談工程力學(xué)精品課程建設(shè)

一 引言

精品課程是高校課程中的精華，是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量工程的一項重要內(nèi)容。教育部在精品課程建設(shè)的文件中強(qiáng)調(diào)要重點切實加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)，重視教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革，注重使用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，重視教材建設(shè)，理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重，建立切實有效的激勵和評價機(jī)制，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)水平。

我院機(jī)電專業(yè)工程力學(xué)是介于基礎(chǔ)科學(xué)與工程科學(xué)之間的技術(shù)基礎(chǔ)課，既有較強(qiáng)的理論，又與工程和生產(chǎn)實踐密切聯(lián)系。該課程旨在培養(yǎng)機(jī)電專業(yè)學(xué)生具有扎實的力學(xué)基礎(chǔ)知識、實際動手能力，根據(jù)實際工程問題能夠建立力學(xué)模型的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新精神，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作打下堅實基礎(chǔ)。通過近幾年來不懈探索與創(chuàng)新、實踐與總結(jié)，工程力學(xué)在課程建設(shè)上取得了顯著成績，已經(jīng)建立起理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)全新模式，在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和評價方案等方面已形成獨創(chuàng)的特色鮮明的一門課程，該課程于2009年被評為院級精品課程。

二 整合課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系是創(chuàng)建精品課程的核心

在教學(xué)內(nèi)容要增加、教學(xué)時數(shù)要減少的條件下，堅持理論教學(xué)和實驗教學(xué)并重。理論教學(xué)使學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識和分析問題的能力；實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。要及時將學(xué)科的最新發(fā)展及教改教研的新成果引入到教學(xué)中去。

教學(xué)內(nèi)容改革主要體現(xiàn)在刪除陳舊內(nèi)容、增加新內(nèi)容及對教學(xué)內(nèi)容重新編排與組合等方面。高職教育培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，所以工程力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革應(yīng)突出“應(yīng)用型”這一特點，要從教學(xué)需要、專業(yè)特點、工程實際應(yīng)用和知識結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化等角度出發(fā)，合理確定刪減內(nèi)容和新增加內(nèi)容。重點應(yīng)放在基本定理的理解與應(yīng)用上，淡化理論與推導(dǎo)，加強(qiáng)工程力學(xué)與后續(xù)課程的聯(lián)系及在工程實際中的應(yīng)用。

(一)教學(xué)內(nèi)容的刪減與重組

工程力學(xué)教材內(nèi)容應(yīng)圍繞以掌握概念為基礎(chǔ)，以強(qiáng)化應(yīng)用為重點，以計算分析為手段的中心內(nèi)容而展開。教學(xué)時，應(yīng)在對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍的基礎(chǔ)上，引入聯(lián)系工程實際和有特色的例題、習(xí)題和思考題，適當(dāng)增加力學(xué)電算程序，并給學(xué)生安排一定的上機(jī)時間，增加實驗教學(xué)課時和力學(xué)大作業(yè)，強(qiáng)化技能訓(xùn)練，提高動手能力，培養(yǎng)“應(yīng)用性人才”。為實現(xiàn)這一高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)，我們打破了工程力學(xué)由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分簡單組合的原課程體系，將教材的整體框架按靜力學(xué)、構(gòu)件承載能力分析和運動力學(xué)的次序重組，即將材料力學(xué)精編為一篇并置于靜力學(xué)后，將外力分析與內(nèi)力、應(yīng)力、強(qiáng)度分析有機(jī)結(jié)合起來。而將運動學(xué)與動力學(xué)有機(jī)地融為一體，改稱為運動力學(xué)，這樣可做到靜中有動、動中有力，有力就有變形，使運動與力，外力與內(nèi)力、應(yīng)力緊密結(jié)合，從而加強(qiáng)知識的聯(lián)系性和科學(xué)性，使學(xué)生提高理論聯(lián)系實際的能力。教師可用較少學(xué)時講授較多內(nèi)容，實現(xiàn)壓縮學(xué)時之目的。

