面向工程應用型人才培養的工程力學教材建設

摘要工程力學主要研究物體機械運動和構件彈性變形的一般規律。它不僅是工科專業重要的技術基礎課，而且是能夠直接用于工程實際的技術學科。本文著眼于地方工科院校，闡述了編寫工程力學簡明教材的必要性，并就簡明教材編寫和課堂教學探討了一些具體的做法。

關鍵詞工程力學；教材編寫；課程教學

中圖分類號：O31

1工程力學課程概況

工程力學是面向工程實踐的需要，為研究、解決工程中的力學問題而提供理論依據和計算方法的學科[1]。它主要研究物體機械運動和構件彈性變形的一般規律。工程力學不僅是工科院校絕大多數專業開設的一門專業基礎課，而且是能夠直接用于工程實際的技術學科，因此具有十分重要的地位。通過工程力學課程的學習，使學生對剛體機械運動一般規律和桿件的強度、剛度及穩定性等問題有明確的基本概念，并掌握其基本理論和基本方法，具有獨立分析有關工程力學問題的能力，并為后繼專業課程學習以及從事工程技術工作打下堅實的力學基礎。

2工程力學簡明教材的建設

2.1工程力學簡明教材編寫的背景

現有工程力學教材大多都是部屬院校編寫，概念較為理論且抽象，難以適應當前高等教育大眾化的需求。同時現有教材，內容往往偏多，不太適合當前國內很多工科高校非力學專業所開設的“中少學時”工程力學課程使用。而且隨著我國高等教育專業調整和課程體系改革的不斷進行，工程力學課程的學時越來越少也成為不爭的事實。為適應我校的發展需求，在很多工科相關專業設置了少學時（96學時）的工程力學。要求工程力學的課程教學精簡，通俗易懂，且偏重于工程。而目前，相對我校工程力學課程而言，現有多數工程力學教材內容較多、習題較難、學生學習起來有一定難度，工程力學的教學體系依然承襲原有的多學時理論力學和材料力學的體系方法，只是學時有所減少，內容有所刪減，無論是教材、課件、教學

方案及課程的網絡建設等對少學時的工程力學來說，都略顯體系繁冗，不能完全滿足我校多專業多層次的教學要求。因而，面向非重點工科院校的非力學專業學生，整個工程力學課程體系應力求創新和簡化，由淺入深，通俗易懂，偏重工程，以適應當前大學教學改革以及高等教育大眾化的需要。

2.2工程力學簡明教材編寫的思路

在上述背景下，編寫適合我校相關專業學生特點的教材，因材施教，因地制宜，適應當前教學改革的形勢和需求是必須的。因此，依據教育部非力學專業力學基礎課程教學指導分委員會最新制定的“理工科非力學專業基礎力學課程教學基本要求”，參考相關兄弟院校的教學基本要求及教學大綱，以我校“工程力學”教學基本要求及教學大綱為基準，擬編寫適合普通工科院校非力學專業的《簡明工程力學》，突出工程力學的應用之地，以培養工程應用型人才。

我校工程力學課程為機械工程學院、城市軌道交通學院、航空運輸學院、飛行學院、材料工程學院、汽車工程學院、管理學院（工程管理專業）等專業的學科基礎必修課。由于學生專業分布廣，人數多，學習的內容側重點和要求掌握的程度各不相同。以航空器械維修、交通工程和汽車服務工程等專業為例，除了要求學生掌握基本力學知識外，如果簡明教材或授課采用的工程實例和習題能夠和航空航天工程、重大土木工程和汽車工業相結合就能達到更好的教學效果。一方面，學生可以了解到工程力學實際上有著廣泛而又深入的工程應用背景，另一方面，也能夠激發學生的學習熱情、提高學習興趣，并能順利過渡到后續專業課程的學習。

筆者近年主要承擔工程力學課程教學工作，清晰地了解不同專業學生的學習狀況和興趣需求。在平時備課中，我們也注意收集許多富有專業實踐性或趣味性的生活和工程實例[2-5]，并適當補充到教學當中。這些為編寫該簡明教材累積了不少素材。編寫針對我校特色的工程力學教材，不僅能實現因材施教，對于培養我校學生分析和解決實際問題的能力也有積極的意義。

