)不僅作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，并且許多高校（如清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)等）也開設(shè)了工程力學(xué)專業(yè)，而具備力學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)、計(jì)算和試驗(yàn)?zāi)芰?，能在各種工程（如機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等）中從事與力學(xué)有關(guān)的科研、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)和力學(xué)教學(xué)工作的高級(jí)工程科學(xué)技術(shù)人才。由此可見，工程力學(xué)與工程實(shí)際的結(jié)合是非常緊密的。因此，在許多以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的院校中，如何將以理論授課為核心的《工程力學(xué)》課程與實(shí)踐結(jié)合起來，探索一條符合時(shí)代需求的教學(xué)實(shí)踐化改革道路，已成為我們必須要思考的問題。

2 教學(xué)中存在的問題

2.1 課時(shí)縮減，學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

近兩年來，由于二本和三本合并，增加了二本院校的數(shù)量，二本中大量增加了民辦院校和獨(dú)立學(xué)院，使得院校的招生規(guī)模逐年擴(kuò)大。挑戰(zhàn)也伴隨著機(jī)遇到來，比如生源質(zhì)量呈現(xiàn)下降的趨勢[1]。同時(shí)，為了給大四的學(xué)生富余更多的時(shí)間準(zhǔn)備考研和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，作為專業(yè)基礎(chǔ)課的工程力學(xué)需要面臨課時(shí)減少的問題。如何在課時(shí)量縮減和學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)較差的環(huán)境下，提升工程力學(xué)的授課質(zhì)量，是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

2.2 內(nèi)容復(fù)雜，不易理解

工程力學(xué)是由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)部分整合構(gòu)成，教材內(nèi)容較多，理論性強(qiáng)，空間思維強(qiáng)，內(nèi)容抽象，這就使很多學(xué)生從大一的基礎(chǔ)課過度到專業(yè)基礎(chǔ)課時(shí)難以適應(yīng)，學(xué)習(xí)方法轉(zhuǎn)換不過來，學(xué)習(xí)興趣不高，甚至有厭學(xué)的現(xiàn)象，并且教材中缺乏工程實(shí)例也增加了學(xué)習(xí)的難度，產(chǎn)生抵觸情緒。

2.3 教學(xué)效果差，學(xué)習(xí)自主性低

隨著院校擴(kuò)招，土木工程專業(yè)學(xué)生人數(shù)劇增，通常采用2班合上，有時(shí)候3班合上。因此造成以下一些問題：第一、作業(yè)的批改和答疑成了最大的問題;第二、學(xué)生人數(shù)偏多的致使課堂授課出現(xiàn)困難，如：板書時(shí)后面同學(xué)看不清;上課時(shí)后面的同學(xué)聽不清等。造成學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差、對(duì)學(xué)習(xí)該課程不夠重視，聽課效率低，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足，過分依賴教師課堂教學(xué)。

2.4 教學(xué)模式機(jī)械化，與實(shí)踐脫節(jié)

基于學(xué)科的理論性較強(qiáng)，教師在授課時(shí)容易形成“概念-證明-習(xí)題”的機(jī)械化教學(xué)模式，例如在講授三力匯交原理時(shí)，先闡述原理的內(nèi)容，再采用平行四邊形法則進(jìn)行證明，最后通過習(xí)題來鞏固知識(shí)點(diǎn)。這種授課方式較死板，很能使學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容產(chǎn)生興趣，只能被動(dòng)的接受，久而久之，學(xué)生產(chǎn)生厭倦該門課程的情緒，增大了學(xué)習(xí)的難度。另外，由于實(shí)驗(yàn)課程較少，缺乏對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，對(duì)力學(xué)定義的掌握僅僅停留在記憶的階段，無法真正的理解其在實(shí)踐中的作用。

3 工程力學(xué)教學(xué)改革探討

3.1 注重課程銜接，滲透專業(yè)課程

工程力學(xué)作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課，既有其理論嚴(yán)密、系統(tǒng)完整、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，又存在其作為土木工程相關(guān)專業(yè)課基礎(chǔ)的作用，因此與其他課程，如鋼結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計(jì)原理等專業(yè)課程密不可分[2]。從實(shí)際教學(xué)與調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，工程力學(xué)學(xué)習(xí)的好壞，直接影響專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果。為了能夠緊密的聯(lián)系專業(yè)課，可以將原來由理論力學(xué)和材料力學(xué)簡單組合轉(zhuǎn)化為力學(xué)與專業(yè)知識(shí)的組合，例如介紹力的分類時(shí)，可以將工程中恒載和活載的概念引入，使同學(xué)們對(duì)力的表現(xiàn)形式有明確的概念。除此之外，教師們需要根據(jù)實(shí)際工程對(duì)工程人員的要求，制定專業(yè)的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，將結(jié)構(gòu)和力學(xué)結(jié)合，形成課程內(nèi)容的內(nèi)在邏輯，豐富了教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也提高學(xué)生對(duì)工程的興趣，對(duì)今后學(xué)習(xí)專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。

