《工程力學》課程教學方法改革的探索

張旭

摘 要：該文結合《工程力學》校級優秀課程和教育教學改革項目的建設，探討當前課程教學過程中存在的問題。在教學理念、在線教學和成績評價體系等方面，進行《工程力學》課程的教學方法改革。實踐表明，在線自主學習及輔助訓練方式增強了課程內容和訓練素材的針對性，減小了學生的學習壓力，大幅提高學生的學習興趣和效率；同時，課程成績評定包含了學習過程和綜合能力的考核，達到全面評價學生學習成果的目的。

關鍵詞：工程力學 個性化培養 在線教學 成績評價

中圖分類號：TB12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（a）-0233-02

《工程力學》是許多工科學生感到困難的專業技術基礎課，它不僅對學習后續專業知識起到橋梁作用，而且對培養學生的邏輯思維能力和解決工程問題的能力都有重大影響[1-2]。近年來，《工程力學》課時不斷縮減，學生課業負擔加重，在有限的教學時間內掌握力學課程內容變得越來越困難。此外，每個學生的學習能力和基礎以及學習目標也不盡相同。

該文將因材施教理念、個性化培養及其相應的在線學習和訓練手段引入該課程學習，大幅提高了學生的學習效率和興趣，有效減小學生的學習壓力，也增強了課程內容和訓練素材的針對性。同時，還將學生學習的能力、態度和自主性以及獨立思維能力計入課程的成績評價，既注重了期末考試成績又強調了學習過程，從而達到綜合評價學生學習效果的目的。

1 “因材施教”理念和個性化培養

為了使越來越多的國人能夠享受到有限的教育資源，現代教育已經像工業品一樣走向規模化發展之路。當今教育要在有限的教育年限內讓盡可能多的學生掌握越來越多的現代知識，大班授課的培養方式距離孔子帶弟子的“因材施教”模式越來越遠，千人一面成為當前制約中國學生人生發展的一個短板。自古以來，因材施教是教育理念中的最高境界。

古人云：“授人以魚，不如授人以漁”，提高學生的學習能力比教會他們知識更重要。如今，科技發展日新月異，新知識、新技術層出不窮，教師不可能在有限的教學時間內傳授學生終身享用的知識和技能。在目前大班授課的教學環境下，采取適合于每一個學生個性的在線自主學習及輔助訓練模式，是彌補大班課授課不足的有效措施，同時也是培養學生的自主學習習慣和能力的重要手段，具有重要的理論價值和現實意義。

2 在線教學方法

通過對《工程力學》課程教學內容的分析和研究，確定利用計算機完成主要知識點的學習內容動態生成和相應訓練素材求解的具體思路。采集學生的個性特點和培養目標，利用CASes[3-6]強大的代數、數值計算和圖形顯示功能編制相應程序，實現適合于不同學生的自主學習內容及其相應輔助訓練素材的在線動態生成，使每一位學生擁有一個了解自己基礎和學習目標的私人教師。

學生根據自己的學習狀況和學習目標，選擇合適的難度系數和題目類型，由在線輔助訓練系統動態生成習題，且該系統引導學生逐步掌握力學課程重點內容并給出習題答案。以梁內力圖繪制為例，初學者可設置較低難度系數獲得簡單習題，程序會提示求解步驟：計算支反力、對梁分段、計算主要截面內力、分段繪制內力圖；有一定基礎的學生可設置高難度系數，程序生成較難習題，給學生提供挑戰和鍛煉機會。不同難度和類型的習題滿足不同層次學生的需求，改變了原來靜態文本的教學方式和固定的訓練模式。從而實現重點知識訓練的針對性，提高了學生的訓練效率，形成因材施教和個性化培養的新教學形式。

3 加強成績評價綜合性

《工程力學》課程成績評價的依據應包括學生的學習能力、學習態度、學習自主性以及獨立思維能力等方面，因而在本科生力學課程的教學實踐中進行了課程成績評價方法的改進。在注重期末考試成績的同時，還強調了學習過程和實踐教學環節的測評。

3.1 命題和閱卷規范化建設

目前，該校《工程力學》課程是材料學院、紡織學院和機械學院共約600名學生的必修課。主講教師6名，均具有博士學位，其中教授2人，副教授3人，講師1人。教師上課采用相同的教學大綱、教學計劃以及課件，并在學期期末進行同一試卷的集中考試。

一方面，建立規范的命題和審題制度，以做到試題內容的科學性和試題編制的規范性。首先，指定一名主講老師負責命題；其次，指定另外一名主講老師進行審題；再次，指定一名主講老師對試卷進行試做；最后，根據試做過程中發現的問題，全體主講教師共同確定考題。

另一方面，建立嚴格的試卷評分標準，以減少評卷過程的考試成績誤差。首先，細化評分標準，直接匹配答案要點和得分，不隨意評分；其次，主講教師采取集中、流水評閱試卷，以提高閱卷效率和評分準確性；最后，分別采用卷首大題相加核分和各小題相加核分的方式核定試卷成績，以減少核分中的偶然失誤。

3.2 作業習題冊編制

依據《工程力學》課程的教學大綱，按照教材章節順序編排，知識點分布均衡，題型豐富多樣，難易配置適當，并以注重對基礎知識的練習和基本能力的培養為目的，編制作業習題冊，從而讓學生更好吸收、領悟教材知識。

同時，通過教師仔細批改作業，歸納總結作業中出現的問題，準確掌握每個學生的學習狀況，以便學生有針對性地進行薄弱知識點的重復訓練。而且，還設置了一個力學學習資料宣傳欄，用于公布力學教研室全部教師的課表以及隨著課程進度分批公布作業答案，方便學生自主安排學習內容和時間。

3.3 隨堂測試實施

隨堂測試是力學教學過程中的一個重要環節，應結合課程的重點內容以及考點，考查學生學習課程的效果以及分析工程問題的綜合能力。通過監控學習過程，及時把握學生的知識和能力的發展水平，培養和測試學生的綜合能力，以便更全面、客觀、準確地評價學生的學習成果，達到有效避免個別學生考試投機的不良現象。

4 結語

以學生的自主、獨立學習以及探索、創新能力的培養為目標，對本科生《工程力學》課程的教育理念、教學方法和成績評價體系進行了改革。利用CASes編制的學生自主學習內容及相應輔助訓練素材動態生成程序，激發學生學習的積極性和主動性，加強學生自主探究的學習能力，從而達到因材施教目的。改革以往僅看期末考試成績的考核方式，設置作業評閱和隨堂測試等多項考核內容和指標，建立注重學習過程和綜合能力的成績多樣化考核體系，進而綜合各項考核指標評價學生的學習成果。

參考文獻

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[3] 葉志明，劉紅欣.Matlab和Maple系統在力學教學中的應用[J].力學與實踐，2006，28（2）：76-79.

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