(二)根據(jù)學(xué)科發(fā)展增加教學(xué)內(nèi)容

增加的內(nèi)容應(yīng)能反映科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，且應(yīng)該是比較成熟的理論。當(dāng)今新型材料大量涌現(xiàn)，并廣泛用于行業(yè)，工程力學(xué)僅局限于金屬材料的研究顯然不能反映現(xiàn)代材料力學(xué)的特點。材料力學(xué)的研究對象也應(yīng)從各向同性(單一的金屬材料)拓寬到復(fù)合材料上。在強(qiáng)度理論方面可以加入斷裂破壞準(zhǔn)則。

(三)用計算機(jī)解決工程力學(xué)問題

隨著計算機(jī)的普及與發(fā)展，對各類人才的計算機(jī)水平也有了較高的要求。而且計算機(jī)處理工程問題可使問題簡化且直觀。所以，如何提高計算機(jī)在專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課中的應(yīng)用水平，把學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)21世紀(jì)發(fā)展需要的懂計算機(jī)的專業(yè)人才，也應(yīng)該是工程力學(xué)教學(xué)改革的一項重要內(nèi)容。例如拉、壓、彎、扭及其組合變形是材料力學(xué)的基本內(nèi)容，掌握這部分內(nèi)容的關(guān)鍵就是準(zhǔn)確進(jìn)行各種變形的外力、內(nèi)力、應(yīng)力和變形的計算與分析，尋找危險點的極值應(yīng)力。如果利用計算機(jī)模擬試件的受力，并計算試件的內(nèi)力與變形，繪制內(nèi)力圖、應(yīng)力圖及變形曲線，就可直觀地找出任一截面上的內(nèi)力及變形數(shù)值，確定危險點及極值大小，計算過程準(zhǔn)確而簡單。對計算機(jī)水平較高的同學(xué)，還可指導(dǎo)他們編程，對試件受力過程進(jìn)行動態(tài)數(shù)值模擬。把計算機(jī)應(yīng)用到工程力學(xué)的學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用計算機(jī)解決工程力學(xué)問題的能力，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還可以提高教學(xué)質(zhì)量。

三 采用先進(jìn)教學(xué)方法和評價方案是創(chuàng)建精品課程的關(guān)鍵

改革教學(xué)內(nèi)容的同時，也要重視教學(xué)方法的改革。教學(xué)方法和手段是教學(xué)理念在教學(xué)活動中的表現(xiàn)方式，只有樹立正確的教學(xué)理念，才能在教學(xué)過程中主動采用科學(xué)有效的教學(xué)方法，并不斷積累和提高。

(一)改革教學(xué)方法及手段，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)能動性

1 突出學(xué)生主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力。教學(xué)過程是教與學(xué)，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。教師不可能傳授給學(xué)生足夠終生享受的知識和技能，但卻可以通過對學(xué)生能力的培養(yǎng)，傳授給他們學(xué)習(xí)與應(yīng)用的能力。進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)，從“授之以魚”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆谥詽O”。在基本理論和基本概念講解中采用啟發(fā)式教學(xué)，提出問題、揭示矛盾，從而引導(dǎo)學(xué)生思考、分析，得出結(jié)論。例如在基本強(qiáng)度理論講解中，從低碳鋼和灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)實驗現(xiàn)象，到純剪切應(yīng)力狀態(tài)分析，得出適用的強(qiáng)度理論。問題的提出可以采用從簡單問題引出復(fù)雜問題，從實驗現(xiàn)象引出重要概念，從工程背景引出理論問題，從力學(xué)史引出問題等方式，幫助學(xué)生掌握重點內(nèi)容，培養(yǎng)主動分析問題的能力。采用討論式教學(xué)可以給學(xué)生留出充分的思維空間，提出問題讓學(xué)生主動去思考研究。改變教師“一言堂”，展開課堂討論，活躍學(xué)術(shù)氣氛。例如，講完四種基本變形的內(nèi)力、應(yīng)力分析內(nèi)容后，可以要求同學(xué)自己總結(jié)四種基本變形桿件的受力、內(nèi)力和應(yīng)力分布規(guī)律之間的區(qū)別和聯(lián)系，充分討論形成結(jié)論。

