地方綜合性應用型大學的力學課程教學改革探討

郭釗 毛歡

摘要：針對土木工程專業人才培養方案，三大力學的課程教學存在著諸多問題，主要體現在：①課程培養方案與應用型人才培養目標不匹配；②理論教學與實驗實踐不匹配；③考核方式比較單一等。本文從課程設置、課堂模式、教學手段等多方面提出一定的改革措施，以提高土木工程專業的三大力學課程的教學效果，為學生后續專業課的學習、工程實踐打下扎實的基礎，培養學生的理論分析和工程實踐能力。

關鍵詞：應用型人才；力學課程；教學改革；課程設置；教學手段

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）39-0099-03

一、引言

2014年國務院常務會議部署了加快構建以就業為導向的現代職業教育體系，“十三五”期間，我國教育改革的主要任務是調整高等學校的教育結構。為實現這一任務，突破口便是引導一批普通本科高校，特別是地方本科院校向綜合性應用型高校轉型。教育的發展與社會發展是密不可分、相互影響的。近幾十年來，我們的社會已經開始由傳統的工業向信息化轉變，部分教育卻還停留在傳統的教學模式中，通過直接灌輸等方式讓學生掌握專業技能。培養適應現代工業化需求的人才，是當下教育亟待解決的問題。本文僅以九江學院土木工程與城市建設學院下設的土木工程專業為分析背景。

土木工程專業人才培養方案的三大力學課程，即《理論力學》《材料力學》和《結構力學》，要為后繼的《鋼結構》《鋼筋混凝土》《砌體結構》《土力學》和《高層建筑防震》等專業課打下扎實的基礎，更是進行相關課程設計和畢業設計的基礎。隨著高校教學改革和培養方案的不斷更新[1-3]，三大力學的課時數經常變化，很多時候達不到預期的教學效果。作者認為，學好三大力學的基本理論和知識，是為解決工程實際問題的重要手段和方法，因而與工程實踐問題聯系緊密。然而，三大力學都具有共同的難點，那就是內容較多、數學公式多、計算量多、難以理解，以致諸多學生課堂跟不上，課后不會做習題，考試通不過的惡性循環，逐漸失去對三大力學的學習興趣。因此，作者結合近年來的教學經驗及學生反饋，針對課程設置、課堂模式和教學手段等方面進行了幾點思考。

二、課程設置

課程設置的不合理性是教改首先要解決的問題。大學有許多的可供選修的課程，這本是一件令人歡喜的事，然而必修的課程太多，每周剩余的課時中只剩寥寥幾門課程可供選擇，某種程度上違背了選修課存在的意義。選修課不應該只是為了獲得學分，而是應該根據自己的專業興趣，選擇自己適合的課程，發展自己的專業特長，挖掘自己內在的潛能，提高能力。在學完三大力學的每章節后，都會有相應的習題測試，測試中學生就能發現自己在學習過程中出現的問題，有哪些方面還沒有搞懂，可能只掌握了80%，依然會有很多基礎知識不太明白。然而，課時進度依然在繼續，學生被迫進入了下一章更深更難的知識點，很多知識與上一章的知識點有關聯，以前沒有搞懂的問題也會在此不斷的累積，這種情況將持續一段時間，一周、兩周，直到一定的時間，迫于無奈，積極性逐漸減退，最后學生放棄了該課程的學習，承認自己是真的聽不懂，不會做力學的受力分析、不會列平衡方程和不會分析問題等。這是因為每位學生學習的效率不同，所需要的時間也會有所不同，然而教師需要在規定的課時數內完成相應的教學，用課時的方式去限制某一章內容的學習，在每一章的測試中發現了問題，卻沒有足夠的課堂時間去解決，才導致遺留的問題像滾雪球似的越滾越大。因此，作者認為，應該在內容較難的章節設置相應的習題輔助課時，幫助學生解決所遇到的問題，從以進度為目的的教學向為以掌握為目的的教學方式轉變。

三、課堂模式

目前，很多課程的課堂教學仍然是以教師為中心的填鴨式灌輸，把教科書上的專業知識直接灌輸給學生，而忽略了學生的實際掌握情況以及對知識的理解。如今，對學生的要求導向轉向了對實踐能力的提高，所以某些問題上可以使學生為主體，以老師指導，對知識問題進行探究討論為輔，增強學生對未知力學問題的印象和理解，從而促進學生的自學能力、探究能力、資料搜尋能力等各方面的能力，對促進教學的發展有重要的意義。譬如，在講解《材料力學》中的軸向拉伸或壓縮基本變形時，涉及到了以低碳鋼為代表的塑性材料和以鑄鐵為代表的脆性材料的拉伸、壓縮試驗，里面有很多重要的知識點，如果此時進行相應的拉壓試驗，讓學生自己動手，學會觀察試驗中的現象，不僅能極大引起學生的興趣，提高積極性，并能通過試驗加深對涉及到的相關基本知識點的理解。倘若試驗安排在最后課時，學生甚至已經忘記了，教學效果可想而知。

目標—導控式的教學模式在力學實習中是一種較合適的方法。譬如，在工程測量實習中，實習前教師發放了相關的測量規范及資料，并為每個組分配了相應的測量任務，這就是要求學生必須達到的目標，并利用課堂所學的內容對某一棟教學樓進行測量及制圖。待學生分配好儀器之后，組員就開始分工合作，找點、立桿、架儀器、讀數、記錄等諸多事情。這些工作量都是學生自主分配解決，充分發揮了學生團隊協作的能力。當學生遇到樹木遮擋儀器讀數的時候，教師指導其在書上進行仔細的閱讀和思考，并找到相應的解決辦法，更能培養學生獨立思考的能力。當所有的數據都測量完畢后，需要對數據進行前處理，設計相應的計算公式，最后利用專業軟件制圖。表面上，似乎這只是一個簡單的一個教學樓測繪，然而，過程中需要學生利用自己所學的課堂知識不斷地去解決遇到的新問題，同時，在解決問題的過程中實踐能力也得到了大幅度提升。

