以自编教材为牵引 全面提高工程力学课程建设水平

杨少红　章向明　胡明勇

摘 要：工程力学课程在培养学员科学素质和工程素养方面具有重要作用，通过编写具有海军特色的工程力学教材、学习指导和实验教程等系列教材，满足课程教学需要，提高教学效果，促进教员的业务水平，培养学员的创新意识和实践能力，使工程力学课程建设得到全面发展。

关键词：自编教材 工程力学 课程建设

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0220-03

Abstract：Engineering mechanics courses in training students scientific quality and engineering quality plays an important role，by writing with characteristic of Marine engineering mechanics teaching materials，learning guidance and experimental tutorial series of textbooks，meet the demand of course teaching，improve teaching efficiency and promote the level of business faculty，cultivate studentsinnovation consciousness and practice ability，the construction of engineering mechanics course was all-round development.

Key Words：Self-compiled Teaching Materials；Engineering Mechanics；Course Construction

力学作为重要的基础学科，是人类科学知识宝库的重要组成部分，是促进人类文明和进步的重要手段。它催生了工业革命，得到了世界各国的高度重视。力学学科在支撑整体学科布局中占有独特的地位，对促进交叉学科的形成与发展具有重要的推动作用，是培养创新型和复合型人才的摇篮[1]。

工程力学课程是研究物体机械运动一般规律及构件承载能力的科学，是一门理论性和实践性较强的专业基础课。工程力学课程既是学员继外语、数学、物理等基础课后接触的第一门专业基础课，也是后续专业课程的基础，是学员了解理论知识与工程应用关系的第一座桥梁，对学员的科学素质和工程素养、创新意识与实践能力的培养非常重要。

教材是教学信息的载体，是学员学习和教员讲授的基本依据。教材建设是课程建设的基础。工程力学教研室充分利用学科优势和教学团队，加大对工程力学课程的建设力度，编写了有海军特色的系列教材，课程建设取得了明显成效，成为大学和海军优秀课程。

1 教材建设的迫切需求

我国的力学课程与大多数其他基础课程一样，是在20世纪50年代引用前苏联教材和教学模式的基础上建立起来的，力学教材从内容到体系基本上沿用了前苏联的教材。半个世纪以来虽然有些改变，但基本内容与体系变化不大。随着高新科学技术的迅速发展和教育改革的不断深入，力学教材建设已明显显露出不适应时代发展的一面。例如：工程力学教材只是简单地将《理论力学》和《材料力学》教材掺合在一起，内容繁杂，部分内容与大学物理重复[2]。需将教学内容进行了优化组合，注重基础，强调实际应用，体现科学性、系统性、理论联系实际的良好结合。海军院校教学任务的转型，对人才培养提出了新的、更高的要求。原有的力学教材没有结合海军部队的实际，不能适应培养海军初级指挥军官教学的需要，必须对工程力学教材传统的教学内容和课程体系进行改革。

力学教材在不同程度上还存在着重理论、轻应用，重知识的传授、相对忽视能力培养的倾向。无论从力学与工程的关系，还是从力学自身的发展规律来看，力学来源于工程，又服务于工程，在工程中得到发展，必须对力学在工程中的地位有充分的认识[3]。然而，从大部分现行的力学教材中的例题、习题可以看到，大多数还是旧模式的例题和习题，从工程实际中提炼出来的题目十分少见。因此，在教材中需要增加一些创新性、与海军高科技设备有关的问题和习题，培养学员的工程素养，提高学员分析工程问题和解决实际问题的能力。

力学实验作为课程教学的重要组成部分，对培养学员的创新意识、动手能力和全面提高综合素质有着不可替代的作用。目前高校使用的实验教材内容局限于自身的实验设备和项目，扩展性、启发性不够。实验教材对实验内容、实验步骤描写过细，学员被动地按照实验指导书“按部就班”地操作完成，缺少让学员自由发挥的空间，不利于学员实践能力和创造性思维能力的培养。许多实验中没有扩展内容，使学习较好、动手能力较强的学员在做完规定内容后，得不到进一步训练的机会，不符合因材施教、分类教学的原则。实验内容大多是验证性的，缺乏设计性、综合性实验课题。所有这些问题都是我们创新实验教材时需加以解决的。