為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，每章內(nèi)容講授前，首先要讓學(xué)生預(yù)習(xí)，通過預(yù)習(xí)提出每章內(nèi)容的重點、難點，并引導(dǎo)他們自己查資料解決問題，不僅培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性。為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，即分析解決問題的能力，工程力學(xué)教學(xué)除了按教材教學(xué)外，還應(yīng)注意將國內(nèi)外新材料、新工藝、新技術(shù)等方面的知識滲透到教學(xué)中，擴(kuò)大學(xué)生知識面，強(qiáng)化學(xué)生分析問題、解決問題的能力，使他們在走向工作崗位后對所學(xué)知識有較強(qiáng)的應(yīng)用能力。

2 充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢。利用掛圖、模型、多媒體教室等手段，增強(qiáng)直觀教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在不能實現(xiàn)現(xiàn)場講課的情況下，我們利用電教片將工程結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)及有關(guān)機(jī)器設(shè)備展現(xiàn)在學(xué)生面前，增加感性認(rèn)識，使學(xué)生將課程與工程背景聯(lián)系起來，從而能更好地培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。而將可交互式的CM多媒體教學(xué)軟件及自作課件運用于課堂教學(xué)，可極大減少繁瑣計算的時間，使學(xué)生將主要精力用于理解、應(yīng)用上，教師也有更多的時間實施啟發(fā)、誘導(dǎo)。總之，直觀教學(xué)能使許多力學(xué)疑難問題迎刃而解，對于擴(kuò)大課堂信息量，增進(jìn)工程實踐意識，開展師生交互式教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對重點、難點的理解和記記，具有明顯的效果。

3 對力學(xué)中一些定理、公式盡量用生活實例加以解釋，使理論學(xué)習(xí)深入淺出。在力學(xué)教學(xué)中，可結(jié)合實際，把一些枯燥的定理、公式用形象生動的生活實例來闡明，如講到摩擦?xí)r，用汽車輪子為什么有花紋來說明。輪胎上的花紋并不是為了漂亮，而是為了防止車輪在平滑的路面上滾動時打滑。當(dāng)講到圓軸合理截面空心軸比實心軸合理時，用人的四肢的骨骼及稻麥莖的截面也是空心圓截面加以說明。通過舉例，使同學(xué)們覺得力學(xué)并不深奧，而是與生活實際密切聯(lián)系，使他們產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，并化為一種學(xué)習(xí)動力。

4 自學(xué)配合精講，倡導(dǎo)對話式教學(xué)。由于本課程內(nèi)容多，知識面廣，我們采用了課堂講授法、問題教學(xué)法、自學(xué)討論法和引導(dǎo)歸納法相結(jié)合的多種形式的教學(xué)模式，發(fā)揮學(xué)生內(nèi)在潛力，培養(yǎng)其綜合能力。

自學(xué)是保證課堂精講及提高教學(xué)效果的前提之一。教師首先要編好自學(xué)指導(dǎo)書，要求學(xué)生開課前自學(xué)、開課后預(yù)習(xí)，并做好讀書筆記。課堂上教師可隨機(jī)安排學(xué)生對自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行概括、總結(jié)，并根據(jù)課堂討論情況及時糾正，解答學(xué)生自學(xué)中發(fā)生的錯誤概念和疑難問題，然后對重點、難點內(nèi)容詳細(xì)講授。此外，還可結(jié)合典型例題及工程實例邊講邊討論，活躍課堂氣氛，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，激發(fā)其學(xué)習(xí)主動性，教會學(xué)生會學(xué)和節(jié)省學(xué)時。

“對話式教學(xué)”能促進(jìn)學(xué)生思考，形成師生間互動關(guān)系，有利于學(xué)生理解、深化、拓寬所學(xué)內(nèi)容。其目的是一方面提高學(xué)生在公開場合的應(yīng)對能力，提高學(xué)生心理素質(zhì)，另一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生組織“講稿”的能力。通過參與，使學(xué)生從知識的接受者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的研究者。

5 分層次教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。為培養(yǎng)學(xué)生思維能力，激發(fā)其創(chuàng)新、競爭意識，教師應(yīng)區(qū)別對待不同層次的學(xué)生，因材施教。為此，可將工程力學(xué)課程劃分為3個模塊組成，即基礎(chǔ)型模塊、應(yīng)用型模塊和擴(kuò)展型模塊。基礎(chǔ)型課程內(nèi)容以專業(yè)課“必需、夠用”為原則，面向全體學(xué)生，為必修課，應(yīng)用型課程內(nèi)容為工程力學(xué)的有關(guān)理論在生活及工程實際中的應(yīng)用，面向70％學(xué)生，注重培養(yǎng)其動手能力。擴(kuò)展型課程內(nèi)容面向20％學(xué)生，分析研究工程力學(xué)理論及應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

