《工程力學(xué)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐＊

姜韶華，王蘭紅，楊俊燕

（濰坊職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261031）

工程力學(xué)課程整合了理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門(mén)課的內(nèi)容。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能；具備運(yùn)用力學(xué)方法分析解決工程中遇到的簡(jiǎn)單力學(xué)問(wèn)題的能力；同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)，為今后從事生產(chǎn)第一線(xiàn)的技術(shù)和管理工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近幾年，隨著教學(xué)改革的深入，教學(xué)內(nèi)容不斷擴(kuò)充，而課堂教學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)減少。如何提高課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，確保高等技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是當(dāng)下專(zhuān)業(yè)素質(zhì)教育的主流。

1 改革教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)課程理論的應(yīng)用性和實(shí)踐性

遵循教高〔2006〕16號(hào)文件精神，以培養(yǎng)學(xué)生的能力素質(zhì)、工程力學(xué)基本素養(yǎng)和工程應(yīng)用為主線(xiàn)，著重基本概念和結(jié)論的應(yīng)用。在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造相關(guān)行業(yè)和畢業(yè)生就業(yè)崗位群分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)與企業(yè)技師、班組長(zhǎng)等基層部門(mén)的實(shí)踐專(zhuān)家進(jìn)行溝通交流，分析出就業(yè)崗位群的實(shí)際工作任務(wù)，找出職業(yè)的典型工作任務(wù)，然后根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教學(xué)條件，將教學(xué)內(nèi)容以真實(shí)的工作任務(wù)及其工作過(guò)程的系統(tǒng)化為依據(jù)進(jìn)行整合，設(shè)計(jì)出由具體到抽象、由局部到整體、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的基于工作過(guò)程的6個(gè)項(xiàng)目，如圖1所示。每個(gè)項(xiàng)目可以包含若干工作任務(wù)，每個(gè)任務(wù)又對(duì)應(yīng)著許多知識(shí)與技能。通過(guò)完成具體工作任務(wù)，訓(xùn)練學(xué)生的職業(yè)基礎(chǔ)能力、工作方法能力和社會(huì)綜合能力。

圖1 工程力學(xué)教學(xué)內(nèi)容

2 采用靈活多樣的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果

過(guò)去的工程力學(xué)教學(xué)，通常采用啟發(fā)引導(dǎo)、案例分析、模型演示、分組討論等教學(xué)方法。為進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，我們又引入了項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)、頭腦風(fēng)暴法教學(xué)及思維導(dǎo)圖法教學(xué)等，并取得了較好的教學(xué)效果。

2.1 項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)

以剛體的受力分析為例，主要教學(xué)過(guò)程如下：（1）教師通過(guò)任務(wù)單的形式讓學(xué)生明確本項(xiàng)目的主要任務(wù)，并以資訊單的形式提出一些與本項(xiàng)目有關(guān)的問(wèn)題，如力的分類(lèi)；什么是主動(dòng)力和約束力；約束力的類(lèi)型及約束反力的表示等，學(xué)生通過(guò)閱讀教材、參考書(shū)等掌握應(yīng)具備的知識(shí)和技能；（2）學(xué)生通過(guò)小組討論，制定工作計(jì)劃。在該階段，學(xué)生要考慮到繪制受力圖的步驟、力的矢量表示、平衡等問(wèn)題，根據(jù)討論結(jié)果，填寫(xiě)計(jì)劃單；（3）以小組形式展開(kāi)討論，分析設(shè)計(jì)方案，教師可參與其中，幫助其分析方案，然后由學(xué)生自己做出決策；（4）學(xué)生根據(jù)所制定的方案獨(dú)立完成工作任務(wù)；（5）以小組的形式展示所繪制的受力圖，然后由其它小組找出受力圖中存在的一些問(wèn)題，如力的方向是否正確、是否多畫(huà)或少畫(huà)了力、構(gòu)件是否平衡等。在該階段，學(xué)生不僅了解了自己繪圖過(guò)程中存在的問(wèn)題，知道了改進(jìn)的方法，還鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力；（6）教師根據(jù)學(xué)生的作品，結(jié)合前幾個(gè)階段的完成情況做一個(gè)客觀公正的評(píng)價(jià)，讓學(xué)生清楚在畫(huà)受力圖過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題以及在今后工作中應(yīng)注意的問(wèn)題。學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)到了探索知識(shí)的方法，讓枯燥的知識(shí)變成有趣的體驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣。

2.2 頭腦風(fēng)暴法教學(xué)

