初探工程力学教学改革

杨长青

摘要：工程力学作为一门重要的理论课程，对初步培养学生的理论物理思维与研究方法有着极为重要的作用。但目前部分院校的力学课程在教学中依然存在许多缺点，教材中的内容与普通力学中的内容重复，落后的教学手段和方法不能充分发挥其培养学生的学习、创新能力和促使学生科学素质育成的作用，因此，改革工程力学教学迫在眉捷。本人在结合自身教学实践的基础上，推荐采用项目式教学法。

关键词：工程力学；教学改革；项目式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）29-0262-02

高等职业院校中工科专业开设的一门主要的技术基础课——《工程力学》，这门课程知识涉及到许多工程应用领域。学习该课程要求学生须掌握基本的力学知识，为日后工程实际中碰到的力学问题的解决提供了理论基础，另外力学知识对培养创新思维也是大有益处的，掌握力学知识的多少是衡量一名工程技术人员发展后劲的主要因素。该课程概念多、理论性强、内容抽象且理解难的特点，增加了教学的难度。据以往整体的教学情况看，相当一部分学生因学起来吃力造成心理惧怕。总结本人多年教学实践经验，就如何提高工程力学的教学质量提一些看法。

一、工程力学课程和教学中存在的问题

（一）从其课程来看，存在的问题主要有两个

1.教材与普通力学的内容重叠较多，且过于繁琐。目前，学生所使用的教材包含理论力学和材料力学两个部分，总共二十多章，每章又有若干小节，而且理论力学部分许多内容是与中学普通力学相似的，加上在教材的编排过程中也没有较好地将各章节内容融会贯通，导致学生在学习过程中出现盲目心理，不知道哪章是重点，学这章干什么，与前后章节有何关联，因此很多学生学习某章节内容时往往感觉不到其重要性，于是不用心学，自然也就难学好了。

2.课时量偏少，学生没有足够的学习时间。相比其他专业课程，许多学校在工程力学的课时安排上都显得偏少，一般只有2～4节课，经常是上一章的内容学生还没来得及消化，新的内容又讲完了。于是，工程力学课程和机械制图课程一起被学生称为是考试通过率最低的两门课程，尤其是对于自考生，工程力学是作为国考科目，而学生自身物理和数学基础又比较薄弱，学起来更是难上加难。

（二）从工程力学的教学情况来看，最突出的问题是：教学方法和手段较为落后，课堂教学无法激起学生的兴趣

1.“填鸭式”的落后教学方法依然占领着主导地位，这种在教学中以教师为主体，学生被动做听众的教学方式，使师生间的互动性差，在这种被动形式下，学生不能表达自己的真实想法及观点，自己的疑问也不能及时反馈给教师。

2.学生因数学基础差而产生抵触心理。力学是由数学演变而来的，是数学的化身。两者紧密相联，只有数学基础学扎实了，工程力学学起来才不费劲。目前，在高职院校中，不少学生在刚开课的工程力学中已了解到它与数学的密切关系，感觉到工程力学的难度，且因考试中通过率低从而给学生造成心理上的压力非常大，特别是数学成绩差的学生，抵触工程力学的心理由此产生。

3.教材内容不足，考核方式单一。因教材是教学中最基本、最重要的依据，所以教学质量的提高首要问题是选好教材，但目前高职院校所用的工程力学教材基本是本科教材的一个压缩版，这些教材基本忽略了高职院校的教学特点，教材内容层次上差别也不大，面对就业渠道多样性的高职院校学生，根本无法满足这些不同层次、专业的学生的学习需求。另教材内容着重理论知识，严重缺乏学生的实际动手实践，更不利于培养学生的实际应用能力。而这种工程力学教材仅以闭卷考试为主，而考试中的内容也多是教材中的理论依据，学生只需死搬硬套教材中的公式即可解决问题，更别说可以将这些公式、概念运用于工程实际中，这样就远离了高职院校培养学生的目标，更脱离了社会对学生的要求。

工程力学课程有一个很大的特点，就是其理论知识简单明了，并且和中学物理多少有些关联，而主观题型却又多为抽象的力学模型。这种情况导致的后果是，学生在理解概念的过程中，往往会认为它就是中学物理，于是没有花工夫去认真琢磨；而解答力学题目时，又因为无法迅速在现实中找到相应的例子，加上理论知识运用得不够熟练，导致束手无策。

