基于工程力學課程改革的探索及實踐

宋偉?杜海彬?王玉?張長軍?張華瑾

摘要：工程力學是高等工科院校的一門核心基礎課。怎樣讓此門古老的學科順應新世紀科技發展和教育進步之需，符合現今國內外高等工科教育進步的總形勢，是所有力學老師需要進一步研究的課題。我院根據教育部針對工科力學系列課程革新試點的精神，聯系我院的真實狀況，基于變革教育思想觀念，開展了工程力學課程的全面革新。

關鍵詞：工程力學：課程改革；探索：實踐

1、改革課程體系與內容，符合新的教學目標的要求

工程力學是經典力學的關鍵分支之一，傳統體系把它劃分成理論力學與材料力學，并且遵循人們的普遍認知規律，即從簡單至復雜、從特殊至一般來探究力系對物體的外部作用于內部作用。此類按部就班、從淺至深、從簡到繁的系統，即便對老師的傳授與學生的認識有利，卻由于它的起點太低、內容與方式繁復冗余，深受物理學的世襲作用，以至于學生的缺乏學習的熱情、缺少工程意識、構設流程模糊等缺陷，無法實現當下局勢所需要的“學時要少、內容要新、水平要高、效果要好”這一整體目的。所以，勢必要對以前的工程力學系統加以革新。歷經一年的教學實驗實驗，我們感知到試點教材把工程力學劃分成剛體靜力學、分析靜力學、彈性靜力學和工程運動力學等幾大模塊是有效的。例如，在當前學生已具備的數學、物理知識的基礎上，剛體靜力學的當前教學程序徹底革新以前從平面到空間的研究方法，以空間力系為切入點，通過矢量運算的途徑探究力系的簡化和均衡，它的起點很高，學習起來很困難，進而引起了學生的學習好奇心，同時也規避了和物理課內容的重疊，增強了學生的建模意識，加強了工程概念。彈性靜力學則明顯表現出工程工藝的特征，以構件的“內力——變形——應力——失效——設計”作為靜力學分析和構設的主干線，創建材料從變形至破壞這一基礎的力學過程中的力學模型和相關的力學概念，進而在較高層面上突出了工程力學課程的總體性與進步形勢。工程運動力學則密切聯系動量、動量矩這兩個運動基本特征量和主矢、主矩兩個力系基本特征量之間的關系，綜合闡明了工程力學的研究主題和內容，利用工程實例的進一步探析，把剛體靜力學、彈性靜力學和工程運動力學的內容前呼后應，有效結合，不僅實現了不謀而合的景象，又益于學生深度了解力學知識在工程中的運用，已開闊其探究知識的眼界，也增強了工程意識與基本訓練。

2、革新課堂教學手段，提升學生的學習成效

關于我院土建專業特征與學生的學習基礎，當變革、落實工程力學課程體系與內容時，不僅要主動引用“面向世紀力學系列課程改革教材”，還要交學生運用參考書，并聯系專業特征開拓有關內容，以順應今后課程之需。課堂教學則體現了工程工藝的特征，讓剛體靜力學同彈性靜力學彼此融合，基礎力學知識通工程實際有效結合，構建獨一無二的教學程序：提出問題——誘發思考——建模構設——處理問題。

密切聯系課堂講授的內容的重難點，集中地搭建課堂發問和議論，主動誘發學生自行利用已獲的力學知識總結、分析和歸納，進而獲得處理問題的線索、途徑、流程和方法，讓師生間的問答更加密切，點燃了課堂氛圍，教學方式變得更好。而多媒體教學軟件與自編電子教案的融合使用，讓工程力學課的教學同工程具體的關聯更貼切、形象，使學生更具學習熱情，加強了基本訓練，推動了工程素質的養成，極大地提升了學生的學習成效。

3、開展課外研究活動培養學生的創新意識和能力

為和課堂教學相適應，強化學生的全面素質鍛造，培育學生的創新意識與創新能力，達到教學基礎需求之外，我們也構建以及構設了某些課外學習、實踐和探究活動。譬如，集中學生去工廠參觀實踐，使他們于生產生活中觀察問題、察覺問題和探析問題，并應用所學的力學知識處理問題。此活動備受學生們青睞，他們于實踐報告中寫到“在身臨其境觀察和認識機器所有零件的運動時，我們腦海中固有的抽象化圖形被具象化了，這給我們將來更好地學習運動知識作了鋪墊，理論聯系實際是不可或缺的。”

除此，把以往依賴練習許多習題來強化基本訓練的方式革新成老師制定課外學習、探究的小問題，運用這種方式養成學生翻閱各類文獻材料、做科研的技能。學生所書寫的讀后感、小論文或翻作的學習軟件，即便概念較為不成熟，而他們呈現出來的對追尋新知識的熱情以及弦外之音透露的思想火花讓我們倍感安慰，也獲得很大的激勵。

4、革新考試形式，全面評價學習質量

學生績效考核方法的革新是課程變革的最終環節。我們不再用期末考試的考卷分數決定成績，而是全面評定學生。期末的書面考試開卷、閉卷兩類占總成績的70%，日常提問、作業占10%，課外研究占10%，力學實驗占10%，以總評成績評價學生的學習成效。如此革新后，學生抄襲作業情況比之前少了。因為考試內容開設了開卷部分，緩解了學生死記硬背的壓力，增強了知識的活學活用和基本培養，增強了對學生全面技能的考核，在某種程度上提升了工程力學的學習品質。

借助工程力學課程系統的革新，改進了基礎內容的組建，體現出學生的建模意識，增強了工程理論，提高了學生學習的熱情。多數學生表示，因為革新教材具有一定的深度于難度，故要具體弄明白，光是聽課、做筆記、練習題遠遠不夠，自己還不得不去翻閱資料，去思索與探究。利用這種方式進行訓練，學生處理問題的技能獲得練就和提升。然而也存在少數基礎不好的學生適應不了新的教學方法，有挫敗感，思想負擔重，諸如此類的不適應是長時間的應試教育下所構成的學習習性與思維方式導致的。于教學之中，我們也重視指引學生更新學習思想，主動加入到教學活動中，慢慢提升自身的綜合素養。

結語

革新教學的目標，除了要提升學生的能力與素質，最核心的是探究與構建一類可以鼓勵具備創新意識與創新能力的人才源源不斷的極佳機制，這亟需所有的教育工作者長時間地、不斷地奮斗。

參考文獻

[1]辛鋒先，弓俊卿，伍曉紅，吳瑩.基于培養實踐能力的“工程力學”教學創新改革與實踐[J].科教文匯（下旬刊），2018（12）：58-60.

[2]劉二強，張旭紅，劉利亭，李興莉.新工科背景下一般院校工程力學專業《結構力學》教學探索[J].教育現代化，2018，5（14）：131-134.

[3]顧永強，賈宏玉，李革，蘇利亞.基于工程教育專業認證的工程力學課程教學改革[J].西部素質教育，2018，4（03）：172-173.

作者簡介：宋偉，1983.4，男，漢族，陜西澄城縣人，講師，學士，主要從事機械設計，工程力學等方面研究