采用頭腦風(fēng)暴教學(xué)時(shí)，要求所有學(xué)生都積極參與到創(chuàng)造新思想的過(guò)程中。例如，在講到項(xiàng)目五中最后一個(gè)任務(wù)“如何提高彎曲梁的強(qiáng)度和剛度”時(shí)，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，可以采用頭腦風(fēng)暴教學(xué)法。整個(gè)教學(xué)過(guò)程按三個(gè)步驟實(shí)施：（1）起始階段。教師拿一根鋸條，提出要解決的問(wèn)題“把鋸條看做一根梁，如何提高其強(qiáng)度和剛度？”要求學(xué)生先進(jìn)行思考，可以在小組內(nèi)討論；（2）意見(jiàn)產(chǎn)生階段。鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生陳述自己的觀點(diǎn)和建議。這時(shí)，學(xué)生會(huì)說(shuō)出各種建議，如將鋸條的截面尺寸加大；將截面由平放改為豎放；把簡(jiǎn)支梁變?yōu)橥馍炝海辉诹旱闹c(diǎn)間加以支撐等等，甚至有的學(xué)生還提出將鋸條折斷。在回答問(wèn)題時(shí)學(xué)生不需要為自己的觀點(diǎn)陳述原因，其它學(xué)生也沒(méi)必要立刻對(duì)某一學(xué)生的觀點(diǎn)加以評(píng)價(jià)、進(jìn)行討論或是提出批評(píng)；（3）總結(jié)評(píng)價(jià)階段。師生共同總結(jié)、分析實(shí)施或采納每一條意見(jiàn)的可行性，并對(duì)其進(jìn)行歸納和總結(jié)。

實(shí)踐證明，頭腦風(fēng)暴教學(xué)是聚合思維訓(xùn)練的一種好方法，可以最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維。

2.3 思維導(dǎo)圖法教學(xué)

工程力學(xué)是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，教學(xué)中，教師習(xí)慣將所講的大問(wèn)題用一、二、三這樣直線(xiàn)的方式出現(xiàn)，某一問(wèn)題又可細(xì)分為1、2、3，這樣看上去比較清晰，實(shí)際上學(xué)生在聽(tīng)課或記筆記時(shí)，往往容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，并且重點(diǎn)不突出，從而不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶。思維導(dǎo)圖創(chuàng)造者巴贊說(shuō)：“傳統(tǒng)的記筆記方法是使用了大腦的一小部分（左腦），因?yàn)樗饕褂玫氖沁壿嫼椭本€(xiàn)型的模式。”思維導(dǎo)圖極大地激發(fā)我們的右腦，因?yàn)槲覀冊(cè)趧?chuàng)作導(dǎo)圖的時(shí)候還使用顏色、形狀和想象力。

鑒于此，我們將思維導(dǎo)圖教學(xué)法應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中。如在講授“力的基本知識(shí)”這部分內(nèi)容時(shí)，先選好中心議題“認(rèn)識(shí)力”，然后將力的定義、力的作用效應(yīng)、力的單位、力的三要素、力的矢量表示、力的性質(zhì)、力系及相關(guān)概念作為各個(gè)分支與中心議題聯(lián)系在一起，形成了一個(gè)放射狀的思維導(dǎo)圖。

思維導(dǎo)圖不僅適用于新知識(shí)的講授，還適用于知識(shí)的鞏固或?qū)W生的復(fù)習(xí)總結(jié)等。當(dāng)然，一堂好課往往是多種教學(xué)方法并用，并要根據(jù)授課內(nèi)容靈活變換教學(xué)方法，只有這樣才能取得好的教學(xué)效果。

3 進(jìn)行考試改革，多方位考核學(xué)生的知識(shí)和能力

考試不僅要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，更應(yīng)考核其綜合能力。近幾年，對(duì)工程力學(xué)的考核，采用了階段考核、過(guò)程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的形式。

3.1 過(guò)程考核

主要包括到課率、課堂表現(xiàn)及上課積極參與情況，占總成績(jī)的20%。過(guò)程考核主要是學(xué)生課堂上參與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的表現(xiàn)情況。另外，可以在學(xué)生中成立課外科研小組，鼓勵(lì)學(xué)生參與老師的科研活動(dòng)，通過(guò)解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體問(wèn)題，提高對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。教師可根據(jù)具體情況給出一定的分?jǐn)?shù)。

3.2 階段考核

包括每一項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的大作業(yè)完成情況及階段性測(cè)試，占總成績(jī)的40%。階段性測(cè)試，可采取開(kāi)卷考試的方式，允許學(xué)生帶自己的筆記本等學(xué)習(xí)資料進(jìn)入課堂，促使學(xué)生親自動(dòng)手歸納總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果。

3.3 結(jié)果考核

由學(xué)院組織，學(xué)生獨(dú)立完成的測(cè)試考核，占總成績(jī)的40%。考試形式采取閉卷考試的方式，不允許學(xué)生帶任何學(xué)習(xí)資料進(jìn)入考場(chǎng)，因此，能更真實(shí)地考核學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度。

4 改革實(shí)踐效果

在《工程力學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)整合教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法與手段、建立科學(xué)的考核機(jī)制，使這門(mén)課程脫離枯澀乏味的特點(diǎn)，克服了過(guò)去那種“學(xué)生覺(jué)得難學(xué)，老師覺(jué)得難教”的現(xiàn)象，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲望，提高了教學(xué)效果。同時(shí)，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的現(xiàn)代工程意識(shí)、工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。提高了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)，從而更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

［1］張曉琴，肖秋蓮.論高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的教學(xué)創(chuàng)新［J］.科技信息：學(xué)術(shù)版，2006，（4）：108－109.

［2］賈海梅.淺談《工程力學(xué)》課的教學(xué)［J］.科學(xué)之友，2008，（11）：127－128.

［3］張定華.工程力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［4］焦安紅.工程力學(xué)：項(xiàng)目教學(xué)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.