基于應用型人才培養理念的工程力學教學改革研究＊

邢國起，朱海霞

（濰坊學院，山東 濰坊 261061）

高等教育應用型人才培養的目標是培養面向生產、建設、管理、服務等第一線需要的實踐能力強的高技能人才，主要從事技術的應用和運作，需要具備一定的理論知識和較強的實踐能力，因此要以“應用”為主旨和特征構建課程及教學內容體系，注重培養學生綜合運用各種知識和技能解決現場實際問題的能力[1]。濰坊學院是一所二本院校，為促進學生就業，提高學生的實踐能力，學校提出了加強應用型人才培養的建設目標。本文針對當前《工程力學》課程教學中存在的問題，提出了以應用型人才為培養目標的《工程力學》課程教學改革，并且進行了教學實踐探索。

1 工程力學教學面臨的問題

2010年濰坊學院提出并制定了以應用型人才為培養目標的教學改革方案，為配合學校的教學改革，建筑工程學院構建了以《工程力學》等課程為專業平臺課程的體系。通過近兩年的課堂教學實踐，以《工程力學》等平臺課程的設置對提高學生應用基礎知識解決工程實際問題的能力提高較大。但是，在近兩年的教學中也發現了一些需要進一步改進的地方，下面以《工程力學》課程為例說明目前教學中急需需要提高的地方：一是教材內容需要進一步優化設計，目前授課過程中采用的教材不甚理想，教材中存在部分知識內容之間銜接不太好，對于學生理解一些問題存在障礙；二是《工程力學》教學改革后增加了部分力學實驗，實踐環節授課中發現部分實驗內容需要進一步優化，由于新技術新材料的出現，傳統的實驗方法需要進一步改進；三是由于課時的限制，力學前沿知識未能傳授于學生，而這部分內容對于提高學生學習力學知識的積極性很有幫助；四是課堂授課過程中，未能將工程實例穿插于各個章節中，使得所講授的知識脫離于實際工程，造成學生學習工程力學的興趣不高。

針對教學過程中發現的上述問題，我們對《工程力學》課程進行了進一步教學改革研究，本文即是本次教學改革的研究成果。實踐證明教學改革研究成果對于提高學生應用力學知識解決工程實例的能力有較大的促進作用，教學研究成果具有良好的推廣價值。

2 “應用型人才培養”理念下工程力學課程教學改革探索

2.1 優化教材內容

《工程力學》設置為專業基礎平臺課程后，針對三個專業（土木工程、工程管理及建筑學專業）的特點，我們精心選用了中國建筑工業出版社出版的《工程力學》（劉鳴、翟振東）作為教材。在使用該教材過程中，學生反映良好，但是同時也發現了該教材存在的一些問題，如教材中的例題引入工程實例不多，更多的是一些涉及機械知識的例子。再如，該教材涵蓋融合了一部分結構力學知識，而該部分知識內容上下連貫性不是很好，一定程度上影響學生對問題的理解。針對教學過程中發現的問題，我們及時向學生發出問卷調查，通過調查發現《工程力學》課程內容體系需要進一步優化設計。通過教改對工程力學教學大綱進行了調整，調整后的教學大綱內容上下連貫性較好，與此同時也對部分知識內容進行了調整，如對于材料力學部分的內容，打破傳統的按變形基本類型劃分章節體系的思想，將原來的教學內容（拉伸與壓縮、扭轉、剪切與擠壓、彎曲變形、壓桿穩定等五部分內容），調整為內力、應力、強度、剛度四個部分進行教學，將原來的教學內容貫穿于調整后的四部分內容中，從而加深學生對材料力學內容的理解及應用。在調整后的四部分內容教學中可將拉伸與壓縮、扭轉、剪切與擠壓、彎曲變形、組合變形等內容貫穿于每一章節中進行對比教學，培養學生熟練掌握用強度、剛度、穩定性校核公式解決各類不同問題的方法[2]。針對教材中例題與實際工程未能有效結合的現狀，通過網絡或其他力學書籍中精心選取了一些習題，選取的習題都與實際工程緊密結合，近兩年來課堂上的應用證明這些習題具有事半功倍的作用，能夠極大的提高學生的學習積極性與興趣。

2.2 教學方式改革

2.2.1 啟發式教學的應用

為提高學生的課堂學習參與度，我們在課程的教學改革中大膽引入了啟發式教學方式。傳統的教學方式存在的主要缺點是課堂上教師滿堂灌，學生參與程度不高，因此學生的學習積極性也就不高，甚至出現部分學生上課睡覺或逃課現象，不利于提高學生的學習興趣。