四、教學手段

教學手段對教學效果有著極其重要的作用。隨著科技的不斷推進和發展，越來越多的課堂都采用多媒體教學。不可置否，多媒體教學不僅教學效率高，同樣的課時可以向學生傳授更多的知識及例題講解，并且恰當好處的動畫制圖也幫助學生更好的理解。另一方面，傳統教學的板書，使學生有足夠的時間思考，所營造的氛圍也會比多媒體教學要好。因而各有利弊，不能一概而論，而應相互結合，共同提高教學效果。

針對土木工程專業的三大力學課程，作者認為，應該對其進行傳統化板書與現代化多媒體技術手段不同程度的結合，使教學在量和質上達到相對的平衡。譬如，在講解理論力學的受力分析時，應該采用板書來教學，這是因為受力分析時三大力學的最基礎知識，受力分析沒有學好，后面學其他的知識就顯得心有余而力不足。在教師板書約束類型的計算簡圖時，學生可以思考，直至搞懂。而采用多媒體教學，雖然一定程度上可以形象生動地、五顏六色地展示這些約束，甚至在約束下產生的變形等，但由于這些都是教師事先充分準備好的，照本宣科地進行放映和講解，學生如果沒有搞清楚其中某一個問題，很容易忘記上一頁幻燈片的內容，問題越積越多，不利于教學秩序的正常進行。因此，合理的板書和多媒體結合，學生不僅能較快速掌握知識，增強記憶，而且節省了授課時間。

另外，力學本身是一個很抽象的學科，尤其是內力（軸力、剪力、扭矩和彎矩等），它不像外力，學生看不到、摸不著，只能去想象存在。這時候，就要求教師盡可能地列舉生活生產中的實際案例[4]，加深學生的理解，激活看似枯燥的力學知識。譬如，作者在講解梁的合理設計的等強度梁時，學生依然不是很明白什么是等強度梁。這時候，首先可以板書魚腹梁是最工程中最常用的等強度梁，并板書其剪力圖和彎矩圖，通過彎矩圖使學生明白等強度梁的具體定義，最后列舉等強度梁的鮮活案例——汽車底部的減震板。如此這樣講解，學生學習力學的興趣得到了極大的提高。

隨著翻轉課堂[5]、云課堂、微課、慕課等新型教學手段的不斷涌現，能夠幫助教師更新教學技巧，為學生提供新的移動式學習方式。

五、其他方面

在學習方面，學生思想上的轉變也是相當重要的。往往很多高中畢業剛上大學的學生就是因為在思想上還沒有來得及轉變，就喪失了對學習的信心。很多剛進入大學的同學在學習方面停留在“幻想大學”的學習模式，課前課后很少做準備，僅僅是等著教師上課來講才聽聽，在很多情況下這是行不通的，特別是力學學科，邏輯性強，難度大。因為大學的課程和高中的課程不一樣，高中的課程密又多，重復率很大，而大學的課課程是少而廣，重復的情況很少，靠課上聽得那些時間是很難消化其中的內容，一些難而重要的科目需要學生自覺的進行預習和復習，甚至課后得做足夠的練習，才能更好地消化所學的知識，否則就會在慢慢的聽不懂課的途中逐漸放棄。

在教學方面，教師的作用也不僅是知識技能的傳授者，而應該多去引導學生，培養他們對知識的學習、探究的能力，調動他們的積極性。并且，把每一個學生都當成一個個獨立的個體，關注他們的差異，可能是不同的思想，不同的興趣愛好以及個性等，并尊重他們的這些差異。教育的目的并不是培養出一些完全相同的標準工具，而是要在承認和尊重個別差異的基礎上進行統一與多樣的結合。畢竟，世界因不同而精彩。尊重并發展個人的不同勢必會給整個社會帶來多樣的色彩。

六、結束語

教學改革是一個長期且復雜的問題。當今的大學生，應該時時把自己放在信息的風浪口，更新自己的觀念，緊跟時代的步伐，發展自己的興趣愛好，多了解一些有用的知識，要學會在學習中的自我檢測，時時刻刻的調整好前進的方向，提高自己的能力，增強自己在現代社會中的競爭能力，也為未來事業的高樓大廈打下夯實的基礎。當然只有對教育的問題有了正確的認識，教學改革的問題才能更好地進行下去。

九江學院作為一所綜合性應用型地方本科院校，承擔著為九江輸送專業人才的重要任務，應用型人才的培養是現階段的主要目標。因此，土木工程專業的三大力學課程對理論基礎和工程實踐的要求都很高，必須與時俱進地進行相應的調整和改革，提高教學質量，為培養應用型人才打下扎實的基礎，任重而道遠。

參考文獻：

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[2]華征瀟.淺談應用型本科院校材料力學教學改革[J].教育教學論壇，2016，8（32）：123-124.

[3]閆冰潔.淺談基于地方本科高校應用型人才培養的材料力學教學改革[J].大學教育，2015，（12）：144-146.

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[5]王霏，劉曉穎，劉斌.基于翻轉課堂的高校理論力學課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2017，（26）：137-138.