《工程力学》课程教学方法改革的探索

张旭

摘 要：該文结合《工程力学》校级优秀课程和教育教学改革项目的建设，探讨当前课程教学过程中存在的问题。在教学理念、在线教学和成绩评价体系等方面，进行《工程力学》课程的教学方法改革。实践表明，在线自主学习及辅助训练方式增强了课程内容和训练素材的针对性，减小了学生的学习压力，大幅提高学生的学习兴趣和效率；同时，课程成绩评定包含了学习过程和综合能力的考核，达到全面评价学生学习成果的目的。

关键词：工程力学 个性化培养 在线教学 成绩评价

中图分类号：TB12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0233-02

《工程力学》是许多工科学生感到困难的专业技术基础课，它不仅对学习后续专业知识起到桥梁作用，而且对培养学生的逻辑思维能力和解决工程问题的能力都有重大影响[1-2]。近年来，《工程力学》课时不断缩减，学生课业负担加重，在有限的教学时间内掌握力学课程内容变得越来越困难。此外，每个学生的学习能力和基础以及学习目标也不尽相同。

该文将因材施教理念、个性化培养及其相应的在线学习和训练手段引入该课程学习，大幅提高了学生的学习效率和兴趣，有效减小学生的学习压力，也增强了课程内容和训练素材的针对性。同时，还将学生学习的能力、态度和自主性以及独立思维能力计入课程的成绩评价，既注重了期末考试成绩又强调了学习过程，从而达到综合评价学生学习效果的目的。

1 “因材施教”理念和个性化培养

为了使越来越多的国人能够享受到有限的教育资源，现代教育已经像工业品一样走向规模化发展之路。当今教育要在有限的教育年限内让尽可能多的学生掌握越来越多的现代知识，大班授课的培养方式距离孔子带弟子的“因材施教”模式越来越远，千人一面成为当前制约中国学生人生发展的一个短板。自古以来，因材施教是教育理念中的最高境界。

古人云：“授人以鱼，不如授人以渔”，提高学生的学习能力比教会他们知识更重要。如今，科技发展日新月异，新知识、新技术层出不穷，教师不可能在有限的教学时间内传授学生终身享用的知识和技能。在目前大班授课的教学环境下，采取适合于每一个学生个性的在线自主学习及辅助训练模式，是弥补大班课授课不足的有效措施，同时也是培养学生的自主学习习惯和能力的重要手段，具有重要的理论价值和现实意义。

2 在线教学方法

通过对《工程力学》课程教学内容的分析和研究，确定利用计算机完成主要知识点的学习内容动态生成和相应训练素材求解的具体思路。采集学生的个性特点和培养目标，利用CASes[3-6]强大的代数、数值计算和图形显示功能编制相应程序，实现适合于不同学生的自主学习内容及其相应辅助训练素材的在线动态生成，使每一位学生拥有一个了解自己基础和学习目标的私人教师。

学生根据自己的学习状况和学习目标，选择合适的难度系数和题目类型，由在线辅助训练系统动态生成习题，且该系统引导学生逐步掌握力学课程重点内容并给出习题答案。以梁内力图绘制为例，初学者可设置较低难度系数获得简单习题，程序会提示求解步骤：计算支反力、对梁分段、计算主要截面内力、分段绘制内力图；有一定基础的学生可设置高难度系数，程序生成较难习题，给学生提供挑战和锻炼机会。不同难度和类型的习题满足不同层次学生的需求，改变了原来静态文本的教学方式和固定的训练模式。从而实现重点知识训练的针对性，提高了学生的训练效率，形成因材施教和个性化培养的新教学形式。

3 加强成绩评价综合性

《工程力学》课程成绩评价的依据应包括学生的学习能力、学习态度、学习自主性以及独立思维能力等方面，因而在本科生力学课程的教学实践中进行了课程成绩评价方法的改进。在注重期末考试成绩的同时，还强调了学习过程和实践教学环节的测评。

3.1 命题和阅卷规范化建设

目前，该校《工程力学》课程是材料学院、纺织学院和机械学院共约600名学生的必修课。主讲教师6名，均具有博士学位，其中教授2人，副教授3人，讲师1人。教师上课采用相同的教学大纲、教学计划以及课件，并在学期期末进行同一试卷的集中考试。

一方面，建立规范的命题和审题制度，以做到试题内容的科学性和试题编制的规范性。首先，指定一名主讲老师负责命题；其次，指定另外一名主讲老师进行审题；再次，指定一名主讲老师对试卷进行试做；最后，根据试做过程中发现的问题，全体主讲教师共同确定考题。

另一方面，建立严格的试卷评分标准，以减少评卷过程的考试成绩误差。首先，细化评分标准，直接匹配答案要点和得分，不随意评分；其次，主讲教师采取集中、流水评阅试卷，以提高阅卷效率和评分准确性；最后，分别采用卷首大题相加核分和各小题相加核分的方式核定试卷成绩，以减少核分中的偶然失误。

3.2 作业习题册编制

依据《工程力学》课程的教学大纲，按照教材章节顺序编排，知识点分布均衡，题型丰富多样，难易配置适当，并以注重对基础知识的练习和基本能力的培养为目的，编制作业习题册，从而让学生更好吸收、领悟教材知识。

同时，通过教师仔细批改作业，归纳总结作业中出现的问题，准确掌握每个学生的学习状况，以便学生有针对性地进行薄弱知识点的重复训练。而且，还设置了一个力学学习资料宣传栏，用于公布力学教研室全部教师的课表以及随着课程进度分批公布作业答案，方便学生自主安排学习内容和时间。

3.3 随堂测试实施

随堂测试是力学教学过程中的一个重要环节，应结合课程的重点内容以及考点，考查学生学习课程的效果以及分析工程问题的综合能力。通过监控学习过程，及时把握学生的知识和能力的发展水平，培养和测试学生的综合能力，以便更全面、客观、准确地评价学生的学习成果，达到有效避免个别学生考试投机的不良现象。

4 结语

以学生的自主、独立学习以及探索、创新能力的培养为目标，对本科生《工程力学》课程的教育理念、教学方法和成绩评价体系进行了改革。利用CASes编制的学生自主学习内容及相应辅助训练素材动态生成程序，激发学生学习的积极性和主动性，加强学生自主探究的学习能力，从而达到因材施教目的。改革以往仅看期末考试成绩的考核方式，设置作业评阅和随堂测试等多项考核内容和指标，建立注重学习过程和综合能力的成绩多样化考核体系，进而综合各项考核指标评价学生的学习成果。

参考文献

[1] 王瑾，赵亮.工程力学课程教学方法改革研究与实践[J].中国现代教育装备，2009，87（17）：60-61.

[2] 邢静忠.计算机代数系统Maple在力学教学中的应用探讨[J].力学与实践，2010，32（4）：96-101.

[3] 叶志明，刘红欣.Matlab和Maple系统在力学教学中的应用[J].力学与实践，2006，28（2）：76-79.

[4] 孙利霞.Maple在线性代数中的可视化教学[J].长春师范学院学报：自然科学版，2005，24（5）：28-32.

[5] 孟宪吉.基于计算机代数系统环境下的数学分析教学研究[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2014，32（4）：545-548.

[6] 丁洲祥，李涛，白冰，等.Maple在土力学与基础工程研究型教学中的应用[J].力学与实践，2013，35（6）：87-89.endprint