啟發式教學不僅能調動學生的學習積極性，對學生的智力發展和能力提高都會起很大的作用[3]。我們在課堂教學中引入啟發式教學后，發現學生整體的課堂學習積極性及掌握課堂知識的程度都有了大幅度提高，充分說明了啟發式教學所發揮的作用。下面簡單介紹一下課堂教學中所采用的一些啟發式教學例子。講授梁純彎曲橫截面上的正應力分布規律時，首先通過多媒體課件演示梁受力后的純彎曲形狀，然后在課堂上向學生提出梁橫截面上的正應力是否均勻分布，學生通過觀察剛才的多媒體課件演示內容后，會思考得出橫截面上正應力分布不均勻，然后通過多媒體課件給學生展示幾種正應力的分布形式，進一步讓學生思考梁在純彎曲狀態時會是何種正應力分布形式。通過在課堂中采用啟發式教學，也發現作為教師亟需提高的地方，例如需要熟練掌握多媒體課件中media音像、flash動畫等方面的制作能力。對比法也是啟發式教學的一種，課堂教學中也大量采用了該方法，同樣起到了良好的教學效果。

2.2.2 趣味性教學的應用

有人曾經說過興趣是最好的老師，如果將生活中與力學有關的知識以及工程中與力學有關的知識穿插于課堂教學中所起到的教學效果也是事半功倍的，同樣會激起學生強烈的學習欲望。下面舉一下課堂教學中我們引入的趣味教學法。例如講授彎曲理論時，通過引入常見的竹子為例，說明竹子“腹中空”使得竹子風吹雨打不彎腰，再一次印證了無論是強度還是剛度，空心圓截面梁抗彎曲的能力要比實心圓截面梁強得多。通過趣味性教學，運用力學的觀點去解釋植物生態美的問題，可使得課堂教學饒有興味。

在教學過程中我們將微博、網站技術等運用于教學中，通過微博、網站回答學生提出的問題及發布各種學習信息等，上述教學方式的應用使得教師與學生之間的距離進一步拉近，對于提高學生的學習積極性有很大的幫助。

2.2.3 開展力學前沿知識講座

由于課時的限制，力學前沿知識內容不能通過課堂進行講授。為了培養學生學習力學知識的興趣，由二級學院向學校申請開展了力學前沿知識講座（共舉辦了3期），二級學院對參與講座的教師給予一定的學時補貼，上述措施激發了教師的授課積極性。申請開展力學前沿知識講座后，授課教師可在全校范圍內進行公開授課，這樣不但本系的學生能夠了解較多的力學前沿知識，其他院系愛好力學的學生也可以通過講座內容來拓寬視野，該方式有效解決了課程學時不足帶來的一些問題。

2.2.4 《工程力學》課程網站的應用

本次教學改革中我們向學校教務處申請建立了《工程力學》課程網站。通過網站可將課后作業內容及每次課后需要解決的問題等內容通過網站的形式發布，學生利用課余時間解答布置的作業內容并提交至網站，教師課后進行網上批改作業。通過近兩年來的網站運行，發現網站的建立能夠有效提高教師對平時作業的處理能力。網站教學方式的應用，極大的提高了學生學習積極性，教師與學生之間的互動得到了加強，受到了學生的歡迎。

2.2.5 結合教學內容參觀實際工程

為了使得學生了解力學知識在工程建設中的應用，教學改革中調整了認識實習環節的時間，將認識實習融合貫穿于整個工程力學教學過程中。例如在講授應力集中現象時，我們帶領學生到附近的鋼結構工地進行參觀，結合工程實際現場給學生講授了工字形鋼腹板附近的應力集中現象，現場教學開闊了學生的視野，使得學生學到了課本上學不到的知識。學期末的工程力學考試結束后，發現學生的卷面成績有了較大的提高，實踐證明我們的教學改革內容是成功的，具有推廣應用價值。

2.3 實驗教學方式改革

實驗教學的目的是培養學生的動手分析能力。針對工程力學實驗室中部分實驗設備未能達到教學要求及力學實驗課時少的現狀，我們采取了如下的教學方式提高實驗教學的效果。針對拉伸、壓縮、扭轉、梁彎曲及材料彈性參數等試驗通過制作或下載相關的軟件或多媒體課件模擬有關實驗過程，可讓學生了解相關實驗的程序以及實驗過程中需要注意的問題，學生可利用課余時間采用預約的方式到實驗室熟悉了解儀器設備及實驗程序，然后再正式上機操作，這樣既可緩解設備不足的矛盾，也可減少試驗材料的不必要消耗。由于實驗教學環節中采用了軟件教學或多媒體教學等方式，實驗教學效果得到了提高。

3 結束語

《工程力學》課程教學改革研究中引入了啟發式教學、趣味性教學等方式，結合《工程力學》課程網站的建立改革了作業布置及作業批改方式，有效的提高了學生的學習積極性。日常教學過程中，引入大量的工程實例及結合教學內容改革了認識實習的方式，實踐證明教學改革的成果具有一定的推廣應用價值。針對學校的實際情況，改革工程力學實驗教學的方式方法，結合多媒體或相關的軟件等有效的提高了實驗環節的教學效果。

[1]李永蒼.應用型本科院校教育人才的培養模式[C]／／福建教育學院.全國應用型本科教育研討會論文集.2004：8-15.

[2]李艷芳，蔡久評，潘伊暉，等.高職高專《工程力學》教學改革的嘗試與總體思路[J].職教論壇，2011，（3）：69-72.

[3]鐘云晴.工程力學教學改革的嘗試與體會[J].高教研究，1995，33（2）：40-41