3.2 簡化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)課堂討論

根據(jù)教學(xué)大綱，工程力學(xué)的課程內(nèi)容包括靜力學(xué)、桿件變形、應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)學(xué)共六個(gè)部分。但是由于工程力學(xué)課時(shí)的縮減，導(dǎo)致如何分配時(shí)間成了最大的難題，為此需要將教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行壓縮并轉(zhuǎn)變授課方式，首先需要合理的安排教學(xué)內(nèi)容，可適當(dāng)縮減內(nèi)容[3]。在靜力學(xué)部分引入力、力矩、力偶等基本概念之后就直接進(jìn)入任意力系的講解，省略特殊力系的內(nèi)容。材料力學(xué)中，由于桿件的變形這部分內(nèi)容比較簡單直觀，可以把這部分的教學(xué)轉(zhuǎn)變成課后討論的形式，讓學(xué)生觀察實(shí)際工程中梁、柱的變形形式來總結(jié)其變形特點(diǎn)，既縮短了教師的授課時(shí)間，也提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。適當(dāng)?shù)膶⒔虒W(xué)內(nèi)容整合，避免重復(fù)性的講解，例如將桿件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲的內(nèi)力分析和應(yīng)力狀態(tài)分析的共性問題集中研究，簡化推導(dǎo)的流程，強(qiáng)調(diào)對(duì)比，逐步提高學(xué)生們的力學(xué)分析能力。

3.3 多元考核方式，進(jìn)行全面評(píng)價(jià)

考試是檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要途徑之一?！肮こ塘W(xué)”當(dāng)前普遍采用的考核方式是閉卷考試，試卷一般來自標(biāo)準(zhǔn)化的考試題庫，其基本題型包括填空、選擇、判斷、作圖、計(jì)算等。閉卷考試對(duì)學(xué)生的理論水平和應(yīng)試能力均有較高的要求?！肮こ塘W(xué)”作為一門工程應(yīng)用型課程，其知識(shí)內(nèi)容直接或間接地涉及大量的工程實(shí)踐，一次期末考試往往不能客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與實(shí)踐應(yīng)用能力，為此可以通過對(duì)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，模型制作，期末考試等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按照一定的比例確定本門課程的最終成績;在期末考試方面，也可以采取一個(gè)考點(diǎn)兩道試題的出題方式，由考生自行判斷選做哪道;對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生，要求的側(cè)重點(diǎn)不同，因此各項(xiàng)考核的比例分配也可適當(dāng)調(diào)整。最大程度地做到考核方式的合理性。

3.4 加強(qiáng)雙師型教師的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合

目前許多院校的缺少一線工作經(jīng)驗(yàn)的教師，職業(yè)教育觀念理解欠缺，實(shí)踐水平低，無法有效的指導(dǎo)高校學(xué)生的實(shí)際操作，導(dǎo)致課堂教學(xué)呆板，照本宣科，不利于與學(xué)生互動(dòng)教學(xué)。“雙師型”教師是教育教學(xué)能力和工作經(jīng)驗(yàn)兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才，引入“雙師型”教師能把握本專業(yè)的理論準(zhǔn)確性和教育教學(xué)的普及性問題，有利于推動(dòng)素質(zhì)教育。不僅對(duì)知識(shí)更新、生產(chǎn)技術(shù)更新有促進(jìn)作用，還可以對(duì)學(xué)生的專業(yè)方向培養(yǎng)有精確作用（不至于脫離方向和實(shí)際），從而提高和改進(jìn)教師本身的教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展進(jìn)步，工程力學(xué)教學(xué)模式不可能一成不變。在考慮課程現(xiàn)代化的同時(shí)，不應(yīng)只束縛于原有的框架，應(yīng)契合科學(xué)技術(shù)時(shí)代的發(fā)展培養(yǎng)應(yīng)用型人才，來重新定位教學(xué)框，同時(shí)把工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)反映到課程內(nèi)容體系中去。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，工程力學(xué)課程應(yīng)當(dāng)也能著重介紹工程力學(xué)知識(shí)和力學(xué)思想，既能講述清楚基礎(chǔ)理論，又能突出重點(diǎn)，拿捏得當(dāng)。另外需要強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，引導(dǎo)學(xué)生建立良好的力學(xué)思維習(xí)慣，運(yùn)用知識(shí)探索和解決實(shí)際工程問題，從而培養(yǎng)更多的創(chuàng)新性應(yīng)用人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張雅嫻.工程力學(xué)課程改革淺析[J].科技視界，2012.

[2]張媛，孟春玲，張力.用現(xiàn)代教學(xué)理論指導(dǎo)材料力學(xué)教學(xué)改革[J].中國輕工教育，2006，11（1）：43-44.

[3]馬景槐.工程力學(xué)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，1（6）：75-80.

作者簡介：劉博（1990—），男，湖北襄陽人，助工，工作于桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院。

鮑雙蓮（1990—），女，內(nèi)蒙古通遼人，中學(xué)中級(jí) ，工作于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科左中旗寶龍山蒙古族中學(xué)。