工程力学教学改革

段晓敏

[摘           要]  介绍工程力学课程的改革，从教学内容的选取到教学过程的实施及考核方式的变化，真实地再现了线上线下相结合的混合教学方式，再现了工学结合、任务驱动、行动导向、双线并行的项目化、模块化教学方法。

[关    键   词]  线上线下相结合;任务驱动;项目导向;双线并行

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2021）41-0186-02

一、概述

工程力学是一门理论性很强的学科，在以往的授课过程中，都是先把公理、定理等基本知识讲完再做练习。学生反馈该课程很枯燥，课程内容不易理解，考试通过率不高。如何提高学生对工程力学的学习兴趣，让学生更容易理解这门学科，是工程力学的教师一直以来的努力目标和方向。通过几年的摸索，终于探讨出一套“任务驱动、项目导向、双线并行、模块化教学”的线上线下相互配合的教学方法，大大改善了“力学不易学，学生不感兴趣”的状况。

（一）以机电专业群的主要岗位为出发点选取教学内容

通过对机电专业群服务的行业及企业进行调研，对毕业生进行追踪，了解到智能制造专业技术岗位对工程力学的要求，确定这些岗位所需要的工作任务，如杆梁类受力分析、拉压杆强度设计及弯曲梁的强度设计等。本课程以这些典型工作任务为依据选取教学内容。如，机电产品的结构设计这个岗位需要机械设计、工程力学和制图相关知识;机械零部件的加工制造需要机械制图、工程力学和数控加工等相关知识。

（二）树立以职业能力培养为主的教学目标

打破传统的只传授知识的教学模式，树立培养能力为主的教学目标。把旧的学科型教学模式转变为新的“基于项目，以任务驱动”的教学模式。即通过优化组合合理设置一些项目，将完成项目的工作过程细分为一个个任务，以完成各个任务为线索，在每个任务中包含具体的教学内容。让学生在完成该具体项目的过程中学会自己使用工具查阅资讯，通过小组讨论制定合理的工作计划，最终通过相互合作完成对应工作任务，并构建相关的理论知识，掌握一定的专业能力，提升其一定的社会能力和方法能力。

二、教学内容的改革

在教学过程中，双线并行，模块化教学。在每个模块中，教师带领学生共同完成一个项目，同时引入新的项目。新项目不做讲授，只略微分析。学生分组，自主完成新项目。

项目以杆梁类、轮轴类加以区分;工作任务选择经典机械设计案例，并融合实际加工对知识、技能及职业素养的要求，以达到培养解决构件载荷问题的基本能力，具备初步的查阅运用标准、规范、技术资料能力，能解决实际生活中真实的结构受力问题。（见表1）

三、教学实施过程

整个教学实施过程中我们主要采用线上线下的混合式教学，六步法的引导式教学，并穿插使用项目教学法，双线并行，使学生真正参与课堂，从被动学习到主动学习、积极学习。

课前：教师在学习通上发布知识点，学生提前预习课程相关内容。教师进行线上测试并根据结果调整课堂教学内容。

课中：课堂教学如图1所示，以项目一杆梁类构件的设计教学为例，首先介绍“教学示范项目”——气动夹紧机构的设计与制作，引起学生的兴趣和爱好，使之能提前预习，并在课堂上积极反馈参与讨论。紧跟着引入知识点1——受力分析，进入模块一的教学。在整个教学过程中随时与项目相关联，使学生明白完成这些知识点的学习都是为了将来能设计与制作气动夹紧机构。在课堂上，教师带着学生对气动夹紧机构中各构件进行受力分析并画出受力图，这样核心知识点“受力分析”就在项目设计的过程中愉快地讲完了，学生也不觉得枯燥，很容易就学会并能准确使用，接着课下就能自己完成新项目“凸轮剪切机构”的受力分析图。达到这一步后，发现我们已经用完刚刚学到的知识点，而学生此时正在兴奋期，还在为自己的机构设计思考，因此非常主动地进入了下一个知识点的学习。

带着主动学习的兴趣，我们一起进入模块二的教学。引入新的知识点2——静平衡原理。应用静平衡原理，进行该机构各参数的设计，设计各杆件的长度和直径。课下也同步完成“凸轮剪切机构”的尺寸设计。

此时，我们可简单制作实物，因为该项目初步尺寸已设计出，然而实物制作完成后发现一些问题，并出现了不动、断裂等各种失效形式。究其原因，引入新的知识点3和4——杆梁类构件承载能力的分析与计算，进行模块三和模块四的教学。通过杆梁类构件承载能力的分析，最终带领学生完成气动夹紧机构的设计和校核。课下学生也确定和校核了自己的 “凸轮剪切机构”的各尺寸。

课后：学生完成自己的拓展项目，并加工制作各自的项目模型，经过自评、互评和教师评价对该项目的学习进行总结。同时进行线上线下多方式答疑。

四、考核方式的改革

工程力学的课程考核坚持能力考核优先，采用全程化、开放式考核方式，采取过程评价与结果评价相结合、教师评价和学生自评及互评相结合的方式。既考核评价职业能力，又考核评价职业素质。其中职业素养考核占15分，项目考核占45分，技能考核占40分。

五、结语

传统的工程力学课程设置都偏理论，少实际项目，教学方法多为“填鸭式”教学。学生觉得枯燥，学习兴趣很低，学习难度较大，导致该课程不易理解，通过率不高。我们通过“任务驱动、项目导向、双线并行、模块化教学”改革這门课，从课程设置到教学过程，从教师到学生，从企业到课堂，大大改善“力学不易学，学生不感兴趣”的状况。同时，学生课下完成另外一套“学生实践项目”，双线并行，使学生能进一步梳理新学的知识点，加深理解，掌握知识。

线上线下的混合式教学，六步法的引导式教学，使学生真正参与课堂，从被动学习到主动学习，积极学习。最明显的成效就是学生从不做作业、抄作业到现在的主动完成项目作业，最后积极协作，完成模型的制作。

◎编辑 马燕萍