高職院校中《工程力學》課程教學的改革與探索

摘 要：本文提出傳統的《工程力學》教學已不能適應現階段的職業教育，并從教學內容、方法和教學評價等幾個方面進行了一些改革。重點闡述了教學過程中所用的情景教學法和任務驅動教學法在課堂實踐中的應用，從而使學生的學習主動性和積極性有了很大的提高，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：工程力學;教學改革;情景教學;任務驅動教學

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.182

高等職業教育是以學生為主體，以能力和素質培養為中心，培養適合社會和企業要求的技能型人才。傳統的教學模式已經不適合現階段職業教育的發展，必須進行改革。

1 傳統教學中存在的問題

《工程力學》是許多工科類專業，如建筑、機械等專業的一門重要的專業基礎課，難于理解和學習，但是對于學生后期學習專業課有非常重要的作用。尤其是和工程實際緊密聯系，是設計結構尺寸以及強度計算的理論依據，在學科中占有重要的地位。工程力學的概念和計算原理都比較復雜、抽象，而傳統的教學模式更增加了力學的學習難度。傳統教學中，工程力學課程標準將課程理論的系統性與完整性看得比較重，內容晦澀難懂，不利于學生的理解與掌握。而且與工程實踐聯系較少，在培養學生將實際問題轉化為力學模型能力方面做得也欠缺，不利于學生分析問題能力和解決工程實際問題的能力的培養[1]。而高職學生的文化基礎不高，更不利于課程的學習，對后續專業課學習有一定的影響。因此，工程力學課程的教學必須進行適當的改革。

2 教學內容的改革

職業教育的最終目的是應用，教學內容夠用即可，能夠利用所學知識解決一般工程實踐中的力學問題。高職教育培養的是技能型人才，以應用為主。所以工程力學教學內容的改革必須突出應用性這一特點，主要體現在刪除一些不合時宜的內容，增加一部分新內容[2]。同時改變傳統系統化的章節，以模塊形式來展現。理論力學部分重點突出力系簡化和分析解決實際問題能力的培養，各種定理的推導可以淡化，不作為重點，主要包括受力分析模塊和平面平衡力系計算模塊。材料力學部分主要是力學原理在工程實際中的應用，重點培養學生繪制內力圖和利用強度條件解決三類問題的能力。主要包括拉伸與壓縮模塊、扭轉變形模塊、剪切與擠壓模塊、彎曲變形模塊、組合變形模塊、壓桿穩定模塊等六大模塊[3]。通過內容及章節的變化，能夠適應職業教育的需要，但還不夠，還需要在教學實踐中進行驗證，并逐步完善。

3 教學方法的改革與實踐

“教、學、做”一體化的教學模式不同于傳統的教學模式，它是一種新型模式。它強調“學生的學”和“教師的教”是一個有機整體，重點在“學生的學”，同時學會之后馬上課堂上進行實踐，加深學生對知識點的理解和應用。要想較好的完成教學任務，在教學過程中可以采用情景教學法來進行，同時也可以加上任務驅動的方法來輔助。在整個教學工作的推進過程中，由學生當主角，老師只做一個小配角，適當的時候客串一把導演，讓學生做學習的主體，這樣就可以激發學生的求知欲和表現欲，培養學生的學習與應用能力。同時，根據課程的特點，把生活中的實例和工程中的實踐引入教學過程中，讓學生能夠觸碰到力學知識，提高學生的學習興趣[4]。讓力學走進生活，走進工程實踐。學習的最終目標是讓學生能夠利用所學力學知識對實際中的問題進行分析并掌握其解決方法，同時培養學生的創新思維和創造力。通過這種新型的教學方法就可以很好的實現教學目的。

3.1 情景教學法

情景教學法的核心要素是情景的創設，能夠讓學生感覺到身臨其境，感同身受。課前用模型來模擬力學原理，讓學生能夠看得見，增加感性認識，通過模擬上升到理性認識，理解藏在現象背后的力學。模型簡單直觀，取材方便，大多時候就是學生身邊或教室里就有的，甚至學生本身就是模型。這就是情景教學法。如講授受力分析時學生的課桌、板凳及吊著電棒的繩索;講授力矩平衡方程時教室的門、鐘表;講授力偶時水杯、十字扳手等等都可以當作模型。學生可以參與到整個教學過程中，就能夠克服學習的枯燥性，增強的學生的學習主動性。由其是現在課堂上的低頭族越來越多，情景教學法就“逼著”這些上課愛看手機、睡覺、注意力不集中的學生，讓他們參與情景，學會并理解該力學原理，并應用在生活實踐中。下面就以合力矩定理和力矩平衡方程為例，來感受一下情景教學方式的魅力。

