高职采矿专业《工程力学》课程的教学探究

曹 祺

（淮南职业技术学院, 安徽 淮南 232001）

高职采矿专业《工程力学》课程的教学探究

曹 祺

（淮南职业技术学院, 安徽 淮南 232001）

论述了高职高专采矿专业工程力学教学存在的问题;由于工程力学既是一门基础科学,又是一门专业科学,所以在教学中要体现出专业特色,结合采矿专业知识教学;另一方面,要采用应用于高职高专院校的教学方法,以达到较好的教学目的。

工程力学; 高职; 采矿专业

DO I:10.3969/j.issn.1671-4733.2011.03.019

工程力学是一门介于基础课和专业课之间具有二重性的课程,全国各个理工科院校相当多的专业都开设这一门课程,并且不同专业对力学知识要求的深浅不一。早在2001年,教育部工程力学专业教学指导委员编著了一本有关力学与众多工程技术的书籍,书中简述了力学在土木工程、机械工程、航空航天工程、水利工程、能源工程、生物医学工程等众多工程技术领域中的应用,所以任何工程力学的教学都不能脱离专业特征独立存在,采矿专业的力学教学应基于采矿工程背景,显示专业特色。

一 高职院校《工程力学》教学存在的问题

1 学时少,教学体系完整但没有适应专业特点

首先,面对高职教育的培养目标,各高职专科院校纷纷在教学计划中不断削减工程力学课程的课时,工程力学课程的课时削减而内容不减带来的后果就是教师在大纲的要求下,很难将过多的教学内容安排得当,为了完成教学任务,教师在教学实施中,只能采用“填鸭”式的教学方法,这种教育方法显然增加了学生接受和消化所学知识的难度,很多学生感觉在听天书,同时教师为完成教学任务,一味赶进度,忽视了教学手段的应用,限制了学生独立分析和思考问题的空间;其次,各理工科院校里很多专业都开设有工程力学学科,但各个专业却没有针对自身专业的特色合理安排大纲,并在保证工程力学体系、结构不受破坏的前提下,对原有的内容进行合理的增减,突出专业特点。

2 工程力学课程重理论轻实践,与专业知识脱钩

无论从理论与实践的关系,还是从力学本身的认识和发展规律来看,力学既源于工程,又服务于工程,并在工程应用中得到发展。工程实践是检验力学理论正确与否的最终标准。因此工程力学的教学中要结合工程实例来授课,而从目前的教材来说,设计的例题和习题题型过于单一和模式化,并且都是已经简化好的力学模型,没有来源于本专业的案例和习题,对学生毕业后在工作中知识应用效果较差。

3 学生基础薄弱,逻辑演绎能力缺乏

高职专科的学生都是通过国家统一考试直接由高中进入专科院校学习的,故他们对工程实际中的力学问题没有丝毫感性认识,而工程力学教学中恰恰有许多工程实例,这些例子对学生来说,存在着一定的理解难度,而传统教学方法又不重视这些实例的讲解和分析。这些无疑阻碍了学生对力学解决实际问题的理解。尤其是将工程问题转化为适当的力学模型时,更难取得良好的教学效果。

二 教学方法改革策略

1 教学紧扣煤炭专业特色

工程力程作为专业基础课,不同专业对力学的要求不同,如机械专业、煤炭专业,所以要考虑专业特点及后续课程需要,加以对教学的结构和内容进行合理安排,对书本上的原有大纲内容进行合理的增减。对于采矿专业尽量采用源于本专业的案例和习题,使学生和今后的“职业”提前挂钩,使学生明确学习力学课程的目的,增加学生的知识面、开阔学生视野,为学生毕业后将力学知识应用到工作中打下良好的基础。如在讲解应力集中知识点时,可以以矿山支承压力为例,重点介绍支承压力形成的原因,本质上是应力集中现象,再引申出采煤工作面周围支承压力分布,加深学生对知识点的印象;在选择力学模型简化时,可以选取综采工作面支撑掩护式液压支架进行力学简化,建立力学模型,然后引导学生计算指定位置的受力情况,进而使力学知识和专业知识揉成一体,反映出力学的专业特色。

2 加强煤炭类“双师型”教师队伍的建设

力学的二重性,即兼有基础学科和专业学科的双重属性,目前已得到广泛的认可,这使广大力学教育工作者既感到自豪又感到身上所肩负的重任,因为力学工作者不仅要具备严谨的理论基础,而且要有深厚的专业功底,时刻面对复杂的工程实际问题。同其他学科相比,力学学科表现出了从基础到应用的极大跨度的学科特征,这也要求力学教育工作者需具备教师和工程师的双重身份。所以采矿专业的力学课程老师,一定要具有丰富的煤炭专业知识储备和井下实践背景,这样才能把学生从力学理论知识的小圈子中带出来,拓展思维,培养学生的专业素养,指导学生更好的学习后续专业课程。组织教师定期深入到各大型矿区,了解生产一线的工程实际,组织教师工人师傅进行座谈,掌握第一手生产工程资料,再整理成案例应用到教学中;教师积极参加各类煤矿论坛和学术交流会,提高自己的业务能力,加强各校同行间的交流;鼓励老师积极参与实际工程项目,考取注册资格证书,如一、二级注册建筑师,注册建造师等,向工程师系列发展,建设双师型教师队伍,从而满足采矿专业人才培养的需要。