如何在理论教学过程中培养学员掌握力学课的精髓，如何在习题训练中培养学员的工程素养和解决问题的能力，如何在实验教学中培养学员的创新意识和实践能力是力学教学工作者迫切关注的课题。因此，迫切需要编写紧密与学员专业结合、紧密与工程和科研结合、紧密与海军部队实际结合的理论教材和实验教材。

2 编写有海军特色的工程力学教材，为课程建设提供基础

教材建设是课程建设的基础，针对课程特点编写适用的教材，是保证教学质量，提高教学水平的重要手段。为建立海军院校工科机械类、动力类专业高起点、高标准、高规格工程力学精品课程打下基础，提高教学质量创造条件，结合该校力学课程教学改革的实际情况，组织有丰富教学经验的教员编写了教材《工程力学教程》，由科学出版社出版[4]。该教材对传统的经典内容加以精选，通过贯通、融合和相互渗透，以减少原来理论力学和材料力学、物理、机械等课程之间的重叠现象。教材紧密联系海军部队应用实际，引入大量涉及工程领域的实例和习题，并突出强调工程应用，是一本具有海军特色的精品教材。

《工程力学教程》教材的编写和出版扭转了工程力学课程没有合适教材的困境，满足海军工科院校80学时工程力学课程的教学需要。该教材应用范围广，受益面大。高质量的教材也为课程建设提供基础，为提高教学质量创造条件，教学效果得到大学专家的认可。2010年，教材获得海军工程大学教学成果一等奖。

教材的编写和出版，也促进了教员的业务能力。在教学实践中，要按照课程标准要求，以自编教材为中心，在教学方法、教学手段和课件制作等方面开展研究和实践活动，使教员教学能力和教学水平很快得到提高。高职教员注重教学经验的总结与提高，以教学研究成果为基础，2人参加教学设计与教法创新竞赛，分获1、2等奖。青年教员由于缺乏教学经验，对教学内容的把握上存在一定的困难，则要求他们以教材内容为基础，完善教学五大件，注重基本功训练。3人参加大学青年教员教学基本功竞赛，都获得教员基本功竞赛十佳的好成绩。

3 编写有针对性的学习指导，为学员学习提供帮助

工程力学课程包括大量的基本概念、基本理论和计算公式，只有经过大量的习题训练才能巩固和加深对这些知识的理解和掌握。为了帮助学员透彻理解教学内容，灵活应用所学理论，掌握基本解题方法，提高解题技巧，组织编写了《工程力学学习指导及习题解答》。

该学习指导以《工程力学教程》为基础，包括4个方面的内容：（1）了解工程力学课程标准，掌握基本内容，学习要求和重难点；（2）进一步简化和梳理教材内容，突出重点，理解和掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本方法；（3）精选各种典型例题，用较多篇幅进行示范性解答，并在题后加以进一步分析和讨论，对学员容易混淆的概念和常犯的错误进行分析，以帮助学员深刻理解课程内容，拓宽解题思路，掌握解题方法和技巧，提高解题能力；（4）给出教材全部习题的标准解答，方便学员对照检查，查找错误原因，提高分析和解决实际问题的能力。

通过阅读和解题，帮助学员对所学知识融会贯通，开阔思路，提高分析解题与应用能力，也培养了学员的自学能力和科学思维能力。在此基础上，通过竞赛辅导和培训，一批尖子学员脱颖而出。2015年，该校组织学员参加第10届全国大学员周培源力学竞赛，获得1个全国3等奖和8个全国优秀奖。

