《工程力学》课程的教学改革与实践＊

姜韶华，王兰红，杨俊燕

（潍坊职业学院，山东 潍坊 261031）

工程力学课程整合了理论力学和材料力学两门课的内容。通过本课程的学习，使学生掌握工程力学基础知识和基本技能；具备运用力学方法分析解决工程中遇到的简单力学问题的能力；同时，培养学生的力学素质，为今后从事生产第一线的技术和管理工作打下坚实的基础。近几年，随着教学改革的深入，教学内容不断扩充，而课堂教学时数相对减少。如何提高课程的教学质量，提高学生运用所学知识解决实际工程问题的能力，确保高等技术应用型人才培养目标的实现，是当下专业素质教育的主流。

1 改革教学内容，增强课程理论的应用性和实践性

遵循教高〔2006〕16号文件精神，以培养学生的能力素质、工程力学基本素养和工程应用为主线，着重基本概念和结论的应用。在对机械设计与制造相关行业和毕业生就业岗位群分析的基础上，通过与企业技师、班组长等基层部门的实践专家进行沟通交流，分析出就业岗位群的实际工作任务，找出职业的典型工作任务，然后根据学生的学习能力和教学条件，将教学内容以真实的工作任务及其工作过程的系统化为依据进行整合，设计出由具体到抽象、由局部到整体、由简单到复杂的基于工作过程的6个项目，如图1所示。每个项目可以包含若干工作任务，每个任务又对应着许多知识与技能。通过完成具体工作任务，训练学生的职业基础能力、工作方法能力和社会综合能力。

图1 工程力学教学内容

2 采用灵活多样的教学方法，提高课堂教学效果

过去的工程力学教学，通常采用启发引导、案例分析、模型演示、分组讨论等教学方法。为进一步提高课堂教学效果，提高学生分析问题、解决问题的能力，激发学习积极性和主动性，我们又引入了项目引导式教学、头脑风暴法教学及思维导图法教学等，并取得了较好的教学效果。

2.1 项目引导式教学

以刚体的受力分析为例，主要教学过程如下：（1）教师通过任务单的形式让学生明确本项目的主要任务，并以资讯单的形式提出一些与本项目有关的问题，如力的分类；什么是主动力和约束力；约束力的类型及约束反力的表示等，学生通过阅读教材、参考书等掌握应具备的知识和技能；（2）学生通过小组讨论，制定工作计划。在该阶段，学生要考虑到绘制受力图的步骤、力的矢量表示、平衡等问题，根据讨论结果，填写计划单；（3）以小组形式展开讨论，分析设计方案，教师可参与其中，帮助其分析方案，然后由学生自己做出决策；（4）学生根据所制定的方案独立完成工作任务；（5）以小组的形式展示所绘制的受力图，然后由其它小组找出受力图中存在的一些问题，如力的方向是否正确、是否多画或少画了力、构件是否平衡等。在该阶段，学生不仅了解了自己绘图过程中存在的问题，知道了改进的方法，还锻炼了学生的语言表达能力；（6）教师根据学生的作品，结合前几个阶段的完成情况做一个客观公正的评价，让学生清楚在画受力图过程中容易出现的问题以及在今后工作中应注意的问题。学生在完成项目的过程中，学到了探索知识的方法，让枯燥的知识变成有趣的体验，增强了学习专业知识的兴趣。

2.2 头脑风暴法教学

采用头脑风暴教学时，要求所有学生都积极参与到创造新思想的过程中。例如，在讲到项目五中最后一个任务“如何提高弯曲梁的强度和刚度”时，为调动学生的学习积极性和主动性，可以采用头脑风暴教学法。整个教学过程按三个步骤实施：（1）起始阶段。教师拿一根锯条，提出要解决的问题“把锯条看做一根梁，如何提高其强度和刚度？”要求学生先进行思考，可以在小组内讨论；（2）意见产生阶段。鼓励每个学生陈述自己的观点和建议。这时，学生会说出各种建议，如将锯条的截面尺寸加大；将截面由平放改为竖放；把简支梁变为外伸梁；在梁的支点间加以支撑等等，甚至有的学生还提出将锯条折断。在回答问题时学生不需要为自己的观点陈述原因，其它学生也没必要立刻对某一学生的观点加以评价、进行讨论或是提出批评；（3）总结评价阶段。师生共同总结、分析实施或采纳每一条意见的可行性，并对其进行归纳和总结。

