高職采礦專業《工程力學》課程的教學探究

曹 祺

（淮南職業技術學院, 安徽 淮南 232001）

高職采礦專業《工程力學》課程的教學探究

曹 祺

（淮南職業技術學院, 安徽 淮南 232001）

論述了高職高專采礦專業工程力學教學存在的問題;由于工程力學既是一門基礎科學,又是一門專業科學,所以在教學中要體現出專業特色,結合采礦專業知識教學;另一方面,要采用應用于高職高專院校的教學方法,以達到較好的教學目的。

工程力學; 高職; 采礦專業

DO I:10.3969/j.issn.1671-4733.2011.03.019

工程力學是一門介于基礎課和專業課之間具有二重性的課程,全國各個理工科院校相當多的專業都開設這一門課程,并且不同專業對力學知識要求的深淺不一。早在2001年,教育部工程力學專業教學指導委員編著了一本有關力學與眾多工程技術的書籍,書中簡述了力學在土木工程、機械工程、航空航天工程、水利工程、能源工程、生物醫學工程等眾多工程技術領域中的應用,所以任何工程力學的教學都不能脫離專業特征獨立存在,采礦專業的力學教學應基于采礦工程背景,顯示專業特色。

一 高職院校《工程力學》教學存在的問題

1 學時少,教學體系完整但沒有適應專業特點

首先,面對高職教育的培養目標,各高職專科院校紛紛在教學計劃中不斷削減工程力學課程的課時,工程力學課程的課時削減而內容不減帶來的后果就是教師在大綱的要求下,很難將過多的教學內容安排得當,為了完成教學任務,教師在教學實施中,只能采用“填鴨”式的教學方法,這種教育方法顯然增加了學生接受和消化所學知識的難度,很多學生感覺在聽天書,同時教師為完成教學任務,一味趕進度,忽視了教學手段的應用,限制了學生獨立分析和思考問題的空間;其次,各理工科院校里很多專業都開設有工程力學學科,但各個專業卻沒有針對自身專業的特色合理安排大綱,并在保證工程力學體系、結構不受破壞的前提下,對原有的內容進行合理的增減,突出專業特點。

2 工程力學課程重理論輕實踐,與專業知識脫鉤

無論從理論與實踐的關系,還是從力學本身的認識和發展規律來看,力學既源于工程,又服務于工程,并在工程應用中得到發展。工程實踐是檢驗力學理論正確與否的最終標準。因此工程力學的教學中要結合工程實例來授課,而從目前的教材來說,設計的例題和習題題型過于單一和模式化,并且都是已經簡化好的力學模型,沒有來源于本專業的案例和習題,對學生畢業后在工作中知識應用效果較差。

3 學生基礎薄弱,邏輯演繹能力缺乏

高職專科的學生都是通過國家統一考試直接由高中進入專科院校學習的,故他們對工程實際中的力學問題沒有絲毫感性認識,而工程力學教學中恰恰有許多工程實例,這些例子對學生來說,存在著一定的理解難度,而傳統教學方法又不重視這些實例的講解和分析。這些無疑阻礙了學生對力學解決實際問題的理解。尤其是將工程問題轉化為適當的力學模型時,更難取得良好的教學效果。

二 教學方法改革策略

1 教學緊扣煤炭專業特色

工程力程作為專業基礎課,不同專業對力學的要求不同,如機械專業、煤炭專業,所以要考慮專業特點及后續課程需要,加以對教學的結構和內容進行合理安排,對書本上的原有大綱內容進行合理的增減。對于采礦專業盡量采用源于本專業的案例和習題,使學生和今后的“職業”提前掛鉤,使學生明確學習力學課程的目的,增加學生的知識面、開闊學生視野,為學生畢業后將力學知識應用到工作中打下良好的基礎。如在講解應力集中知識點時,可以以礦山支承壓力為例,重點介紹支承壓力形成的原因,本質上是應力集中現象,再引申出采煤工作面周圍支承壓力分布,加深學生對知識點的印象;在選擇力學模型簡化時,可以選取綜采工作面支撐掩護式液壓支架進行力學簡化,建立力學模型,然后引導學生計算指定位置的受力情況,進而使力學知識和專業知識揉成一體,反映出力學的專業特色。

2 加強煤炭類“雙師型”教師隊伍的建設

力學的二重性,即兼有基礎學科和專業學科的雙重屬性,目前已得到廣泛的認可,這使廣大力學教育工作者既感到自豪又感到身上所肩負的重任,因為力學工作者不僅要具備嚴謹的理論基礎,而且要有深厚的專業功底,時刻面對復雜的工程實際問題。同其他學科相比,力學學科表現出了從基礎到應用的極大跨度的學科特征,這也要求力學教育工作者需具備教師和工程師的雙重身份。所以采礦專業的力學課程老師,一定要具有豐富的煤炭專業知識儲備和井下實踐背景,這樣才能把學生從力學理論知識的小圈子中帶出來,拓展思維,培養學生的專業素養,指導學生更好的學習后續專業課程。組織教師定期深入到各大型礦區,了解生產一線的工程實際,組織教師工人師傅進行座談,掌握第一手生產工程資料,再整理成案例應用到教學中;教師積極參加各類煤礦論壇和學術交流會,提高自己的業務能力,加強各校同行間的交流;鼓勵老師積極參與實際工程項目,考取注冊資格證書,如一、二級注冊建筑師,注冊建造師等,向工程師系列發展,建設雙師型教師隊伍,從而滿足采礦專業人才培養的需要。

