工程力学教学改革探讨

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【摘要】工程力学是卓越工程师培养计划中的重要课程之一，本文首先简要分析了工程力学教学现状，然后从教学理念、教学体系内容、教学手段、考核方式等方面深入探讨了工程力学教学改革。

【关键词】卓越工程师；工程力学；教学改革

基金项目：本文系桂林电子科技大学教育教学改革项目“引入工程科技教育促进‘液压与气压传动’课程教学改革”（编号：JGB201402）的研究成果。

2010年6月，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，该计划的核心就是培养和提高学生的工程实践和创新能力，使工科本科生、研究生拥有设计开发、现场处理、科学研究等工程师所具有的特性，本计划具有以下3个特点：一是学校结合相关行业标准实施工程人才培养；二是企业深度参与培养工程人才；三是着重加强学生工程与创新能力的培养和提高。“卓越计划”是我国新的人才培养模式，通过创新工程人才培养机制、建立高校与企业联合培养人才机制、提高工程教育师资质量和水平、对外开放工程教育、制定卓越工程师培养标准等5各方面来具体实施该计划，在实践实施的过程中不断探索、提高和完善。作为一门工科专业必修的课程，工程力学是机械设计、结构力学等课程的基础，同时工程力学与工程实际问题紧密联系，具有很强的实用性，促进学生科学逻辑思维和分析解决工程实际问题能力的培养和提高，满足学生日后工作从事专业研究、深入学习、开发项目的要求，因此工程力学是卓越工程师培养计划中的重要课程之一。

一、工程力学教学现状分析

作为一门经典的课程，工程力学具有多而复杂的概念和定理、推理抽象、较强的理论性和逻辑性，同时目前的工程力学教学更加偏向学术化，部分老师缺乏工程背景，学生在实践方面较为薄弱，这都明显不符合卓越工程师培养的目的和要求。目前工程力学的教学工程中，更加注重理论知识和解题技巧，倾向于应试教育，课程教学内容缺乏与工程实际问题的联系。如何结合工程实际和科技发展需要来选择和改进教学内容和体系，是工程力学教学改革的重要方向。此外，由于工程力学具有较强的系统性、理论性，内容较多，教师常采用满堂灌等单一的教学手段和方式，很容易使学生产生疲劳并感觉到枯燥无聊，从而失去了学习的兴趣动力，导致教学效率的降低。在这种教学模式下，学生只能够被动地接受，学生积极性较低，学生的个性发展受到了严重的制约，不利于综合素质的提高。在工程力学教学任务重而教学课时不断被压缩的情况下，对教学手段和方法进行改革显得相当重要。

二、工程力学教学改革

1.转变教学理念

基于工程力学课程难懂、枯燥的特点，并且教学模式大多采用以教师为中心，学生只是在机械地接受，一直处于较为被动的状态，直接限制了学生创新能力的培养和提高。工程力学教学过程中，应逐步形成“以学生为主体，教师充分发挥主导作用”的现代教学理念，有效地调动学生的学习主动性和积极性。在夯实学生学习基础的同时，需要更加强化学生创新能力的培养。在发挥教师主导作用的同时，突出学习过程中学生的主体地位，体现个性培养、因材施教、引导创新的教学理念思想，更好地为工程力学的教学改革提供指导。

2.调整教学体系及内容

针对卓越工程师培养要求制定工程力学教学大纲，结合工程实际的需求整合教学内容，构建符合高素质“工程型”人才的工程力学体系。优化工程力学课程中的静力学部分的内容体系，从基本概念的出发，逐步展开物体受力分析、力系简化和平衡理论，由一般到特殊地进行讲解。针对材料力学部分，需要调整和改革一贯实施的“四大基本变形为主线”的教学体系，该体系存在重复内容较多、占用学时多、缺乏新意等问题。以杆件的内力分析、应力和强度计算、变形和刚度计算、压杆的动载荷、稳定等为主线构建新的教学体系，提高学生自助学习能力、创新能力和工程运用能力。卓越计划旨在培养高质量的工程技术人才，应提高工程力学课程的起点，在教学体系和内容上突出重点、精选内容，更多地引入工程实际问题，引导学生的工程思维。通过实验教学提高学生的科研、动手等能力，增加设计性实验，让学生自主设计方案、解决问题、总结，提高运用知识的等综合能力。

3.改革教学手段和方法

改革传统的灌输式的教学方式，推行基于问题讨论式教学，旨在提高学生自主学习的能力。问题讨论式教学有机结合了问题式教学和讨论式教学，学生为主体，教师为主导，以问题为主线，开展课堂讨论为主要教学形式。教师在课堂上提出与课程相关、联系工程实际的问题，激发学生的求知欲和兴趣，接着引导学生分析问题，帮助学生厘清思路，最后通过学生讨论来解决问题、学生进行总结归纳得出结论，教师结合讨论过程中出现的问题进行适当地讲评，进一步讲解知识点加深学生的理解。问题讨论式教学过程中运用启发式教学，与工程世界紧密联系，让学生带着问题去学习，充分调动了学生的学习兴趣和积极性。交互式多媒体应用在工程力学的教学过程中，可以很大程度上提高教学效率；多媒体能够直观形象地演示受力变形过程，与传统的教学手段相比，增强了教学的效果，有利于加深学生对于知识的理解。同时也不容忽视板书等教学手段，一步一步地板书推倒有利于充分讲解逻辑性、理论性较强的力学内容，学生可以紧随教师的节奏理解掌握知识点。知识作为基础，实践才是最为重要的，在实践中可以培养和提高各方面能力。教师需要指导学生结合复杂的工程问题逐步简化，构建力学模型。提供开放式实验教学，学生在老师的指导下综合运用所学知识，自主设计实验，教师把握学生实验情况，并提供相关资料和解答问题，调动学生的创造性、主动性，培养学生的创新意识、实践能力。

4.完善考核方式

学生工程力学课程的学习效果主要取决学习过程，很有必要将课程考核贯穿于整个学习过程。考核体系应该涵盖了课堂表现成绩、实验成绩、平时作业成绩、最终考试成绩。在课堂问题讨论教学过程中来考核学生的掌握情况和综合表现，平时可以布置工程具体问题来考查学生学习情况，教师还可以通过平时的作业情况及时调整教学计划。除了常规的工程力学验证性试验外，通过学生独立完成开放性试验的表现来考核学生的综合能力。最终的期末考试也必不可少，尽量避免生搬原理、套用公式，多结合工程应用背景。积极鼓励基础较好、能力较强的学生参加大学生力学竞赛和实验竞赛，这类比赛更加注重学生创新能力、实践能力、分析解决实际问题的能力的培养，提升自身的竞争力。

三、结语

工程力学在基础课和专业课间发挥承上启下的作用，对于卓越工程师来说是相当重要的技术基础课。为了培养基础夯实、富有创新精神、综合能力较强、高素质的卓越工程师，工程力学教学需要进行适当地转变了教学理念、优化教学体系及内容、探索教学手段和方法、完善考核方式。

参考文献：

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作者：鲍家定