項目化教學法在工程力學課程中的應用與研究

楊月華　徐宗剛

摘要：文章依托工程力學課程的知識體系及教學內容，主要講述基于工作過程的教學方法在平常教學過程中的應用。教學過程中以典型實例為平臺，結合學生具體學習實情，采用項目化教學方法，從企業案例中選取適合學生學習的真實工作任務。從課程整體設計、單元設計、教學實施，考核評價等方面入手，突破學習瓶頸，提高教學質量。

關鍵詞：工程力學；項目教學；課程設計；任務實施

0 引言

力學是研究物質運動和變形規律的科學，所闡述的規律帶有普遍性，是一門基礎科學。是各技術工程學科的重要理論基礎，是溝通自然科學基礎理論與工程實踐的橋梁。該課程內容由理論力學和材料力學兩部分組成，具有理論性、系統性、抽象性的特點，學生在學習過程中感到枯燥乏味，理論與實際相脫離，從而造成教學效果不佳等現象。而本課程又與很多專業課程密切相關，學習的效果直接影響了學生對專業的學習。因此，改變教學方法提高效率，加強學生的學習效果，是該課程教學的大勢所在。本文在工程力學的教學中引入項目化教學方法，以實際工作任務為引導，采用基于工作過程的項目化教學法。將生產一線中的實際項目引入課堂，使學生在“做中學，學中做”，加強理論與實踐的結合，提升學生職業能力。

1 課程設計方面

在課程設計方面，堅持理論與實際相結合的原則，立足于工程應用，利用多媒體充分說明工程力學在現代工程中的應用情況，使學生認識到本門課程在整個知識體系中的地位與作用，從而引起學生的重視，提高學習的熱情，調動學習的興趣。現以工程力學課題組制定的課程整體設計為例，加以闡述。本課程內容以油壓夾緊機構為項目載體，結合工程力學教學目標，設計如下的教學內容，見表1。

在進行課程整體設計時，需注意以下幾點：

1、整個課程設計時，要充分進行企業調研，根據學生將來從事的職業崗位的知識、能力要求而設計，課程的教學目標圍繞項目訓練能力進行，學生通過完成項目（任務）進而訓練職業能力，項目又是能力實現的切實載體。

2、為保證設計過程的系統性，用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項目，按照機械設計的設計過程設計了課程順序，任務和步驟是一個接一個地被展現、被傳授、被實現，項目具有連續性、實用性等特性，當這些單項任務都被完成后，學生也就基本具有了從事簡單的機械設計、測繪能力。

3、有些子項目或單項任務的前后順序有待斟酌。

2 教學模式、教學方法方面

教學環節設計，依據項目的選定，結合相應的教學目標，設置教學任務。在設計時，一定注重要基于工作過程的設計模式，并且要注重學生主體，讓學生真正在學習的過程中做到“做中學”，任務的設計本著由淺入深，由低到高的原則進行，并且與學生所要掌握的知識緊密結合。另外在教學中任務引導法、案例教學法、頭腦風暴法、六步教學法等多種教學方法要綜合互補使用。在教學過程中對于要完成的任務，老師要做簡單的講解，使學生既能準確把握研究的方向，又能保持好奇心理和研究動力。每一任務的教學都采用單元設計表格的形式，從而較完善的完成教學任務.

現以課程項目之一：扭轉變形在傳動軸中的分析和計算為例，展示項目教學法的具體實施過程。

（1）明確本項目的教學內容流程：

復習鞏固→任務引入→任務設置→任務分析→歸納總結→考核評價→布置作業

（2）復習鞏固：

油壓加緊裝置中哪些構件受到剪切變形？

桿件的基本變形有哪些？

（3）任務設置：

任務1：傳動軸的變形分析；

任務2：傳動軸內力的計算；

任務3：傳動軸扭矩圖的畫法；

拓展任務 ：分析傳動軸外力偶的合理安排。

（4）任務分析：

任務一 傳動軸的變形分析

通過一些圖片展示，例如傳動系統的傳動軸、汽車傳動軸、汽車轉向軸、攻絲等機構，提出問題：機械中的軸類零件在傳動中受到什么共同變形？還有哪些實例屬于同種變形？能否總結一下它們的特點是什么？然后引入扭轉的變形特點：各橫截面繞軸線發生相對轉動，桿軸線始終保持直線。

任務二 傳動軸扭矩的計算

截面法求扭矩

1、截開：將圓軸沿任一截面1-1截開，取任一部分為研究對象.

2、代替：用內力偶矩代替截去的另一部分.

3、平衡：由T=ΣMi 得 T=？

任務三 傳動軸扭矩圖的畫法

定義：扭矩圖表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規律的圖線

目的：①扭矩變化規律；②|T|max值及其截面位置；③強度計算（危險截面）。

拓展任務：分析傳動軸外力偶的合理安排

練習：傳動系統的主軸ABC的轉速n=960r/min，輸入功率PA=27.5kw ，輸出功率PB=20kw，PC=7.5kw 。試畫出ABC軸的扭矩圖；如果將輪A和輪B位置對調，試分析對軸的受力是否有利？

（5） 總結歸納

任務1 ：由傳動軸的變形分析，可以掌握扭轉變形的受力特點和變形特點。

任務2 ：由傳動軸內力的計算，能夠熟悉的掌握受扭轉變形的圓軸內力大小方向的求解。

任務3：由傳動軸扭矩圖的畫法，可以更熟練掌握變形的內力的分布，以便找出危險截面。

拓展任務 ：由分析傳動軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學生學以致用、融會貫通的能力，以及耐心、細心、嚴謹的科學態度和團隊的協作精神。