二、工程力学教学改革的建议

作为工科专业一门主要的技术基础课工程，力学课程知识涉及的领域广，包括机械类、建筑类在内的许多专业都要开设这门课程。目前，对于这门课程的改革已经有许许多多的模式，相比之下，本人比较认可项目式教学法。

（一）区别项目教学与传统教学

项目教学法是教学活动中师生们共同实施进行的一个完整的项目工作，须满足如下条件：一定教学内容的学习应具有一定的应用价值；教学课题中的理论知识与实际技能应相互结合；与现实商业经营活动或者企业实际生产过程应有直接关系；学生有在一定时间范围内独立制定、实施计划的机会，并有自己自行组织、安排的学习行为；成果展示应明确且具体；在项目工作中遇到的困难、问题，学生能自己克服并处理；项目工作难度要求学生遇到实际问题应运用知识、技能去解决；项目工作成果应在学习结束时师生进行共同评价。

项目教学与传统教学的区别可由下表得知：

（二）实施项目教学法的步骤

教师开展项目活动题目时，应根据课程教学大纲、学生的兴趣及能力、地方资源等条件进行选择，然后初步计划应根据项目活动的基本结构框架来设计。五大关键环节和三个主要阶段的结合形成基本结构框架。实施项目活动时教师要提前做好准备，充分设计好活动的各个环节，实行活动时应根据学生的实际情况进行灵活的安排。

例：在2008-2009学年的第一学期，依据实际情况，我们给出了力学系实习车间屋顶的强度计算、力学系实习车间吊车梁的强度校核及改进措施、不同支承条件下的弹性薄板的变形计算等多个题目，结合其中一个项目：“力学系实习车间吊车梁的强度校核与改进措施”，下面来阐述一下项目教学法的实施步骤。

1.三个主要阶段。

第一阶段：活动的开始。教师为了解学生的已有经验及对讨论项目的题目的认识，让学生们把他们的已有经验和知识用不同方式的表达出来，就在学生讲述自己的经验，表达自己理解已知概念的同时，学生们的兴趣已在不断增加，在教师的帮助下已能逐步设计自己的活动了，学生在设计项目活动中遇到的问题也在教师的帮助下学会了调查，在教师启发下得以解决。

吊车梁属于常用设备，通过教师的启发学生在讨论中掌握了其构造、使用功能以及存在的问题，进一步了解当前结构情况下的强度校核、初始挠度的作用、对比工字梁与葙形梁的优缺点、问题的存在与措施改进、后梁改进的强度计算等。

第二阶段：活动的开展。为学生走出教室到实地工作创造机会，教师为学生提供资源，帮助他们进行调查并提供各种建议，学生运用自己掌握的基本技能，根据自己的水平选择表达的方式。为使学生能相互了解他们的工作，通过经常讨论自己的工作彼此互提建议和帮助，教师可采用个人展示、汇报和组织小组讨论的方法以取得活动的顺利开展。

明确目标之后，查阅国内外吊车梁的有关资料，学生结合已掌握的力学知识对比分析不同类型吊车梁，针对目前使用的吊车梁中存在的问题，提出相关改进方案，并与教师共同讨论最终确定改进措施。

第三阶段：活动的结束。为让学生总结活动的意义，并让学生表达自己的研究成果，教师可通过集体讨论、集体答辩等的教学形式，帮助学生选择不同方式、内容有目的地将此次活动的全过程及成果分享出来，让学生们回顾、评估整场活动，并用有想象力的方式加强了学生的记忆，由此让学生产生新的想法和发展学生对该项目的新的兴趣，从而转向下一个新的项目活动的开展。

2.五大关键环节。

构成项目活动的基本框架是因为关键环节能灵活穿插在三个阶段中的，其他细节活动也都是围绕这些环节所开展的，这五大关键环节包括：实地考察、调查、表达、讨论和展示，称它为五大关键环节是由于：①仅用三个阶段来做计划根本不够具体；②这五大关键环节给学生们提供了一个清晰的活动框架，帮助学生清楚了解自己需要干些什么。这样极强的结构伸缩性，让学生在这个结构框架的指引下，用独特且灵活的方式通过各种不同努力最终成功地完成各自不同的工作。

总之，项目教学突出优点就在于将实践与研究融入教学过程中，与传统教学有机结合相互补充，所以在工程力学教学中实施项目式教学法是十分有帮助的。

参考文献：

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