实践证明，头脑风暴教学是聚合思维训练的一种好方法，可以最大限度的调动学生的学习积极性，鼓励学生进行创造性思维。

2.3 思维导图法教学

工程力学是一门理论性较强的课程，教学中，教师习惯将所讲的大问题用一、二、三这样直线的方式出现，某一问题又可细分为1、2、3，这样看上去比较清晰，实际上学生在听课或记笔记时，往往容易产生视觉疲劳，并且重点不突出，从而不利于学生对知识的理解和记忆。思维导图创造者巴赞说：“传统的记笔记方法是使用了大脑的一小部分（左脑），因为它主要使用的是逻辑和直线型的模式。”思维导图极大地激发我们的右脑，因为我们在创作导图的时候还使用颜色、形状和想象力。

鉴于此，我们将思维导图教学法应用于教学实践中。如在讲授“力的基本知识”这部分内容时，先选好中心议题“认识力”，然后将力的定义、力的作用效应、力的单位、力的三要素、力的矢量表示、力的性质、力系及相关概念作为各个分支与中心议题联系在一起，形成了一个放射状的思维导图。

思维导图不仅适用于新知识的讲授，还适用于知识的巩固或学生的复习总结等。当然，一堂好课往往是多种教学方法并用，并要根据授课内容灵活变换教学方法，只有这样才能取得好的教学效果。

3 进行考试改革，多方位考核学生的知识和能力

考试不仅要考核学生对知识的掌握程度，更应考核其综合能力。近几年，对工程力学的考核，采用了阶段考核、过程考核和结果考核相结合的形式。

3.1 过程考核

主要包括到课率、课堂表现及上课积极参与情况，占总成绩的20%。过程考核主要是学生课堂上参与分析问题、解决问题的表现情况。另外，可以在学生中成立课外科研小组，鼓励学生参与老师的科研活动，通过解决生产实际中的具体问题，提高对知识的应用能力。教师可根据具体情况给出一定的分数。

3.2 阶段考核

包括每一项目对应的大作业完成情况及阶段性测试，占总成绩的40%。阶段性测试，可采取开卷考试的方式，允许学生带自己的笔记本等学习资料进入课堂，促使学生亲自动手归纳总结所学内容，提高学习效果。

3.3 结果考核

由学院组织，学生独立完成的测试考核，占总成绩的40%。考试形式采取闭卷考试的方式，不允许学生带任何学习资料进入考场，因此，能更真实地考核学生对理论知识的掌握程度。

4 改革实践效果

在《工程力学》的教学过程中，通过整合教学内容、创新教学方法与手段、建立科学的考核机制，使这门课程脱离枯涩乏味的特点，克服了过去那种“学生觉得难学，老师觉得难教”的现象，充分调动了学生的学习积极性和求知欲望，提高了教学效果。同时，培养和提高了学生的现代工程意识、工程实践能力及创新能力。提高了学生分析问题与解决问题的能力及团队精神和合作能力，为后续课程的学习及走向工作岗位打下良好的基础，从而更符合高等职业教育人才培养目标的要求。

［1］张晓琴，肖秋莲.论高等职业技术学校的教学创新［J］.科技信息：学术版，2006，（4）：108－109.

［2］贾海梅.浅谈《工程力学》课的教学［J］.科学之友，2008，（11）：127－128.

［3］张定华.工程力学［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［4］焦安红.工程力学：项目教学［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2009.