考核評價 教師評價+小組互評+個人自評

布置作業 在校企合作項目“電腦彈簧機”中，有哪些構件屬于扭轉變形實例，分析它們的特點

3 教學手段方面

合理運用多媒體教學資源：當前，在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。多媒體教學可以將工程結構直觀、形象地展現在學生面前，增加感性認識，使學生將課堂與工程背景聯系起來，有助于學生掌握如何建立力學模型的問題，從而激發學生的學習興趣，提高課堂節奏和教學效率，也提高了課程的教學質量。多媒體教學具有交互界面豐實、生動、逼真、信息量大的特點，可使學生將主要精力集中于理解方面，極大地減少用于繁雜計算上的時間，教師就可以有更多的時間進行啟發、誘導；課件在實施過程中可進可退，速度可快可慢，有利于講授的連貫性和邏輯性的發揮；利用多媒體技術通過三維動畫、虛擬現實等多種手段使學生理解教學內容，充分激發學生的想象力、創造力，為學生的創新素質的培養創造了條件，具有傳統教學模式無法比擬的優勢。

4 考核評價方面

本課程的教學評價由兩大部分組成：

1、過程考核：主要包括教師評價，小組互評和個人自評三部分，占總成績的40%。本考核主要是對學生的出勤、課堂紀律、課程作業、課堂表現（如：是否積極主動地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法；是否敢于嘗試從不同角度思考問題，有獨到的見解；能否理解他人的思路，小組成員之間團結協作的的程度，能否在與小組成員合作交流中得到啟發與進步；是否有認真反思自己思考過程的意識等。）等進行綜合考核。

2、終結考核：是對學生一個學期所學課程內容的綜合考核，包括應知（50%）和應會（50%）兩部分，采用閉卷考試的形式。應知考試內容以本學期授課內容為主，應會考試內容是根據理論知識結合工程實際進行的知識拓展考核。本考試成績占學期課程考核成績的60%。

5 教學效果方面

（1）轉變了專業課教師的教學理念，使教師真正認識到教師不僅要關注“如何教”，而且更關注“教什么”。項目化構建成為教師備課的首要任務，教師真正成為課程的開發者。

（2）改變了教師的教學模式，基于教學，將理論知識與實際操作技能相結合，充分體現教學做一體的原則，靈活運用項目教學法、案例教學法、現場教學法等教學方法，增強學生的學習積極性。

（3）轉變的學生的學習方式，以往的課堂，學生整節課往往是被動的聽，成為課堂的附屬。實施項目教學法，學生的“思想自由”得以空前提高，學生成為課堂的主體，可以自主思考、獨立或小組協作解決技能訓練過程中產生的問題，對解決不了的問題再請老師予以解答。整個課堂步驟循序漸進，學習氛圍寬松活躍，學生參與率高，效果良好。

（4）教師教學科研水平穩步提高。教師通過對教學項目的設置，增強了專業知識的理解與見地，并且充分認識到了對深層次知識的不足和新知識的欠缺，從而促使課題組教師走出課堂，走進企業，豐富自己的理論知識和操作技能，再反饋到課堂提高教學質量。同時，通過項目的實施，教師可以發現項目中存在的技術難關與科研課題，并付諸行動，解決難題，無形中提高了教師的整體科研能力。

6 建議與意見

（1）在教學過程中，應立足于加強學生實際操作能力的培養，采用項目教學法，以任務型項目激發學生的學習興趣。

（2）教學過程由實踐到理論，使學生通過感性認識升華到理性認識，除少數必要的基本概念外，切忌直接講述枯燥的理論知識。

（3）在教學過程中，應以學生為本，注重“教”與“學”的互動，由老師提出階段性要求，學生在不斷練習中逐步達到目標，掌握課程的職業能力。老師應根據學生的實際學習情況，合理調整教學

進度。

（4）教學中，要努力提高學生學習興趣，創設趣味性情境，練習項目應包含個體練習，小組合作，經驗交流及老師點評等不同形式，讓學生在愉快的扭轉中完成學習。

（5）教學中，通過選用典型活動項目，由教師提出要求或做出示范，組織學生進行活動，讓學生在活動中樹立責任意識，增強團隊的合作精神，掌握課程的職業能力。

（6）教學中注重職業情景的創設，以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學生解決和處理實際問題的綜合職業能力。

7 結束語

工程力學課程的建設與改革是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐完善的過程，不僅需要廣大力學教師的共同努力，還需要學校各級領導的大力支持，堅定不移的堅持項目化教學，從摸索到探索直至發揮極致，為職業院校的可持續發展提供一條借鑒之徑。

參考文獻

[1]張定華.工程力學. 北京：高等教育出版社，2009

[2]傅穎、汪榮林.高職工程力學教學改革的探索與實踐[J].科技廣場.2007

[3]王延遐.少學時工程力學教學探討[J].中國科技信息.2010

[4]徐成福，王先，謝云峰.淺談高職高專《工程力學》教學方法的改革[J]. 科技信息.2010

作者簡介

楊月華，女，煙臺工程職業技術學院副教授。研究方向：工程力學及高職教育教學模式改革。

徐宗剛，男，煙臺工程職業技術學院講師。研究方向：機械設計及

理論。