6 加強(qiáng)實驗教學(xué)，提高學(xué)生操作技能。實驗教學(xué)的目的，除配合理論教學(xué)外，主要是培養(yǎng)學(xué)生動手能力。如材料力學(xué)性能測定實驗，首先通過計算機(jī)模擬有關(guān)實驗過程，并開放實驗室，讓學(xué)生能利用課外時間熟悉儀器設(shè)備及實驗程序，再上機(jī)操作。這樣既可緩解設(shè)備不足的矛盾，也可減少試驗材料的消耗。運用拉伸機(jī)的自動描繪儀，把材料的σ-ε曲線描繪出來了，學(xué)生在得到了第一手感性材料后，再經(jīng)教師啟發(fā)和講授，學(xué)習(xí)積極性和效果會明顯提高。

加強(qiáng)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。工程力學(xué)教學(xué)中有許多工程實例，而學(xué)生在學(xué)習(xí)之前又缺乏專業(yè)知識，這時可以帶學(xué)生參觀工廠、建筑工地，進(jìn)行認(rèn)識實習(xí)，增強(qiáng)感性認(rèn)識，克服實際經(jīng)驗和認(rèn)識上的不足。教學(xué)實施中，應(yīng)聯(lián)系實際多舉例子，使學(xué)生體會到本課程與后續(xù)課程的密切聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。

加強(qiáng)實驗環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實驗?zāi)芰Α嶒炇枪こ塘W(xué)教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的重要手段。高職教育強(qiáng)調(diào)對學(xué)生技能的培養(yǎng)，這種能力的培養(yǎng)主要通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，實驗則是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，所以改革實驗教學(xué)也是高職工程力學(xué)改革的一項重要內(nèi)容。目前的實驗指導(dǎo)書并沒有對實驗的全過程進(jìn)行系統(tǒng)闡述，實驗報告多是填空式，對學(xué)生認(rèn)知能力及動手能力的培養(yǎng)極為不利。為此，實驗前可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真的準(zhǔn)備，自己動手設(shè)計實驗方案；實驗過程中，讓學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，分析總結(jié)實驗結(jié)果，重點培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的工作方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及踏實的工作作風(fēng)；實驗完成后，由學(xué)生通過思考，按實驗規(guī)范自行設(shè)計、完成一份科學(xué)合理的實驗報告。通過實驗全過程的實施，讓學(xué)生清楚地知道實驗是科學(xué)研究的重要手段，使學(xué)生對工程力學(xué)知識有更加深入地了解。由此可見，實驗課可起到理論課起不到的作用，對于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)有很重要的意義。

(二)完善課程考核方法

考核應(yīng)遵循以下原則：全過程考核的原則，即從開始到結(jié)束，從課內(nèi)到課外均考核；公開考核的原則，提前讓學(xué)生知道如何正確對待本課程考試；不為考試而考試的原則，即制定考試方法必須是為實現(xiàn)教學(xué)目的服務(wù)，而不是為了考試而考試；重能力、重素質(zhì)的原則，即將學(xué)生能力的表現(xiàn)和素質(zhì)的體現(xiàn)作為較大的權(quán)重系數(shù)在考核時加以考慮。具體如下：

1 乎時成績占20％，具體分配是：平時作業(yè)占10％。出勤率占10％，遲到或早退一次減0.5個百分點，無故曠課一次減2個百分點，并不得評定優(yōu)秀成績，曠課次數(shù)累計達(dá)學(xué)校規(guī)定而不能參加考試的，按學(xué)校規(guī)定執(zhí)行。履行了請假手續(xù)的病事假不減分，但累計達(dá)3次以上的不得評定優(yōu)秀成績。課堂討論占10％。

2 實驗考核占20％，其中實驗態(tài)度占6％，實驗操作占8％，實驗報告占6％。平時課堂考核或?qū)嶒灲虒W(xué)考核不及格者，不準(zhǔn)參加期末考試。

