工程力學(xué)教學(xué)改革

段曉敏

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?介紹工程力學(xué)課程的改革，從教學(xué)內(nèi)容的選取到教學(xué)過(guò)程的實(shí)施及考核方式的變化，真實(shí)地再現(xiàn)了線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)方式，再現(xiàn)了工學(xué)結(jié)合、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)導(dǎo)向、雙線并行的項(xiàng)目化、模塊化教學(xué)方法。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?線上線下相結(jié)合;任務(wù)驅(qū)動(dòng);項(xiàng)目導(dǎo)向;雙線并行

[中圖分類號(hào)] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)] ?2096-0603（2021）41-0186-02

一、概述

工程力學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的學(xué)科，在以往的授課過(guò)程中，都是先把公理、定理等基本知識(shí)講完再做練習(xí)。學(xué)生反饋該課程很枯燥，課程內(nèi)容不易理解，考試通過(guò)率不高。如何提高學(xué)生對(duì)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更容易理解這門學(xué)科，是工程力學(xué)的教師一直以來(lái)的努力目標(biāo)和方向。通過(guò)幾年的摸索，終于探討出一套“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、雙線并行、模塊化教學(xué)”的線上線下相互配合的教學(xué)方法，大大改善了“力學(xué)不易學(xué)，學(xué)生不感興趣”的狀況。

（一）以機(jī)電專業(yè)群的主要崗位為出發(fā)點(diǎn)選取教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)對(duì)機(jī)電專業(yè)群服務(wù)的行業(yè)及企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，對(duì)畢業(yè)生進(jìn)行追蹤，了解到智能制造專業(yè)技術(shù)崗位對(duì)工程力學(xué)的要求，確定這些崗位所需要的工作任務(wù)，如桿梁類受力分析、拉壓桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)及彎曲梁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)等。本課程以這些典型工作任務(wù)為依據(jù)選取教學(xué)內(nèi)容。如，機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)崗位需要機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)和制圖相關(guān)知識(shí);機(jī)械零部件的加工制造需要機(jī)械制圖、工程力學(xué)和數(shù)控加工等相關(guān)知識(shí)。

（二）樹立以職業(yè)能力培養(yǎng)為主的教學(xué)目標(biāo)

打破傳統(tǒng)的只傳授知識(shí)的教學(xué)模式，樹立培養(yǎng)能力為主的教學(xué)目標(biāo)。把舊的學(xué)科型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌摹盎陧?xiàng)目，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式。即通過(guò)優(yōu)化組合合理設(shè)置一些項(xiàng)目，將完成項(xiàng)目的工作過(guò)程細(xì)分為一個(gè)個(gè)任務(wù)，以完成各個(gè)任務(wù)為線索，在每個(gè)任務(wù)中包含具體的教學(xué)內(nèi)容。讓學(xué)生在完成該具體項(xiàng)目的過(guò)程中學(xué)會(huì)自己使用工具查閱資訊，通過(guò)小組討論制定合理的工作計(jì)劃，最終通過(guò)相互合作完成對(duì)應(yīng)工作任務(wù)，并構(gòu)建相關(guān)的理論知識(shí)，掌握一定的專業(yè)能力，提升其一定的社會(huì)能力和方法能力。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

在教學(xué)過(guò)程中，雙線并行，模塊化教學(xué)。在每個(gè)模塊中，教師帶領(lǐng)學(xué)生共同完成一個(gè)項(xiàng)目，同時(shí)引入新的項(xiàng)目。新項(xiàng)目不做講授，只略微分析。學(xué)生分組，自主完成新項(xiàng)目。

項(xiàng)目以桿梁類、輪軸類加以區(qū)分;工作任務(wù)選擇經(jīng)典機(jī)械設(shè)計(jì)案例，并融合實(shí)際加工對(duì)知識(shí)、技能及職業(yè)素養(yǎng)的要求，以達(dá)到培養(yǎng)解決構(gòu)件載荷問(wèn)題的基本能力，具備初步的查閱運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)資料能力，能解決實(shí)際生活中真實(shí)的結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題。（見(jiàn)表1）

三、教學(xué)實(shí)施過(guò)程

整個(gè)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中我們主要采用線上線下的混合式教學(xué)，六步法的引導(dǎo)式教學(xué)，并穿插使用項(xiàng)目教學(xué)法，雙線并行，使學(xué)生真正參與課堂，從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極學(xué)習(xí)。

