高职高专《工程力学》长效教学改革方法

王 慧

(淮南职业技术学院煤矿机电系,安徽淮南 232001)

高职高专《工程力学》长效教学改革方法

王 慧

(淮南职业技术学院煤矿机电系,安徽淮南 232001)

《工程力学》是工科专业一门主要的专业基础课。在长期教学实践的基础上,提出目前高职教学中存在的四种突出问题,并从加入人文素质教育、项目导入式教学、MATLAB作为辅助教学手段和改革考试方式等方面完善和丰富教学手段,解决教学难的问题,在实际运用中收到良好的效果。

工程力学;教学改革;高职高专

工程力学是机械类专业必修的一门专业基础课。它涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,是解决工程实际问题的重要基础。课程难度大、内容多,要求有较强的理解能力和逻辑思维能力。如何教好这门课,如何让学生学好这门课,一直是任课教师研究的课题。

1 工程力学教学中的突出问题

1.1 内容枯燥,学生不感兴趣

对于一门新课程,当学生看到工程力学的目录和书中众多的公式后,多半都会打退堂鼓。“这门课好难呀,我一定学不好”是大多数学生的心声。所以,在一开始上这门课时,学生都已经有了抗拒心理和“学不好”的心理暗示。这就要求我们老师在最初的几堂课要充分消除学生的恐惧心理,让他们慢慢融入到你的教学当中,并逐步适应工程力学的学习节奏。

1.2 概念多、公式多、难点多,学生记不住

《工程力学》的性质决定了它就是一门“三多”课程,即概念多、公式多、难点多。对于主观能动性较差的高职学生而言,这无疑是极大的考验。“学了后面,忘了前面”是一个普遍的现象。对于公式,如何让学生做到讲过即用、往哪里用,是课改的另一个难题。

1.3 课后练习不会做,知识点不能举一反三

在以往的教学过程中,有些学生听得懂例题却做不好习题,这说明学生还没有把知识点完全吃透,解题思路被固定在例题当中。这一点,在期末考试中体现的尤为明显,也是学生成绩上不去的主要原因之一。

1.4 传统纸质考核方式,学生不及格率较高

闭卷纸质考试是《工程力学》最主要的考核方式。在试卷难度略有下降的情况下,学生的考试成绩反而每况愈下,不及格率逐年上升,让批改试卷几乎成了任课老师一项不可能完成的任务。这都让我们不得不去思考到底要怎样才能上好《工程力学》这门课。

2 长效教改方法及手段

2.1 融入人文素质教育,提起对力学的学习兴趣[1]

《工程力学》内容严谨,充满科学性和逻辑性,不能直接通过文字或图片感受到美感和趣味,但它本身是具有相当的人文内涵的。在最初的授课过程中,加入国内外著名科学家的介绍,激发学生的热情;或者在课堂上引用社会关注度比较高的工程事故,如楼房倒塌、桥梁开裂、地质灾害等等,吸引学生的注意力;还可以分析《工程力学》中存在的辩证唯物主义的认识论和方法论。比如空间任意力系和其它各种力系就是普遍性和特殊性的辩证关系;再如剪切应力和挤压应力的计算公式是来源于工程实践中的经验公式。这体现了认识来源于实践,实践又反过来指导认识活动的辩证唯物主义思想。

2.2 项目导入式教学

针对学生不能把公式和理论学以致用的问题,可以在教材的编写上辅助解决。编写时可以打破理论力学和材料力学的界限,突出工程应用,对传统的教学内容体系进行分析和重组,强化例题和习题对概念和原理的深化和理解功能[2]。例如,可以把《工程力学》分为以下六个项目：拉压构件的强度计算、连接件的强度计算、梁的弯曲强度计算、圆轴扭转强度计算、构件的变形与刚度计算和压杆的稳定性计算[3]。该思路以构件的强度设计、刚度设计和稳定性设计为教学重点,将静力学和材料力学内容重新组合。以外力计算内力计算应力计算强度和刚度计算为线索,构建工程力学课程的应用型内容体系。

