基于应用型人才培养理念的工程力学教学改革研究＊

邢国起，朱海霞

（潍坊学院，山东 潍坊 261061）

高等教育应用型人才培养的目标是培养面向生产、建设、管理、服务等第一线需要的实践能力强的高技能人才，主要从事技术的应用和运作，需要具备一定的理论知识和较强的实践能力，因此要以“应用”为主旨和特征构建课程及教学内容体系，注重培养学生综合运用各种知识和技能解决现场实际问题的能力[1]。潍坊学院是一所二本院校，为促进学生就业，提高学生的实践能力，学校提出了加强应用型人才培养的建设目标。本文针对当前《工程力学》课程教学中存在的问题，提出了以应用型人才为培养目标的《工程力学》课程教学改革，并且进行了教学实践探索。

1 工程力学教学面临的问题

2010年潍坊学院提出并制定了以应用型人才为培养目标的教学改革方案，为配合学校的教学改革，建筑工程学院构建了以《工程力学》等课程为专业平台课程的体系。通过近两年的课堂教学实践，以《工程力学》等平台课程的设置对提高学生应用基础知识解决工程实际问题的能力提高较大。但是，在近两年的教学中也发现了一些需要进一步改进的地方，下面以《工程力学》课程为例说明目前教学中急需需要提高的地方：一是教材内容需要进一步优化设计，目前授课过程中采用的教材不甚理想，教材中存在部分知识内容之间衔接不太好，对于学生理解一些问题存在障碍；二是《工程力学》教学改革后增加了部分力学实验，实践环节授课中发现部分实验内容需要进一步优化，由于新技术新材料的出现，传统的实验方法需要进一步改进；三是由于课时的限制，力学前沿知识未能传授于学生，而这部分内容对于提高学生学习力学知识的积极性很有帮助；四是课堂授课过程中，未能将工程实例穿插于各个章节中，使得所讲授的知识脱离于实际工程，造成学生学习工程力学的兴趣不高。

针对教学过程中发现的上述问题，我们对《工程力学》课程进行了进一步教学改革研究，本文即是本次教学改革的研究成果。实践证明教学改革研究成果对于提高学生应用力学知识解决工程实例的能力有较大的促进作用，教学研究成果具有良好的推广价值。

2 “应用型人才培养”理念下工程力学课程教学改革探索

2.1 优化教材内容

《工程力学》设置为专业基础平台课程后，针对三个专业（土木工程、工程管理及建筑学专业）的特点，我们精心选用了中国建筑工业出版社出版的《工程力学》（刘鸣、翟振东）作为教材。在使用该教材过程中，学生反映良好，但是同时也发现了该教材存在的一些问题，如教材中的例题引入工程实例不多，更多的是一些涉及机械知识的例子。再如，该教材涵盖融合了一部分结构力学知识，而该部分知识内容上下连贯性不是很好，一定程度上影响学生对问题的理解。针对教学过程中发现的问题，我们及时向学生发出问卷调查，通过调查发现《工程力学》课程内容体系需要进一步优化设计。通过教改对工程力学教学大纲进行了调整，调整后的教学大纲内容上下连贯性较好，与此同时也对部分知识内容进行了调整，如对于材料力学部分的内容，打破传统的按变形基本类型划分章节体系的思想，将原来的教学内容（拉伸与压缩、扭转、剪切与挤压、弯曲变形、压杆稳定等五部分内容），调整为内力、应力、强度、刚度四个部分进行教学，将原来的教学内容贯穿于调整后的四部分内容中，从而加深学生对材料力学内容的理解及应用。在调整后的四部分内容教学中可将拉伸与压缩、扭转、剪切与挤压、弯曲变形、组合变形等内容贯穿于每一章节中进行对比教学，培养学生熟练掌握用强度、刚度、稳定性校核公式解决各类不同问题的方法[2]。针对教材中例题与实际工程未能有效结合的现状，通过网络或其他力学书籍中精心选取了一些习题，选取的习题都与实际工程紧密结合，近两年来课堂上的应用证明这些习题具有事半功倍的作用，能够极大的提高学生的学习积极性与兴趣。

2.2 教学方式改革

2.2.1 启发式教学的应用

为提高学生的课堂学习参与度，我们在课程的教学改革中大胆引入了启发式教学方式。传统的教学方式存在的主要缺点是课堂上教师满堂灌，学生参与程度不高，因此学生的学习积极性也就不高，甚至出现部分学生上课睡觉或逃课现象，不利于提高学生的学习兴趣。

