职业教育工程力学课程改革思路

张玺

（兰州资源环境职业技术学院安全工程系 甘肃 兰州 730021）

1 引言

力学类课程在大土木类专业背景下对学生后续专业课程的精准把握和深层次的理解至关重要，可以说力学类课程是一种“工具”，核心专业课则要用这“工具”去分析和领会。在以往的教学过程中，力学类的课程以及一些例题和习题都过于侧重计算，而缺乏分析和判断能力的训练，导致学生在后续专业课程和工作中无法灵活的应用。这种不通过精确计算而快速判断和分析的能力对于工程师而言非常重要，而这种能力的养成就需要对现行的力学课程的教学进行全方位多层次的改革。

2 现状分析

力学经过若干年的发展已经形成了一门成熟且系统化的学科体系，可以将力学分成三大分支：经典力学（如：理论力学，材料力学，结构力学，水力学等），计算力学，概念力学。经典力学的任务：根据力学的原理，研究外力和其他外界因素作用下，计算杆件的内力和变形、验证强度刚度是否满足要求、判断稳定性及动力响应特征等问题。经典力学已经有了成熟的教材和教学体系，高职教育中也普遍开设了相关的课程。计算力学是以经典力学为基础利用计算机高速计算的优势对构件或结构进行分析和判断。目前市面上诸如：SAP2000、ANSYS、PKPM、NASTRAN、ADINA等软件已经随着智能化发展而兴起，相信在不久的将来会渗透到课堂教学和施工现场中。目前在高职教育中还未有涉及。概念力学则强调杆件或结构受力规律和变形趋势，其培养的是不通过严密的计算，通过结构形式，受力特点，约束类型等因素，快速分析和判断结构的内力变化和变形规律。这种能力的培养有助于工程师用力学的眼光在施工现场快速分析和判断一些实际问题，及时发现一些施工错误。这方面的教学在国内外还未有任何发展。

3 改革方法和思路

3.1 教材改革

（1）对于教材内容的精炼。无论是计算力学还是概念力学，经典力学永远是“源”，失去这个源头，便无从谈起。一般高职院校力学类课程学时有限，可以结合学生实际情况和专业特征重新安排力学教学内容，在保留经典力学主要方式方法的同时，压缩部分章节，给概念力学腾出空间。

（2）对于教材的例题和习题的重构。市面上大多数力学类教材都过分侧重于计算，学生完成例题和习题后，只会使用教材中所讲述的方法，并没有对杆件和结构进行更深入的分析，例如：为什么构件此处内力大？为什么此处变形较大？结构特征对于内力变化有何影响？有什么规律可循？能否不通过精确的计算而快速分析和判断？如何通过荷载类型、约束特征快速作出结构内力图？等一系列的问题有待挖掘。总之，在教学过程中不仅要注重基本力学原理的讲解和应用，更不能忽视对题目计算结果的概念力学角度的分析和挖掘。培养学生快速分析和判断的能力。

3.2 教学方法的改革

传统教学中“填鸭式”的教学方法，由于力学类课程课时紧张，内容量大，课程难度大等原因，广泛的用在课堂中。学生无法及时消化和领会知识内容，就更无法养成概念力学的分析和判断能力，只是学会了机械式的计算。因此，结合前面提到的课程教材的改革，压缩经典力学的教学内容。在课堂中留出时间，设置问题让学生对计算结果进行有效的分析和判断，如此既活跃了课堂气氛，又激发学生的兴趣，同时培养了概念力学分析和判断的能力。从而大幅度提高课堂的教学质量和效率。

3.3 力学课程与专业课程的融合

力学类课程最重要的就是应用，可以应用在后续的专业核心课的学习中，专业课和力学类课程的教师要共同去开发和挖掘专业课程中涵盖的能用力学知识分析和解决的问题。有必要时在日常的教学研讨中可以共同去探讨，既丰富力学课程教师日常教学素材，又为专业课程教师在专业课教学中因苦恼学生力学基础差，无法深刻理解专业问题带来了便利，确保教学质量的提高。

3.4 案例库建设

素材的建设和积累，依靠各个专业核心课程的教师在教学过程中深度挖掘，通过收集和整理，可形成一套丰富的多课程化的概念力学教学案例库。案例库的形成将有利于丰富日常概念力学教学的过程，有利于概念力学教材的编写，有利于学生课后自我强化学习等多方面的优势。

4 讨论

目前，国内外无论是教材、教学方法、教师等方面研究概念力学的教师很少，也没有形成一套行之有效的系统的课程体系和教学方法。进行教学的改革既要改变力学课程的传统教学的课时和方法，又要有概念力学体系和经典力学体系相结合的教材。要完成这样的任务则需要学校的支持和各个专业老师的通力配合，以课题或者教学改革项目的形式进行。

5 结论

概念力学所强调的不通过精确的计算而快速的分析和判断结构的受力、变形，稳定性等特征，对于学生来讲无论未来从事设计还是施工方面的工作，在遇到实际问题时都能进行快速的分析和判断，提高工作效率和改善工作质量。而传统的力学教学过程恰恰不能培养这种能力，因此，对于高职土木、水利、交通类的专业，力学类课程的改革就显得尤为迫切。