創設情景：找出三位力量相當的同學參與推門實驗，將三位同學分成兩組，一組一個人站在教室里推門，不讓門打開;另外一組兩個同學站在門外，推開門進來。要求：門里的一個同學推門的外邊緣，門外兩個同學推門的中間。開始比賽，看誰勝出，結果出乎大家的意料，門里的一個同學勝出。結束后所有同學參與討論。提出問題：

（1）為什么門前的一個同學勝出，難道一個人比兩個人力氣大？

（2）力量足夠大時有沒有可能門后的兩個同學勝出，需要滿足什么條件？

（3）門有沒有可能處于靜止狀態，需要滿足什么條件？

通過學生討論回答，最后得出結論：使門轉動的不是力，而是力矩，并給出力矩的定義。討論有可能出現的三種結果，做出總結，得出力矩的合成定理與平衡條件，并給出相關定義與公式[5]。定義：使剛體繞O點轉動的強弱程度的物理量稱為力對O點的矩。用MO（F）表示，其定義式為MO（F）=±Fd。其中：點O稱為矩心，d稱為力臂。力矩的正負號表示力矩的轉向，規定力使物體繞矩心逆時針轉動取正，反之取負。從而得到合力矩定理和力矩平衡原理。該力學原理在工程實踐中的應用：扳手、汽車傳動軸、梁的彎曲等。

最后，對學生提出要求：淡化公式的記憶，重要的是會用。牢牢記住：使桿件逆時針轉動的相加，順時針轉動的相減，即力矩合成。轉動的平衡條件合力矩為零。學生充分參與課堂，提高了學習積極性，產生較好的教學效果。

3.2 任務驅動教學法

作為情景教學法的重要補充，任務驅動法也是教學中的一種重要方法。在任務驅動教學中，學生的做是主要的，教師在一旁做指導。一般教師在講授內容時時間盡量短一些，學生的主體地位要保證，充分保證學生完成任務的時間。以此培養學生獨立分析問題解決問題的能力。在學生完成任務過程中，老師要及時解決學生在完成任務時遇到的問題，實現“做中學，學中做”。下面以受力分析內容為例，來體驗任務驅動教學的魅力[6]。

首先，簡單的講授繪制受力圖的步驟和注意事項，然后創設情景，布置以下任務： （1）畫出教室中懸掛著的電棒受力圖;（2）畫出靜止放在桌子上的籃球的受力圖;（3）畫出一根外伸梁的受力圖;（4）畫出以上各圖中支座的約束反力。最后，由老師點評每位同學完成任務的情況，并討論畫圖過程中有哪些技巧和誤區，總結出繪制受力圖步驟及注意事項，為今后支座反力的計算打下基礎。該教學方法的主要目的是讓學生完成任務的過程中，掌握畫圖的方法，培養畫受力圖的能力。該方法也可以提高學生學習的積極性，是情景教學法有益的補充。

4 教學評價方法的改革與探討

不僅課堂教學方法要改革，同時評價模式也必須進行改革。不能再像以前只憑一張卷子的分數決定學生學習的好壞。要增加過程評價和情意評價。比如在情景教學中可以把學生參與課堂教學的主動性以及完成情景教學的貢獻大小來進行綜合打分，而且告訴學生這個分數將計入期末總分，以此來調動學生參與課堂的積極性。任務驅動教學過程中，可以探討在學生完成任務后，當場給出評價，記一個分數，并將每一次成績記錄。這樣，就實現了過程性評價，得到了學生的認可。同時在課堂進行過程中，還要考慮學生的創新思維和情商表現，增加情意評價。這也是今后學生進入社會比分數更為重要的能力。另外，還可以考慮在學期最后增加一項答辯測試，類似將來的找工作面試，更能調動學生學習的全面性和主動性。

總之，傳統教學方法已不適應時代的發展和要求，必須進行改革。本文所采用的情景教學法和任務驅動教學法是教學實踐中一次大膽實踐，能夠充分調動學生學習的主動性，也產生了較好的教學效果。對以后職業教育其它課程教學有重要的借鑒意義。

參考文獻：

[1]趙春玲.高職工程力學教學改革的探索和實踐[J].職業時空，2009（03）：55-56.

[2]馮旻.談工程力學精品課程建設[J].教書育人，2010（33）：46-48.

[3]毛靈濤，袁則循.面向21世紀高職專科工程力學教學改革[J]. 北京城市學院學報，2007（03）：48-50.

[4]盧紅學.高等職業教育教學方法發展與創新[J].職業技術教育，2010（13）：49-52.

[5]張曉梅，潘慶豐.工程力學[M].北京：煤炭工業出版社，2004：37-38.

[6]陳思義.高職工程力學課程有效教學方法探討[J].職業技術教育，2011（20）：44-46.

【項目】2018年河南省職業教育教學改革研究項目（青年教師項目）“加強職業學校公共基礎課程教學改革，增強專業服務效能” （項目編號：ZJC18004）

作者簡介：孔令強（1981-），男，河南新鄉人，碩士，講師，主要從事工程力學的教學和研究工作。