高职工程力学课程体系建设与综合考核模式的实践性研究*

韩瑞功

潍坊科技学院 山东寿光 262700

高职工程力学课程体系建设与综合考核模式的实践性研究*

韩瑞功

潍坊科技学院 山东寿光 262700

工程力学是高职机电、机械类专业的专业基础课程之一，在教学中应始终坚持以人为本，科学整合现行教材，不断改革教学方法，密切联系生产实际，强化实验教学，培养学生探究能力。

工程力学；课程体系；考核模式

工程力学是高职机电、机械类专业的一门专业基础课，由于该课程理论性强，图形结构分析复杂，计算繁琐，配套实验相对较少等原因，学生在学习时感到枯燥无味、不感兴趣，有的甚至对学习工程力学产生反感，严重影响到学习成绩，影响到工程力学教学质量的整体提高。为更好地服务于课堂教学，充分调动学生学习工程力学的积极性，培养学生科学的学习方法和探究问题的能力，近年来，科学整合现行教材，不断改革教学方法，密切联系生产实际，强化实验教学，在有效地调动学生学习积极性的同时，培养学生的探究问题能力和创新能力，提高课堂教学质量。

1 改革课程体系，适应高职教学需求

现行的高职工程力学，其教材内容大体包括静力学、材料力学、动力学3个方面，而且各方面之间存在一定的差异。同时由于高职阶段的工程力学教材版本较多，如高等教育出版社、机械工业出版社、电子工业出版社、清华大学出版社、科学技术出版社等，严重制约高职工程力学的教学改革。为此，在原有教材的基础，立足当地经济建设实际和学生的学习实际，积极科学地整合现有教材，突出高职特色的同时，进行探究性教学改革，收到比较理想的效果。

1）将静力学与动力学的教学内容重新组合，编排成一个新的教学体系，突出高职教学的“必须、够用”的基本要求，合理搭配教学课时，使教学内容更符合高职特点，同时又适应学生的学习实际。因为，高职学生分析问题、解决问题的能力和知识结构相对较弱，独立的知识体系不仅使学生感到学习困难，同时也给教学带来阻碍。

2）将组合变形等内容，合理地与构件的变化形态以及应力分析有机结合，在学习新知识的同时，及时复习旧知识，新旧知识成为一体，促进学生的整体学习。特别是探索构件及杆件的力学规律性，间接地进行探索性意志和能力的培养。

3）适当增加与当地经济发展相适应的专业性知识，如机械加工、机电产品制造、市场材料分析等。潍坊是山东省最大的机械加工基地，有潍柴动力等一大批先进的机械、机器制造企业，适当扩展和增加与就业相适应的专业知识，对学生将来的就业和技术改造与探究加工技术具有重要的现实意义。

4）适当增加演示和学生实验。现行的高职工程力学中，演示实验几乎没有，课后的学生实验不足10个，而且实验的操作安排和结构层次不够合理，与教材的对接相差较大。为此，在研究教材的基础上，重新编排高职工程力学实验，使每一章节都有演示实验，每一单元都有学生实验，而且实验的内容与学习内容一一对应，体现了现代教育理念下的教学思维，赋予探究性学习以新的内涵。

5）与同济大学联合编辑出版3年制高职工程力学教材，与清华大学联合编辑出版2年制高职工程力学教材，使教材建设与课程同步，达到课程体系建设既注重教材，又进行知识体系结构改革的目的。

通过课程改革，一方面扩大学生自主学习的空间，体现了以生为本的教育理念；另一方面通过课程改革，适应了当地经济建设的需要，渗透了探究性学习的理念，为进一步培养学生的探究精神和创新能力创造了条件。

2 以课程体系改革为突破口，优化课堂教学方法

高职学生不同于普通工科大学的学生，他们思维比较能力相对灵活，但创造性思维能力相对较弱。在教学中必须面向全体学生，积极改革课堂教学方法，尤其是对那些理论性强、数学知识综合运用较多的内容，应采取适合学生个性心理特征的教学方法，以弥补学习能力之不足。在教学中，常采用案例导向和教具导向教学方法，坚持科学性和思想性统一，做到理论联系生产实际，遵循直观性原则中由浅入深、由易到难、由近及远、由简到繁的认识规律，达到“教学、学习、探索、研究”四位一体的教学目的。

如力是一个抽象的概念，课堂教学中运用案例、教学模型导向，充分利用实物、力学模型、卡片、计算机多媒体等手段，增加学生的感性认识，从而加深对理论知识的认识与理解。再如，讲授圆轴扭转时，借助软橡胶棒（教具）的扭转变形帮助学生理解剪切变形和剪应变；讲授直梁弯曲可利用两块等长、等截的长方形木板钉在一起模拟木板的变形，进而理解内力是剪应力和弯矩。这样，通过具体的观察、形象思考、抽象的分析，使学生在课堂上一步步得到启发，其形象思维、抽象思维、创造性思维和逆向思维得到发展，不断提高其探索、研究问题的能力，有效地促进难点的转化。

