職業教育工程力學課程改革思路

張璽

（蘭州資源環境職業技術學院安全工程系 甘肅 蘭州 730021）

1 引言

力學類課程在大土木類專業背景下對學生后續專業課程的精準把握和深層次的理解至關重要，可以說力學類課程是一種“工具”，核心專業課則要用這“工具”去分析和領會。在以往的教學過程中，力學類的課程以及一些例題和習題都過于側重計算，而缺乏分析和判斷能力的訓練，導致學生在后續專業課程和工作中無法靈活的應用。這種不通過精確計算而快速判斷和分析的能力對于工程師而言非常重要，而這種能力的養成就需要對現行的力學課程的教學進行全方位多層次的改革。

2 現狀分析

力學經過若干年的發展已經形成了一門成熟且系統化的學科體系，可以將力學分成三大分支：經典力學（如：理論力學，材料力學，結構力學，水力學等），計算力學，概念力學。經典力學的任務：根據力學的原理，研究外力和其他外界因素作用下，計算桿件的內力和變形、驗證強度剛度是否滿足要求、判斷穩定性及動力響應特征等問題。經典力學已經有了成熟的教材和教學體系，高職教育中也普遍開設了相關的課程。計算力學是以經典力學為基礎利用計算機高速計算的優勢對構件或結構進行分析和判斷。目前市面上諸如：SAP2000、ANSYS、PKPM、NASTRAN、ADINA等軟件已經隨著智能化發展而興起，相信在不久的將來會滲透到課堂教學和施工現場中。目前在高職教育中還未有涉及。概念力學則強調桿件或結構受力規律和變形趨勢，其培養的是不通過嚴密的計算，通過結構形式，受力特點，約束類型等因素，快速分析和判斷結構的內力變化和變形規律。這種能力的培養有助于工程師用力學的眼光在施工現場快速分析和判斷一些實際問題，及時發現一些施工錯誤。這方面的教學在國內外還未有任何發展。

3 改革方法和思路

3.1 教材改革

（1）對于教材內容的精煉。無論是計算力學還是概念力學，經典力學永遠是“源”，失去這個源頭，便無從談起。一般高職院校力學類課程學時有限，可以結合學生實際情況和專業特征重新安排力學教學內容，在保留經典力學主要方式方法的同時，壓縮部分章節，給概念力學騰出空間。

（2）對于教材的例題和習題的重構。市面上大多數力學類教材都過分側重于計算，學生完成例題和習題后，只會使用教材中所講述的方法，并沒有對桿件和結構進行更深入的分析，例如：為什么構件此處內力大？為什么此處變形較大？結構特征對于內力變化有何影響？有什么規律可循？能否不通過精確的計算而快速分析和判斷？如何通過荷載類型、約束特征快速作出結構內力圖？等一系列的問題有待挖掘。總之，在教學過程中不僅要注重基本力學原理的講解和應用，更不能忽視對題目計算結果的概念力學角度的分析和挖掘。培養學生快速分析和判斷的能力。

3.2 教學方法的改革

傳統教學中“填鴨式”的教學方法，由于力學類課程課時緊張，內容量大，課程難度大等原因，廣泛的用在課堂中。學生無法及時消化和領會知識內容，就更無法養成概念力學的分析和判斷能力，只是學會了機械式的計算。因此，結合前面提到的課程教材的改革，壓縮經典力學的教學內容。在課堂中留出時間，設置問題讓學生對計算結果進行有效的分析和判斷，如此既活躍了課堂氣氛，又激發學生的興趣，同時培養了概念力學分析和判斷的能力。從而大幅度提高課堂的教學質量和效率。

3.3 力學課程與專業課程的融合

力學類課程最重要的就是應用，可以應用在后續的專業核心課的學習中，專業課和力學類課程的教師要共同去開發和挖掘專業課程中涵蓋的能用力學知識分析和解決的問題。有必要時在日常的教學研討中可以共同去探討，既豐富力學課程教師日常教學素材，又為專業課程教師在專業課教學中因苦惱學生力學基礎差，無法深刻理解專業問題帶來了便利，確保教學質量的提高。

3.4 案例庫建設

素材的建設和積累，依靠各個專業核心課程的教師在教學過程中深度挖掘，通過收集和整理，可形成一套豐富的多課程化的概念力學教學案例庫。案例庫的形成將有利于豐富日常概念力學教學的過程，有利于概念力學教材的編寫，有利于學生課后自我強化學習等多方面的優勢。

4 討論

目前，國內外無論是教材、教學方法、教師等方面研究概念力學的教師很少，也沒有形成一套行之有效的系統的課程體系和教學方法。進行教學的改革既要改變力學課程的傳統教學的課時和方法，又要有概念力學體系和經典力學體系相結合的教材。要完成這樣的任務則需要學校的支持和各個專業老師的通力配合，以課題或者教學改革項目的形式進行。

5 結論

概念力學所強調的不通過精確的計算而快速的分析和判斷結構的受力、變形，穩定性等特征，對于學生來講無論未來從事設計還是施工方面的工作，在遇到實際問題時都能進行快速的分析和判斷，提高工作效率和改善工作質量。而傳統的力學教學過程恰恰不能培養這種能力，因此，對于高職土木、水利、交通類的專業，力學類課程的改革就顯得尤為迫切。