3 教学“牵手”现场,培养学生兴趣

一般的教学体系包括理论教学、实验教学和实践教学三个方面,通常大多数院校重视理论教学和实验室的建设,而忽视了实践教学,这些都不利于学生解决实际问题能力和创新能力的培养。因此学院立足于学生基础能力和专业特色,大力开展实践教学,每年新生开学的第一学期都会开安排一周的煤矿认识实习,学生深入到各大矿区,以讲座,座谈和参观的形式提高学生对专业的认识,培养学生的兴趣,其中涉及到的力学知识,老师一旁引导,现场讲解教学。如在各矿工业广场的综机车间,有不同的液压支架,引导学生分析各种支架的受力形式,约束形式以及可能的破坏形式,并用现场损坏后的支架对分析的结果加以验证;同时,车间里还有综掘机,采煤机等设备,滚筒上截齿都有一定的方向,可引导学生建立力学模型,查询制作截齿材料的基本物理力学参数,分析受力,优化设计,讨论截齿方向的合理性。这种不依赖学校,不依赖教室,不依赖书本的教学方式,缓解了传统重理论轻实践的教学矛盾,拓宽了学生工程知识面,增强了学生的适应性,解决了力学教学模式单一不足的缺点,训练了学生解决工程实际问题的能力。

4 采用适合高职学生的教学方法

使用学生的语言,而不是照本宣科。由于力学学科的系统性和严密性,老师难免在教学时只注重公式的推导和理论的证明,而忽视了教学方法的应用,忽视学生的接受程度,使得方法重于灌输,教学手段落后。而要想课堂教学能吸引学生,除了教学内容的精度和内容的深度不能或缺之外,关键还要接触学生,掌握学生的层次和需求,积累大量与学生密切相关的问题,所提出的问题能触动学生,从而调动学生自主学习的积极性。清华大学范钦珊教授说过,教师讲课要想吸引学生就不能念讲稿,不能照本宣科或“照幕宣科”,而应当“讲”、“侃”结合。一方面用自己的语言、自己的体会“讲”课程的内容;另一方面是结合讲课的内容来“侃”。“侃”不是“侃大山”,而是书本上没有的内容,但又是与课程教学内容有关的内容,诸如,自己的研究成果与科研经历、历史和现实的工程实例、知识形成的过程、科学家的故事等。这样调动了学生的积极性,活跃了课堂气氛,而且使用学生的语言,将学生的注意力集中到自己这来,随老师的思维而动,加深学生对课程的印象。

启发式教学,引导学生思维。一提到启发思维,更多老师想到的是提问,而实际情况往往是老师在课堂上提出简单的设问,自问自答,启而不发。所以老师在启发学生思维时,不能用乏味的概念,而应用活生生的实例,要重点突出分析思路和分析方法,给学生充分的思维空间,引导学生思维,用书本上阐述的知识实现知识的再认识再创造,只有这样,学生自己琢磨出来的知识才是真正属于自己。

设计既带有学习性质的又有研究性质的问题集。在力学教材中,课后习题的设计往往过于单一和模式化,大多是已经简化好的力学模型,并且素材早已过时,造成实际对象与力学模型之间的脱节,新概念,新知识和新理念没有得到很好的反映,要解决这类问题,不能仅依靠教材,应利用网络教育平台,建立本校的教学资源库,不断补充更新,实现各类教学资源的共享,满足对新知识新技术教学的应用。

5 合理使用多媒体教学和计算软件

随着现代教学的发展,多媒体教学被越来越多的高校所应用,45分钟的多媒体教学替代了100分钟的粉笔加黑板。它的多样性、互动性和高效性被广大师生所认可,然而工程力学教学不能一味的依赖多媒体课件,这是力学这门课的性质所决定的,由于力学课程存在大量公式和理论的推导演化过程,过分依赖多媒体教学并不能取得很好的教学效果,应将传统板书教学和多媒教学有机的结合在一起。因为,传统的板书教学能将学生的注意力集中起来,学生的思维会随着教师的书写而流动,将思维集中在粉笔这个“点”上,这在推导公式和讲解例题时尤为重要。而对复杂受力和图形描述时,多媒体的优势就体现出来,它将很多抽象问题以形象、具体和直观的形式表现出来,使得教学内容丰富,学生容易理解,也大大节约了教学时间。但多媒体教学有其弊端,容易使学生的注意力分散,学生的思维是随着一张张幻灯片而动,学生的思维集中在屏幕这个“面”上,当幻灯片转换快内容多时,学生把握不住重点在何处。所以力学教学应将多媒体教学和传统板书有机结合起来,才能取得较好的教学效果。另一方面,计算机技术的大力发展,可以将计算机软件分析应用到力学课程的学习中,目前三大力学的国家级精品课程建设中都相继开发了各自课程的“求解器”软件,对于高职院校学生,更多是培养动手能力,分析问题解决问题的能力,所以老师应尽可能的引导学生在掌握必要解题知识的情况下,多运用这类软件,将学生从繁琐、重复和机械性的数学计算中脱离出来,实践证明将这类软件应用于课程教学是可行且必要的。

综上所述,本课程的教学改革应结合实践,联系学校实际情况,不断摸索,力求将煤炭类专业知识和工程力学知识紧密的结合,在掌握基础知识的同时,更好的为专业服务,为职业服务,力求探索出适合高职院校学生学习,又能反映出专业特色的力学教学方法。

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G642.0

A

1671-4733（2011）03-0057-03

2011-06-05

淮南职业技术学院教科研项目（项目编号:HJX09-7）

曹祺（1981-）,男,安徽淮南人,讲师,硕士,从事力学、采矿工艺和爆破的教研工作,电话:0554-6656921。