2.3工程力學簡明教材的特點

以力學的基本概念和原理為主線，優化課程體系，重組教學內容并突出重點，加強前后呼應，實現教學內容的融會貫通，以便于學生建立起對力學學科的整體認識[6]。更多地采用從一般到特殊的內容體系，以便于全面、準確地闡述基本概念和基本定理，使學生牢固掌握工程力學的基本理論。立足于“少學時”，理論闡述力求簡明，文字簡潔，講授最基本的知識與方法，刪除一些偏深和偏難的內容，舍棄某些專題的討論，加強學生工程觀念的培養和突出力學在工程實踐中的應用，編入一些密切結合工程實際的例題與習題，以供教師選用和學生練習之用。通過對工程實例的簡化和分析，培養學生建立力學模型和解決實際問題的能力。

3工程力學課程教學的思考及舉措

與簡明教材相配套，不言而喻，其課程教學亦具有舉足輕重的地位和作用。工程力學內容相對較多，且較為枯燥，而學時又偏少，因此如何在有限學時內讓學生掌握其精華的確不是一件容易的事情。鑒于此，筆者積極思索和調研，采用了一條主線貫穿其中的教學方法，即以解析方法為主線，串連靜力學、運動學、動力學與材料力學四大篇章的內容。三年多的教學實踐下來，學生評教反饋較好，即能夠較快地掌握解析方法及其思路，從而應用于求解靜力學、運動學和動力學及材料力學問題。工程力學課程有很強的工程背景，在教學過程中利用多媒體技術，將一些工程實例通過屏幕生動地展現在學生面前，可幫助學生培養將研究對象抽象為理想化力學模型的能力[1]；同時授課過程中盡量補充教師本人及他人與工程力學相關的最新科研工作和成果，以引導學生了解力學學科前沿，提高學生的感性認識和學習興趣。積極采用“啟發式”、“研討式”[7]等生動活潑的教學方法，改革“灌輸式”教學方法，變“以教師為主體”為“以學生為主體，以教師為主導”[8]，激發學生靈感，充分調動學生的主動性和積極性，給學生思考和發揮創造性的空間，倡導師生互動，及時了解學生的反映，課堂教學效果良好。另外，努力貫徹因材施教的思想，重視學生的個性發展，鼓勵和積極組織學生參加各種課外科技創新活動，如全國周培源大學生力學競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽及大學生創新活動計劃等。

4結語

對于地方工科院校非力學專業，編寫面向工程應用型人才培養的工程力學簡明教材是當前高等教育大勢所趨。筆者正在編寫的《簡明工程力學》即是在此方面的一次嘗試，其力求概念由淺入深，突出重點內容，表達通俗，闡述簡明，并盡量結合工程實例，可作為地方工科院校“少學時”工程力學課程的教材。與教材建設相適應，其課程教學自然具有重要的地位。通過工程力學課程的學習，可以培養學生豐富的想象能力、科學的思維能力，并為后續專業課程的學習和解決工程實際問題提供基本理論和方法。

參考文獻

曹麗杰，劉立厚，潘穎，李培超，劉小妹，范志毅.《工程力學》教學方法探討.教育發展研究，2010，10（專刊）：56-57.

徐敏.理論力學趣味性教學淺析.力學與實踐，2000，22（3）：62-65.

李穎，馮立富，郭書祥.《材料力學》教學中的一些生活和工程實例.力學與實踐，2005，27（4）：79-80.

劉巍.關于工程力學課程教材建設的若干思考.力學與實踐，2010，32（5）：96-97.

岳桂杰；魏偉；谷莉；徐宏彤.工程力學教學中的一些生活和工程實例.力學與實踐，2012，34（2）：83-84.

梅鳳翔，周際平，水小平，韓斌，劉海燕.“工程力學”課程體系和教學內容的改革與實踐.北京教育（高教版），2005，11：39-40.

陶偉忠.工程力學課程教學改革的實踐與認識.高等建筑教育，2001，38（1）：37-38.

趙玉成，喻梅.工程力學課程內容體系及教學改革研究.力學與實踐，2009，31（5）：69-71，60.