3 期末開卷考試占50％，期末筆試不及格者準(zhǔn)予補(bǔ)考。考試內(nèi)容應(yīng)包括概念、原理、思考題、實驗內(nèi)容和計算題。考試題量要大，覆蓋面要廣，盡可能做到理論聯(lián)系實際，且有20％難題，以消除學(xué)生自滿心理，激發(fā)其進(jìn)取意識。

4 口試占10％，口試內(nèi)容主要針對概念，通過口試考查學(xué)生對工程力學(xué)基本理論概念的理解程度，鍛煉學(xué)生應(yīng)變能力。

四 建立切實有效的激勵機(jī)制是創(chuàng)建和實施精品課程的動力

保證課程建設(shè)質(zhì)量要使課程達(dá)到“精品”的標(biāo)準(zhǔn)，就要鼓勵高水平教師積極投身教學(xué)工作，鼓勵教學(xué)管理人員和學(xué)生積極參與創(chuàng)建精品課程。精品課程的建設(shè)、實施和維護(hù)，需要投入很大的時間和精力，這就要建立切實有效的激勵機(jī)制，要使建設(shè)和實施精品課程所付出的努力和精力得到鼓勵和肯定，以提高教師推廣精品課程的積極性。

激勵機(jī)制的建立著重考慮以下幾個方面：(1)精品課的建設(shè)要充分體現(xiàn)教師的個人成長。高校要制定與精品課相關(guān)聯(lián)的教師職業(yè)生涯規(guī)劃。(2)精品課的建設(shè)要作為教師教學(xué)質(zhì)量評價的重要參考，使精品課的建設(shè)融入教師的日常授課中，“天天精品”要成為教師授課的常態(tài)。(3)精品課的建設(shè)要有充足的資金支持。精品課的建設(shè)不僅是集眾智的過程，更是建設(shè)優(yōu)質(zhì)教材，建設(shè)先進(jìn)的實驗、實習(xí)、實訓(xùn)基地的過程，沒有充足的資金支持，很難獲得這些物質(zhì)性的優(yōu)質(zhì)教育資源。因此，充足的資金支持是精品課程建設(shè)中“精品”含金量的保證。

五 提高教學(xué)質(zhì)量是創(chuàng)建精品課程的根本目標(biāo)

工程力學(xué)課程的教學(xué)建設(shè)取得了很好的效果。在校內(nèi)所有課程中，本課程教學(xué)效果一直名列前茅，課程滿意度達(dá)95％以上，得到教師和學(xué)生的肯定和好評。本課程建設(shè)起點高，教育思想、教育理念先進(jìn)，教學(xué)方法新穎先進(jìn)，教學(xué)效果好，符合現(xiàn)代教育思想，成效顯著，有很高的示范性與推廣價值，我校將以建設(shè)省級、國家級工程力學(xué)精品課程為重點建設(shè)工程，再加大本課程建設(shè)的力度，從整體上提升課程建設(shè)的質(zhì)量，努力把本課程的教學(xué)質(zhì)量推向更新的高度。

六 結(jié)束語

高校專科工程力學(xué)的課程改革，是一項長期而又艱巨的任務(wù)。改革既要符合高校專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，保證學(xué)生具有寬厚、扎實的基礎(chǔ)和基本的職業(yè)技能，又要積極穩(wěn)妥，循序漸進(jìn)。由于力學(xué)課程教學(xué)涉及面廣，各專業(yè)對力學(xué)課程教學(xué)的要求又不盡相同，所以改革應(yīng)該分層次、分階段、有針對性地進(jìn)行，要在探索中不斷總結(jié)經(jīng)驗，逐步完善。所有的改革都應(yīng)以發(fā)展學(xué)生智能、提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型技術(shù)人才為出發(fā)點。

經(jīng)過近三年的精品課程建設(shè)，課程建設(shè)水平逐步提高，人才培養(yǎng)的能力與競爭力逐步加強(qiáng)。但如何從全校的角度出發(fā)，規(guī)范和提高精品課程建設(shè)水平和能力，還需進(jìn)行不斷探索。

參考文獻(xiàn)

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