課前：教師在學(xué)習(xí)通上發(fā)布知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生提前預(yù)習(xí)課程相關(guān)內(nèi)容。教師進(jìn)行線上測(cè)試并根據(jù)結(jié)果調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容。

課中：課堂教學(xué)如圖1所示，以項(xiàng)目一桿梁類構(gòu)件的設(shè)計(jì)教學(xué)為例，首先介紹“教學(xué)示范項(xiàng)目”——?dú)鈩?dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作，引起學(xué)生的興趣和愛(ài)好，使之能提前預(yù)習(xí)，并在課堂上積極反饋參與討論。緊跟著引入知識(shí)點(diǎn)1——受力分析，進(jìn)入模塊一的教學(xué)。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中隨時(shí)與項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)，使學(xué)生明白完成這些知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)都是為了將來(lái)能設(shè)計(jì)與制作氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。在課堂上，教師帶著學(xué)生對(duì)氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，這樣核心知識(shí)點(diǎn)“受力分析”就在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中愉快地講完了，學(xué)生也不覺(jué)得枯燥，很容易就學(xué)會(huì)并能準(zhǔn)確使用，接著課下就能自己完成新項(xiàng)目“凸輪剪切機(jī)構(gòu)”的受力分析圖。達(dá)到這一步后，發(fā)現(xiàn)我們已經(jīng)用完剛剛學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)，而學(xué)生此時(shí)正在興奮期，還在為自己的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思考，因此非常主動(dòng)地進(jìn)入了下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

帶著主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，我們一起進(jìn)入模塊二的教學(xué)。引入新的知識(shí)點(diǎn)2——靜平衡原理。應(yīng)用靜平衡原理，進(jìn)行該機(jī)構(gòu)各參數(shù)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)各桿件的長(zhǎng)度和直徑。課下也同步完成“凸輪剪切機(jī)構(gòu)”的尺寸設(shè)計(jì)。

此時(shí)，我們可簡(jiǎn)單制作實(shí)物，因?yàn)樵擁?xiàng)目初步尺寸已設(shè)計(jì)出，然而實(shí)物制作完成后發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，并出現(xiàn)了不動(dòng)、斷裂等各種失效形式。究其原因，引入新的知識(shí)點(diǎn)3和4——桿梁類構(gòu)件承載能力的分析與計(jì)算，進(jìn)行模塊三和模塊四的教學(xué)。通過(guò)桿梁類構(gòu)件承載能力的分析，最終帶領(lǐng)學(xué)生完成氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和校核。課下學(xué)生也確定和校核了自己的 “凸輪剪切機(jī)構(gòu)”的各尺寸。

課后：學(xué)生完成自己的拓展項(xiàng)目，并加工制作各自的項(xiàng)目模型，經(jīng)過(guò)自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)價(jià)對(duì)該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)進(jìn)行線上線下多方式答疑。

四、考核方式的改革

工程力學(xué)的課程考核堅(jiān)持能力考核優(yōu)先，采用全程化、開放式考核方式，采取過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合、教師評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)及互評(píng)相結(jié)合的方式。既考核評(píng)價(jià)職業(yè)能力，又考核評(píng)價(jià)職業(yè)素質(zhì)。其中職業(yè)素養(yǎng)考核占15分，項(xiàng)目考核占45分，技能考核占40分。

五、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的工程力學(xué)課程設(shè)置都偏理論，少實(shí)際項(xiàng)目，教學(xué)方法多為“填鴨式”教學(xué)。學(xué)生覺(jué)得枯燥，學(xué)習(xí)興趣很低，學(xué)習(xí)難度較大，導(dǎo)致該課程不易理解，通過(guò)率不高。我們通過(guò)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、雙線并行、模塊化教學(xué)”改革這門課，從課程設(shè)置到教學(xué)過(guò)程，從教師到學(xué)生，從企業(yè)到課堂，大大改善“力學(xué)不易學(xué)，學(xué)生不感興趣”的狀況。同時(shí)，學(xué)生課下完成另外一套“學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目”，雙線并行，使學(xué)生能進(jìn)一步梳理新學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，加深理解，掌握知識(shí)。

線上線下的混合式教學(xué)，六步法的引導(dǎo)式教學(xué)，使學(xué)生真正參與課堂，從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極學(xué)習(xí)。最明顯的成效就是學(xué)生從不做作業(yè)、抄作業(yè)到現(xiàn)在的主動(dòng)完成項(xiàng)目作業(yè)，最后積極協(xié)作，完成模型的制作。

◎編輯 馬燕萍