4 编写实验教程和实验报告书，规范实验教学要求

实验教学是工程力学教学的一个重要环节，在实验室里可培养学员的动手能力、创新能力、探索能力和提高学员的素质[5]。对工程力学这门学科，很多理论的创立都是建立在大量的实验结果的基础上，很多的理论假设和推导出的公式，必须通过实验来验证，而且力学的概念比较抽象，学员通过实验可以加深对概念的理解，加深对知识的感性认识。为此，自编了《工程力学实验教程》，作为学员实验前的预习资料，实验中的学习资料和完成实验报告的参考资料。

为了培养学员的实验能力，《工程力学实验教程》对实验理论作了较全面的介绍，包括电测应力分析基本原理、实验数据的处理方法等。充实、优化实验教学内容，特别是增加了理论力学实验。在实验项目设计上，加强综合性实验，在一次实验中完成多项测试任务，从单纯的验证理论转移到加强学员的实践训练上来。在实验过程中，综合性实验改变学员被动接受的传统实验方式，要求学员自己设计、连线、调试、测量、分析结果，这锻炼了每个学员解决问题的能力。同时引入反映现代科学技术成果，诸如新材料、新的结构形式、新的实验方法和实验技术的新实验，使力学基本实验富有现代信息、增强学员适应新世纪科学进步的能力。还开设一些具有探索性和设计性实验，让学员在实验中发现问题、在实验中学习，加强学员实验技能，培养创新精神。

为了规范实验教学内容，也方便学员完成实验报告，还编写了工程力学实验报告书。工程力学实验报告书是学员实验后完成的大作业。为了让学员既深刻地理解实验基本概念，掌握实验原理，又熟练地掌握实验的基本思路和技巧，通过精心地挑选题目，围绕实验标准，突出重点，把握难点。通过实验报告书的完成情况及时反馈学员的学习状况，有利于教与学的沟通。

实验教材的使用训练了学员科学思维能力，打牢了学员的实验理论基础，极大地提高学员分析、解决工程实际问题的能力和实验技能。2010年10月，工程力学课程组组织3名学员参加了在东南大学举行的首届全国大学员基础力学实验竞赛决赛。3名学员在理论分析超出教学标准的情况下，沉着应战，团结协作，较好地完成了电测实验，并获得团体二等奖。

5 配套教材建设，创建工程力学精品课程

精品课程建设应包括建设一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等内容，是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。教材建设是课程建设的基础，但不是全部。贯彻落实海军院校会议精神，结合自身特点，提出了以自编教材为牵引，创建精品课程的思路。这些自编教材的出版，带动我校力学学科建设不断发展。例如：以《工程力学教程》为基础，编写了与之配套的电子教案、多媒体课件、网络课程和试卷库等，相继编写出版了《工程力学实验教程》《工程力学试卷集》《工程力学学习指导及习题解答》等配套教材，极大地提高了课程教学的软硬实力，为建立海军工科院校高起点、高标准、高规格工程力学精品课程打下基础。工程力学课程相继于2011年获得海军优秀课程一等奖，2012年获海军重点建设课程立项。

随着海军院校培养方案的调整，工程力学课程将在全校合训学员中开设，这将进一步扩大教材的应用范围。将在巩固现有成果的基础上，以自编教材为牵引，进一步深化工程力学课程的教学改革，为创建精品课程打下坚实的基础。

参考文献

[1] 国家自然科学基金委员会，中国科学院编.未来10年中国学科发展战略力学[M].北京：科学出版社，2012.

[2] 方建士，顾建平，汪云祥，等.新形势下关于基础力学教材建设的思考[J].南京工程学院学报：社会科学版，2011（1）：65-68.

[3] 张陵，韩省亮，王芳文.“工程力学”课程设置与教材建设的再认识与再思考[J].中国大学教学，2009（1）：55-57.

[4] 章向明，王安稳，施华民.工程力学教程[M].北京：科学出版社，2010.

[5] 刘红彬，王建强，杨永明.提高工程力学实验教学质量培养学生创新能力[J].河北农业大学学报：农林教育版，2014（3）：48-50.