2.3 针对不同的专业,教学内容适当做调整,制定不同的整体设计和单元设计

根据力学教学内容涉及面较广和专业对力学课程教学的要求不尽相同的实际情况,对不同专业的学生制定不同的整体设计和单元设计[4]。我们可以在例题、练习以及课程结合实际的过程中去照顾到不同专业对力学的需求。例如：纺织服装专业,可以引入棉花打包机传动和承载构件的设计;模具专业,可以引入合模机传动构件的设计;机械维修专业,可以引入数控机床主轴的设计、厂区行车大梁的设计等等。

2.4 使用MATLAB作为辅助教学手段

想要创新《工程力学》的教学模式,就必须引入现代的信息技术和计算机技术。把MATLAB作为辅助教学工具,将是工程力学课程教学改革的一个新思路[5][6]。

利用MATLAB可以避免大量枯燥且繁琐的计算,减少学生的疲劳感,增强力学建模能力。它还可以扩大力学求解问题的范围,使求解不再局限于等截面直杆的假设前提,对于复杂载荷作用下梁的内力计算,同样能很快给出结果。对不能在课堂上演示的实验,可以通过MATLAB中的Simulink仿真工具箱对各种工程对象进行仿真,灵活地修改输入参数,直观地感受结果的变化,起到事半功倍的效果。

2.5 改革考核方式

传统的考试课,卷面成绩占80%,平时成绩占20%。这与高职现在“重动手,轻理论”的教学理念难免有些冲突。既然培养模式在转变,那考核方式也一定要顺应潮流,朝着更能全面考察一个学生学的好坏的方向在变化,这对于学生来说,也是一个更为公平的考核。

总的来说,课程考核分为两个部分：阶段性考核和终结性考核。其中多样化的阶段性考核可以更为全面地考查学生的学习效果和学习能力,让教师根据考核结果及时了解学生的学习情况,调整教学方案。终结性考核是在老师监督下考察学生对课程的整体掌握情况。在分数的分配上,期末考试占30%,过程考核占70%(其中课堂表现(20%)、作业及阶段测试(20%)实验成绩(30%))。

3 预期效果

《工程力学》的教学环节要与高职高专学生的能力、知识结构相适应。可以根据高职高专人才培养的规格和去向修订教材内容,增强实用性和针对性;同时减少教学中不必要的推导和证明过程,加强对理论的应用能力练习。在课堂上,教师要起到组织和引导的作用,充分调动学生的积极性,不仅“听、看”,更要“想、练”,争取做到“不是老师教的会,而是学生学的会”。从根本上消除学生对《工程力学》的恐惧和抵触心理,寓教于乐地去学习,以求达到可以学以致用的良好效果。

4 结束语

《工程力学》课程改革,是一项长期而又艰巨的任务,我们应对传统的课程体系、教学内容及结构进行科学删减、重新整合,减少教学课时,增加实验实训课时,逐步推进力学教学改革。在着重培养学生综合归纳和知识融会贯通能力的同时,还要积极采用现代化教学手段,还原和展示工程实例,提高解决问题的效率,增加学生的学习兴趣。此外,还要改革传统的考试方法,以顺应素质教育的需要。

[1] 杨艳.重视高职《工程力学》中的人文素质教育[J].长江工程职业技术学院学报,2009,26(1)：78-80.

[2] 谢仲贤.工程力学实训课中“题目引导式”教学法应用[J].力学与实践,2004,(26)：67-70.

[3] 吕庆洲,王慧.工程力学[M].合肥：中国科学技术大学出版社,2013.

[4] 马景槐.工程力学教学改革的研究与实践[J].江苏技术师范学院学报,2005,11(6)：75-80.

[5] 胡玮军,陈梦迁.MATLAB：《工程力学》辅助教学的新工具[J].中国电力教育,2008,(122)：71-73.

[6] Hull Douglas W.Mastering Mechanics I Using Matlab[M].Upper Saddle River：Prentice Hall,1999.

[7] 方治华.以教材建设为抓手,创建工程力学精品课程[J].中国冶金教育,2010,(4)：12-13.

责任编辑：訾兴建

G712

A

1671-8275(2014)05-0059-02

2014-08-25

王慧(1979-),女,安徽淮南人,淮南职业技术学院煤矿机电系讲师,研究方向为先进制造技术。