启发式教学不仅能调动学生的学习积极性，对学生的智力发展和能力提高都会起很大的作用[3]。我们在课堂教学中引入启发式教学后，发现学生整体的课堂学习积极性及掌握课堂知识的程度都有了大幅度提高，充分说明了启发式教学所发挥的作用。下面简单介绍一下课堂教学中所采用的一些启发式教学例子。讲授梁纯弯曲横截面上的正应力分布规律时，首先通过多媒体课件演示梁受力后的纯弯曲形状，然后在课堂上向学生提出梁横截面上的正应力是否均匀分布，学生通过观察刚才的多媒体课件演示内容后，会思考得出横截面上正应力分布不均匀，然后通过多媒体课件给学生展示几种正应力的分布形式，进一步让学生思考梁在纯弯曲状态时会是何种正应力分布形式。通过在课堂中采用启发式教学，也发现作为教师亟需提高的地方，例如需要熟练掌握多媒体课件中media音像、flash动画等方面的制作能力。对比法也是启发式教学的一种，课堂教学中也大量采用了该方法，同样起到了良好的教学效果。

2.2.2 趣味性教学的应用

有人曾经说过兴趣是最好的老师，如果将生活中与力学有关的知识以及工程中与力学有关的知识穿插于课堂教学中所起到的教学效果也是事半功倍的，同样会激起学生强烈的学习欲望。下面举一下课堂教学中我们引入的趣味教学法。例如讲授弯曲理论时，通过引入常见的竹子为例，说明竹子“腹中空”使得竹子风吹雨打不弯腰，再一次印证了无论是强度还是刚度，空心圆截面梁抗弯曲的能力要比实心圆截面梁强得多。通过趣味性教学，运用力学的观点去解释植物生态美的问题，可使得课堂教学饶有兴味。

在教学过程中我们将微博、网站技术等运用于教学中，通过微博、网站回答学生提出的问题及发布各种学习信息等，上述教学方式的应用使得教师与学生之间的距离进一步拉近，对于提高学生的学习积极性有很大的帮助。

2.2.3 开展力学前沿知识讲座

由于课时的限制，力学前沿知识内容不能通过课堂进行讲授。为了培养学生学习力学知识的兴趣，由二级学院向学校申请开展了力学前沿知识讲座（共举办了3期），二级学院对参与讲座的教师给予一定的学时补贴，上述措施激发了教师的授课积极性。申请开展力学前沿知识讲座后，授课教师可在全校范围内进行公开授课，这样不但本系的学生能够了解较多的力学前沿知识，其他院系爱好力学的学生也可以通过讲座内容来拓宽视野，该方式有效解决了课程学时不足带来的一些问题。

2.2.4 《工程力学》课程网站的应用

本次教学改革中我们向学校教务处申请建立了《工程力学》课程网站。通过网站可将课后作业内容及每次课后需要解决的问题等内容通过网站的形式发布，学生利用课余时间解答布置的作业内容并提交至网站，教师课后进行网上批改作业。通过近两年来的网站运行，发现网站的建立能够有效提高教师对平时作业的处理能力。网站教学方式的应用，极大的提高了学生学习积极性，教师与学生之间的互动得到了加强，受到了学生的欢迎。

2.2.5 结合教学内容参观实际工程

为了使得学生了解力学知识在工程建设中的应用，教学改革中调整了认识实习环节的时间，将认识实习融合贯穿于整个工程力学教学过程中。例如在讲授应力集中现象时，我们带领学生到附近的钢结构工地进行参观，结合工程实际现场给学生讲授了工字形钢腹板附近的应力集中现象，现场教学开阔了学生的视野，使得学生学到了课本上学不到的知识。学期末的工程力学考试结束后，发现学生的卷面成绩有了较大的提高，实践证明我们的教学改革内容是成功的，具有推广应用价值。

2.3 实验教学方式改革

实验教学的目的是培养学生的动手分析能力。针对工程力学实验室中部分实验设备未能达到教学要求及力学实验课时少的现状，我们采取了如下的教学方式提高实验教学的效果。针对拉伸、压缩、扭转、梁弯曲及材料弹性参数等试验通过制作或下载相关的软件或多媒体课件模拟有关实验过程，可让学生了解相关实验的程序以及实验过程中需要注意的问题，学生可利用课余时间采用预约的方式到实验室熟悉了解仪器设备及实验程序，然后再正式上机操作，这样既可缓解设备不足的矛盾，也可减少试验材料的不必要消耗。由于实验教学环节中采用了软件教学或多媒体教学等方式，实验教学效果得到了提高。

3 结束语

《工程力学》课程教学改革研究中引入了启发式教学、趣味性教学等方式，结合《工程力学》课程网站的建立改革了作业布置及作业批改方式，有效的提高了学生的学习积极性。日常教学过程中，引入大量的工程实例及结合教学内容改革了认识实习的方式，实践证明教学改革的成果具有一定的推广应用价值。针对学校的实际情况，改革工程力学实验教学的方式方法，结合多媒体或相关的软件等有效的提高了实验环节的教学效果。

[1]李永苍.应用型本科院校教育人才的培养模式[C]／／福建教育学院.全国应用型本科教育研讨会论文集.2004：8-15.

[2]李艳芳，蔡久评，潘伊晖，等.高职高专《工程力学》教学改革的尝试与总体思路[J].职教论坛，2011，（3）：69-72.

[3]钟云晴.工程力学教学改革的尝试与体会[J].高教研究，1995，33（2）：40-41