教学中对于基本定理、基本公式的推导重点是阐述分析问题的思路，发掘问题的内在规律性。如材料力学4个基本变形中横截面上应力平衡条件、应力的几何条件以及应力与应变之间的物理条件，着重分析应用公式的物理意义，让学生从不同角度分析事物本质的和非本质的属性，加深对问题的理解，学会基本的探究问题方法。

3 密切联系生产实际，科学实施能力培养

高职工程力学与机电、机械类专业的其他专业基础课程一样，它的应用性相对较强，尤其是与生产、建设等领域联系密切，在密切联系生产、建设实际开展有效的探究性教学改革方面，进行大量的实践教学探索。

教育心理学研究认为，学生的智力包括解决问题的定向能力、表达能力、组织能力、动手操作能力、迁移能力和创造能力，都是研究和探索能力的重要基础，在这些基础能力中动手操作是核心，它的最高目标是培养学生的综合职业能力和创新能力。心理学研究还认为，意向是学习的动力，学生的学习过程是一个以“意向是动力”为核心的智能发展过程。因此，教师在教学中，特别是在课堂教学中，要善于运用问题导向教学法，利用现实的、与生产联系密切的、与专业联系密切的具体实例启发学生发现问题、探索问题、研究问题。一切的研究和探索都围绕提出问题开始，只有在教学中注意引发问题，才能激发学生的思考能力，才能培养学生探究问题的良好思维习惯。

如应力分布，教师可提问：为什么同一材料在受力时不同地方的应力会不同？最容易破坏的地方在哪里？为什么铸铁受压时应力大，受拉时应力小？启发学生用截面法、平衡条件等有关知识来分析解决具体的问题。讲授压杆稳定时，除联系机械、机器中的某些轴承、连杆、凸轮机构中的顶杆、支承机械中的千斤顶外，密切联系体育活动中的撑杆、链球、铅球，日常生活中的拖把杆、高档衣服架，体育馆的钢架结构顶棚、跳水跳板，高架桥立柱、高速公路路面等现实生活、生产和体育活动中的压杆，进行剖析，引导学生理解压杆的特性，掌握压杆的特点和分析过程，使学生通过实物分析，初步接触探究问题和研究问题的基本思路。

高职工程力学中的压杆、构件、杆件是一个广义的工程名词，学生学习后普遍认为，它们都是一些比较小的工程材料。其实压杆、构件、杆件包括一切工程材料，小到微小的螺丝钉，大到高速公路路面。如果给学生讲清楚且加以引导，学生的逆向思维就能得到拓展，探究问题的能力会得到提高。

4 强化实验教学研究，拓宽教学领域

高职的培养目的是为生产、建设、服务、流通等培养高中级技术人才，它对人才的培养要求相对较高，一方面是要具有一定的专业基础知识和较高的道德品质，另一方面应具有较强的操作技能和创新能力。学生的操作能力即实践创新能力只通过课堂的讲授教学是远远不够的，必须通过实验教学来培养，这是因为实验教学既能体现教育教学思想，强化思维意识和思维能力培养，又能强化探索和研究能力的培养，特别是对于学生的探究方法以及探索问题的实践体验，具有重要的现实意义。

在高职工程力学的静力学和材料力学中，解决问题的关键是受力分析和截面法求内力。虽然这些知识课本安排的内容不多，但抽象又比较难理解，而且对完成整个教学任务起着举足轻重的作用。为解决好这个问题，在实际的课堂教学中，积极引进演示实验和学生实验，效果很好。如用模拟梁演示简支梁的约束反力，用三角构架演示它的整体受力和解除约束后的各杆件的受力，用能重新组合的模拟梁演示平面假设和截面法求内力。通过这些从立体到平面的有针对性、有协作的教学和形象演示，学生不仅对知识有了全面的掌握，重要的是通过演示实验，形象化地再现了课堂教学中学习的重要知识，使学生接触到探究问题的基本方法，特别是对一些现象的理论解释，更能激发学生的探究欲望和逆向思维，更能培养学生的探究精神。

现代教育理论普遍认为，实验是提高学生职业能力的重要环节。在高职工程力学教学中，实验是开拓思维、培养动手能力的重要环节，是力学教学的重要组成部分。因此，在教学中教师要充分利用教具做好力学实验，要让学生通过分组实验操作培养其团队精神，让他们在实验操作中有所创造、有所发现、有所探索、有所研究。现在，积极创造条件，开放力学实验室，并将工程力学的课程教学实验课时调整为18课时，加大实验教学改革力度，改进实验教学方法，特别是对于培养学生的探究能力具有重要的作用。加大实验操作考核力度，要求人人过关，将实验成绩纳入学业成绩考核。

