工程力学教学实践探索综述

赵晓山

摘 要 工程力学教学改革是时代的要求。本文从教学内容体系、教学方法、教学手段等方面对工程力学教学改革作了浅略的探讨。

关键词 工程力学 教学改革 工程实践

中图分类号：G424 文献标识码：A

工程力学是工科专业非常重要的专业基础必修课，是很多专业课程的理论基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。该课程具有理论性较强、内容相对繁杂、与工程实际问题有一定联系等特点， 但学生实践经验少，综合分析工程实际问题的能力不强，学习起来感到枯燥无味且很难与工程实际联系起来，这给学生学习这门课程造成了很大困难。为解决以上问题，就要求教师突破传统的教学方式，来激发学生学习的自主能动性， 提升学生的创新能力和科学素质。笔者在开始教《工程力学》的时候，走了许多弯路，有时候尽管付出很大努力，但成效不大。近几年变换思维方式，搞了一些教学改革，现总结如下：

1教学内容的改革

教学改革的首要任务是教学内容改革。理论力学与材料力学是两个学科，它们有各自的体系，因此必须对传统的课程体系、教学内容及结构进行重新整合。根据学生掌握知识的程度，避免简单重复，适当提高教学起点，培养学生对知识的综合归纳能力和融会贯通能力，减少教学时数。整合后的课程体系分为刚体静力学、材料力学两个模块，并将各模块教学内容体系优化成同类型知识单元，形成串联系统，充分发挥学习迁移的作用。 根据课程设置要求确定为：工程力学以材料力学为主线，保证体系基本完整；以理论力学为辅线，以保证它的部分理论的完整性。即要注重理论力学与材料力学内容的紧密结合。

2教学方法的改革

工程力学作为工科众多专业的重要专业基础课，起着承上启下的桥梁作用。它既具有广泛的通用性和较强的理论性 ，又具有鲜明的实践性与工程性。

（1）结合工程实际、生活实例进行案例教学。工程力学是一门理论性和实践性较强的科学，纯粹的理论讲解会引起学生的枯燥乏味，采用案例教学，选取身边的实例，将深奥枯燥的理论知识融入到实例中展现给学生，让学生既容易接受又可直观感受到知识的重要性和实用性 ，从而提高学习的趣味性 ，激发他们的学习动力。如讲授力对轴之矩时， 我们用教室的门进行演示， 与门轴平行的力和与门轴相交的力均不能使门发生转动。讲授扭转失效问题时， 随手拿起一支粉笔， 将其拧断， 其断口就是典型的脆性材料断面， 并引导学生分析其断裂面方位。

（2）归纳对比教学。学生在工程力学课程的学习中经常会感到内容繁杂，难于掌握。因此在教学过程中应尽可能让学生建立起关于这门课程的一个完整的知识结构，使所学内容纲目清晰，前后联系。在教学过程中，可启发学生用图表法将每章所学内容的框架图画出来，随着学习的深入，再将章与章之间的联系建立起来。每章与每章的共性是什么，个性又是什么，还可把一些细节填进去。通过归纳分析，学生沿着知识框架所提供的方向，就可有的放矢地掌握所学内容。

（3）启发式教学。在课堂教学中利用多提问题的方法来活跃课堂气氛，使学生开动脑筋，开发学生思维能力。我们可以根据课程的主要内容设置一个问题，然后通过课程的学习得到问题的结论。例如在讲授扭转时，提出：①为何减速箱中高速轴的直径较小，低速轴的直径较大？②大型货车的传动轴为什么是空心的？然后对轴横截面切应力分布规律进行分析，得出以扭转变形为主的杆件在横截面面积相等的情况下，将实心轴改为空心轴可以提高其扭转强度这一结论。同时在课程最后还可以提出：①是不是所有的传动轴都可以设计成空心的？②直径和长度相同而材料不同的轴，在相同扭矩作用下，它们的最大切应力和扭转角是否相同？为什么？以促使学生更深入地去思考课程中所学内容。这样使得教学变得主动了，学生主动思考解决问题的能力都得到了显著的提高。

3教学手段的改革

工程力学概念、定理、公式较多，较为枯燥，为了能简化教学还要取得生动、形象直观的良好教学效果，我采取如下教学手段：

（1）用CAI课件进行教学，CAI使课堂的教学有声可视，并且将图、文、声、动画、视频、影视等多种形式融为一体，产生更生动、形象、逼真的表达效果，扩大了人的感知空间。使传统教学手段无法讲清或难于讲清或虽然讲清但教学效率低下的内容，化难为易，化抽象为直观，使课堂教学获得了最大效率，教学效果明显提高了。

（2）播放录像片，让学生了解工程案例，增强工程意识，为后续课程的学习奠定基础。

（3）运用教材配套光盘，通过大量的动画使课堂教学内容变得更加丰富、直观。

（4）有效利用互联网，搭建网络教学平台，开放学习环境。

在互联网时代，多元化的信息沟通机制改变着每个人的生活，更加改变着我们的教育形态和教育理念。在这样的时代背景下，互联网在教学中扮演了一个不可缺少的助力者角色。互联网+教学模式能使学生主动求知，激发创新。课堂上，學生能聆听智能化多媒体教学课堂，分组讨论、演示，收获团队合作的成果；课堂下，学生能利用网络学习工具进行学前诊断，主动掌握自己的弱项；有的放矢地选择适合的网络课程精准地定位，及时地巩固提高。

4考核方法的改革

在考核形式上，应改革一次性结课考试的做法，可采用多种形式，以加强对学生平时学习的考核与督促，并增加平时成绩在总成绩中所占的比重。平时的考核可以采用作业、课堂提问、讨论、报告、实验操作以及阶段性测验等多种形式。这样可以全方位，多角度地反映出一个学生的真实成绩和综合能力。 成绩评定采取了平时成绩（包括上课考勤及学习态度、提问回答情况、作业情况、读书报告、阶段性测验、大作业、实验成绩等）占 40%，期末考试成绩占 60% 的分阶段的全程性考核方法。

以上是本人几年来工程力学教学实践的几点体会。工程力学的教学改革是一个系统工程，任重而道远，紧跟时代，坚持改革的方向，才能培养出适应社会需要的具有较强实际技能的高素质劳动者。

参考文献

[1] 钱双彬.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2] 单辉祖.工程力学[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint