工程力学课程的教学改革探索

赵静 田建军 陈会斌

摘 要：高等院校工程力学课程仍存在一些问题。课程教学改革的方向应促进教学方法改革，加快地方院校工程力学教学内容与本专业课程的联系性，进一步转变教学理念。课程教学改革应当体现在具体课堂教学中，教师与学生都可感知课堂教学发生的变化，并对创新型教学方式双向沟通。从而不断改进教学方法、累积新的教学效果，才能实现提高学生学习兴趣、提高教师课堂教学效率的目的。

关键词：高等院校;工程力学;教学改革

1 引言

《工程力学》是我国高等院校中机械类、交通类、建筑类等工科相关专业的一门必不可少的重要专业基础课，在基础课和专业课中起到衔接作用，要求学生能够掌握将研究对象抽象化为力学模型的能力，以及掌握相对应的力学基础概念和计算公式，进而掌握解决工程实际问题的能力和分析相关工程構件实际受力问题的能力。并为后续相关课程，如：《结构力学》、《机械基础》、《机械设计》等课程打下坚固的基础。

但是，由于《工程力学》课程公式繁多冗长、理论枯燥抽象、课程内容复杂困难，导致学生在学习过程中普遍学习兴趣较低，课堂教学效果并不是非常理想。为了提高学生对《工程力学》课程的学习兴趣，取得更好的实际教学效果，给后续专业课程做好铺垫。本文中探讨了一种新的教学模式，可简单表述为：课堂翻转——实物教学——答疑点评——课后总结。从当前课程教学实施情况来看，这种新的教学模式得到了大部分学生的认可，取得了较为理想的教学效果。

2 教学改革环节

2.1 课堂翻转

由学生自由组成学习小组，每个小组选出一名组长统筹管理小组工作，教师指定学生小组具体讨论内容。对于讨论内容，结合本校本专业学生实际水平以及学生对本课程的了解情况，不可过难或过易。原因在于：如教师选取内容过难，由于学生基础理论知识相对薄弱，对于教师要求的知识讨论会无可入手，影响教学效果，失去了课堂翻转的意义。反之，如教师选取内容过易，学生轻松讨论就可得出结果，态度上会认为该课程简单易懂，对后期课程繁杂理论及计算报以听听就懂的态度，对课程无法深入了解，影响最终学习效果。

当前，高等院校《工程力学》课时安排大致为64课时或48课时，教材中普遍包括两方面知识：静力学和材料力学。包含如下知识点：静力学公理及静力学基础概念，受力分析、平面力系的等效及简化、物系的平衡、空间力系、摩擦平衡分析等教学内容;轴向拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲、压杆稳定等内容。在课堂翻转实施过程中，部分教学内容适合学生自主讨论学习。如在静力学部分，教师可安排——考虑摩擦时的平衡问题，这一小节内容来作为学生的小组讨论内容。这是因为该小节内容主要应用学生前期学习过的受力分析、平面力系的等效及简化、物系的平衡等知识点，只是加入了学生高中物理已经学习过的摩擦力问题，同时该小节相对公式推导较少，计算难度不大，学生完全可以凭借前期学习内容顺利完成对该小节的知识小组讨论工作。再如，教师在材料力学部分不应安排剪力图和弯矩图部分进行课堂翻转教学，因为该部分与前期学习内容关联性不大，是新知识点，而这部分内容相对抽象难懂，又是材料力学部分教学重难点，理论多、方法多。适宜教师步步引导完成授课，而不适用学生分小组讨论。

对于学生小组，确保每个小组成员都能积极参与，由小组组长向教师提供小组讨论记录或讨论照片等，引导学生积极主动学习和思考，增加课程趣味性，实现课堂翻转。

2.2 实物教学

实物进课堂是引起学生对《工程力学》课程理解，以及对后续相关专业课程兴趣提升的良好方法，当前我国高校《工程力学》课程普遍开设在大二第一学期，学生还未接触本专业课，可能并不了解《工程力学》课程对后续专业课课程的学习重要性。以机械类学生为例，传统教学方法是讲概念、推公式、出计算，难懂而枯燥，学生会有质疑：该课程有什么用？应用实物教学进课堂方法，可解决学生的疑惑。如讲到材料力学——轴模块时，可将汽车半轴放置课堂，由学生动手测量半轴尺寸，教师讲述汽车半轴如何工作。教学做一体，方便学生对后续专业课的理解和领悟，提升学生对《工程力学》课程认真学习的态度。

2.3 答疑点评

在学生前期小组讨论和实物教学环节结束后，教师对学生课堂讨论结果，以及对实物的认识进行本章节本模块教学的内容详细阐述，并回答学生提出的问题。例如：学生在杆的内力和截面法部分学习过程中。结合学生的讨论结果，学生对简单判别方法会存在认识不足，但是截面法是材料力学整体模块非常重要的研究手段，这个部分的知识内容不能有任何忽视。教师应用做详细重点讲述，补足学生遗漏和疑惑的重要知识点。由于对学生掌握程度有针对性，教师的讲解可以目的性十足，同时加深学生对该知识点的理解程度。

2.4 课后总结

对学生课上及课下作业进行批改，结合学生小组讨论情况，检验该种教学模式运行效果。该环节为本教学模式最后一环，将课堂知识点进行汇总，为学生布置下次小组讨论内容，方便学生课后进行预先学习。对学生小组进行考评，将考评结果记入平时成绩。《工程力学》为考试课，最终期末考评成绩由：期末卷面成绩和平时成绩两部分组成。而平时成绩由学生出勤、课后作业、回答问题以及小组讨论考评组成。通过小组讨论成绩记入最终期末考评成绩的方式，提高学生日常课堂参与积极性，促进本教学模式的良性运行。

3 结语

《工程力学》课程本身难度较大，充斥着大量的计算和公式，前后知识点衔接紧密，存在前面没有掌握，后面课程听不懂的问题。引起学生对该课程学习积极性不足，认为课堂乏味枯燥的问题。而前文已提出，《工程力学》课程在多数工科专业中基础核心地位不可动摇，将会对学生后续专业课的学习产生直接的影响。故此，本文提出一种新的教学模式，并在实际授课过程中进行推行，课堂氛围变得更加活泼，能够较好的实现该教学模式改革的目的。

参考文献：

[1]纪元，智刚.工程力学[M].吉林：吉林科学技术出版社，2012.

[2]蒋永敏.工程力学[M].北京：航空工业出版社，2012.

[3]包素钦.浅谈工程力学课程改革[J].中国科技信息，2005，2（22）：163.