力学材料实验室是目前潍坊科技学院重点建设的实验室之一，也是高职工程力学实验教学的主阵地，现在正组织机电、机械类相关专业的学生，借助这个实验平台开展实验教学改革与创新，加大学生探究性实验教学的力度，不断完善力学实验功能，强化研究能力培养。另外，积极组织成立高职机电、机械类专业课外活动研究小组，面向寿光蔬菜经济实际，深入开展大棚力学结构调查、力学结构设计、透光性原理与热量转化研究、自动控制温度和湿度研究、自动机械控制研究和补充光源能量研究等多项重大课题，及时弥补学生课堂学习中的不足，为探究性教学提供第一手实践素材，也不失为一种探究性教学的好方法。

5 综合考核，实现教与学的有机统一

网络环境下如何改革工程力学考试评价体系，从哪些方面入手，一直是教育教学工作研究的新课题。网络环境的教学考试评价，应注重人的情感，尊重人的个性发展水平；应体现现代教育思想，应与时俱进，科学发展；应动、静态有机结合，科学规范。

1）教学考试评价应紧密联系教学全过程，旨在揭示学生解决具体问题的能力，而不是针对某一特定的结论。对于作为专业基础学科的工程力学，积极创造合适的机会，采取更加灵活的考试方法，或开卷，或讲座，或讨论，或实验验证，或小制作，充分展示学生自己对探索过程的理念、观点和意向间的内在联系，全方位反映学生对工程力学的学习情况，使学生的学习更加适应网络这个特定的教育环境和课程改革之需要。

2）采取更加灵活的考核考试方法。一方面，教师可以给学生选择机会，让学生在网络环境下充分展示自己已经拥有的知识、技能、态度和习惯等。如学习了一个单元或章节后，让学生借助网络总结一种学习方法，或完成一个小论文报告，或制作一个小的产品，或探索解决力学问题的一种途径。另一方面，通过网络小组的形式进行评价，更加有利于缓解由于成绩评定给学生造成的心理压力，培养合作精神。此外，教师可以让学生一人一机，或借助网络，或回家独立完成，或以小组的形式让学生集思广益来完成考试的任务。这样，学生会充分体会到网络的内在优势，体会到合作带来的快乐，体会到学习的快乐。

3）考试评价的标准不应只限于一个，允许一个问题有一个以上可解决的方法或答案。网络环境下，人的意识、思维方式、解决问题的方法都发生很大的变化，特别是随着计算机媒体的普及，各种各样的游戏、网络猜想等灵活的思维模式，使学生的创造性思维活动达到有史以来最大的开发，直接影响到学生解决问题方案的取舍。同时由于面临问题时，特别是实际问题时，人们视角不同，理解不同，解决的方式也不同，势必给学生解决问题提供不止一个正确或合理的答案。因此，工程力学教学考试评价不应局限在一个或只允许一个正确的答案上，教师应让学生自由发挥，使学生养成多维的解决问题的行为习惯。考试方法尽量实施开放式模式，比如让学生动手制作一个新产品或探索解决力学的一种方案，或通过上网查询提供几种解决问题的方案，这样学生就会自然而然地养成解决问题的良好习惯。

4）命题多样化。一改以往只有选择、简答、分析、综合等题型的命题方式，尝试提出一种方案让学生讨论，或者给出一个实例让其分析，通过讨论或者分析，起到回顾、总结、学习、提高的目的，激发学生学习兴趣的同时，使工程力学考试更加贴近教学实际。

5）成绩评定体现学习过程。在评定学生学习工程力学的成绩时，将课堂学习、课后作业、实验学习、探究讨论、论文报告和综合笔试整体纳入成绩评定范围，充分调动学生学习工程力学的积极性，有效地进行考试与成绩评定改革，成效显著。

总之，高职工程力学课程体系建设与综合考核模式的研究，必须突出实践性这个根本原则，必须以学生为中心，也只有立足教学、科研、学习、考核实际，才能真正实现课程体系的最优化。

[1]韩瑞功.工程力学[M].上海:同济大学出版社,2009

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1671-489X(2011)03-0014-03

10.3969 /j.issn.1671-489X.2011.03.014

*山东省教育科学“十一五”规划重点课题，编号：2010GZ052。

作者：韩瑞功，研究生学历，副教授，中国物理学会高校会员，21世纪高职高专教材编写委员会副主任委员，承担山东省和国家级课题4项，主要研究方向为理论物理及应用研究。