3 教學“牽手”現場,培養學生興趣

一般的教學體系包括理論教學、實驗教學和實踐教學三個方面,通常大多數院校重視理論教學和實驗室的建設,而忽視了實踐教學,這些都不利于學生解決實際問題能力和創新能力的培養。因此學院立足于學生基礎能力和專業特色,大力開展實踐教學,每年新生開學的第一學期都會開安排一周的煤礦認識實習,學生深入到各大礦區,以講座,座談和參觀的形式提高學生對專業的認識,培養學生的興趣,其中涉及到的力學知識,老師一旁引導,現場講解教學。如在各礦工業廣場的綜機車間,有不同的液壓支架,引導學生分析各種支架的受力形式,約束形式以及可能的破壞形式,并用現場損壞后的支架對分析的結果加以驗證;同時,車間里還有綜掘機,采煤機等設備,滾筒上截齒都有一定的方向,可引導學生建立力學模型,查詢制作截齒材料的基本物理力學參數,分析受力,優化設計,討論截齒方向的合理性。這種不依賴學校,不依賴教室,不依賴書本的教學方式,緩解了傳統重理論輕實踐的教學矛盾,拓寬了學生工程知識面,增強了學生的適應性,解決了力學教學模式單一不足的缺點,訓練了學生解決工程實際問題的能力。

4 采用適合高職學生的教學方法

使用學生的語言,而不是照本宣科。由于力學學科的系統性和嚴密性,老師難免在教學時只注重公式的推導和理論的證明,而忽視了教學方法的應用,忽視學生的接受程度,使得方法重于灌輸,教學手段落后。而要想課堂教學能吸引學生,除了教學內容的精度和內容的深度不能或缺之外,關鍵還要接觸學生,掌握學生的層次和需求,積累大量與學生密切相關的問題,所提出的問題能觸動學生,從而調動學生自主學習的積極性。清華大學范欽珊教授說過,教師講課要想吸引學生就不能念講稿,不能照本宣科或“照幕宣科”,而應當“講”、“侃”結合。一方面用自己的語言、自己的體會“講”課程的內容;另一方面是結合講課的內容來“侃”。“侃”不是“侃大山”,而是書本上沒有的內容,但又是與課程教學內容有關的內容,諸如,自己的研究成果與科研經歷、歷史和現實的工程實例、知識形成的過程、科學家的故事等。這樣調動了學生的積極性,活躍了課堂氣氛,而且使用學生的語言,將學生的注意力集中到自己這來,隨老師的思維而動,加深學生對課程的印象。

啟發式教學,引導學生思維。一提到啟發思維,更多老師想到的是提問,而實際情況往往是老師在課堂上提出簡單的設問,自問自答,啟而不發。所以老師在啟發學生思維時,不能用乏味的概念,而應用活生生的實例,要重點突出分析思路和分析方法,給學生充分的思維空間,引導學生思維,用書本上闡述的知識實現知識的再認識再創造,只有這樣,學生自己琢磨出來的知識才是真正屬于自己。

設計既帶有學習性質的又有研究性質的問題集。在力學教材中,課后習題的設計往往過于單一和模式化,大多是已經簡化好的力學模型,并且素材早已過時,造成實際對象與力學模型之間的脫節,新概念,新知識和新理念沒有得到很好的反映,要解決這類問題,不能僅依靠教材,應利用網絡教育平臺,建立本校的教學資源庫,不斷補充更新,實現各類教學資源的共享,滿足對新知識新技術教學的應用。

5 合理使用多媒體教學和計算軟件

隨著現代教學的發展,多媒體教學被越來越多的高校所應用,45分鐘的多媒體教學替代了100分鐘的粉筆加黑板。它的多樣性、互動性和高效性被廣大師生所認可,然而工程力學教學不能一味的依賴多媒體課件,這是力學這門課的性質所決定的,由于力學課程存在大量公式和理論的推導演化過程,過分依賴多媒體教學并不能取得很好的教學效果,應將傳統板書教學和多媒教學有機的結合在一起。因為,傳統的板書教學能將學生的注意力集中起來,學生的思維會隨著教師的書寫而流動,將思維集中在粉筆這個“點”上,這在推導公式和講解例題時尤為重要。而對復雜受力和圖形描述時,多媒體的優勢就體現出來,它將很多抽象問題以形象、具體和直觀的形式表現出來,使得教學內容豐富,學生容易理解,也大大節約了教學時間。但多媒體教學有其弊端,容易使學生的注意力分散,學生的思維是隨著一張張幻燈片而動,學生的思維集中在屏幕這個“面”上,當幻燈片轉換快內容多時,學生把握不住重點在何處。所以力學教學應將多媒體教學和傳統板書有機結合起來,才能取得較好的教學效果。另一方面,計算機技術的大力發展,可以將計算機軟件分析應用到力學課程的學習中,目前三大力學的國家級精品課程建設中都相繼開發了各自課程的“求解器”軟件,對于高職院校學生,更多是培養動手能力,分析問題解決問題的能力,所以老師應盡可能的引導學生在掌握必要解題知識的情況下,多運用這類軟件,將學生從繁瑣、重復和機械性的數學計算中脫離出來,實踐證明將這類軟件應用于課程教學是可行且必要的。

綜上所述,本課程的教學改革應結合實踐,聯系學校實際情況,不斷摸索,力求將煤炭類專業知識和工程力學知識緊密的結合,在掌握基礎知識的同時,更好的為專業服務,為職業服務,力求探索出適合高職院校學生學習,又能反映出專業特色的力學教學方法。

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G642.0

A

1671-4733（2011）03-0057-03

2011-06-05

淮南職業技術學院教科研項目（項目編號:HJX09-7）

曹祺（1981-）,男,安徽淮南人,講師,碩士,從事力學、采礦工藝和爆破的教研工作,電話:0554-6656921。