對《工程力學》課程的教學方法改革的探討

【摘 要】通過幾年來的一線教學經歷和教學實踐的初步探索，針對中職學校的學生對《工程力學》不夠重視、缺乏學習興趣和聽得懂卻不會應用等問題，本人對工程力學課程教學重點的設置、內容安排、教學方法的創新改革方向進行了深刻思考，力求尋找到該課程教學改革與提高學生能力的新突破口。以求激發學生的學習興趣，從而培養學生分析和解決問題的能力。

【關鍵詞】工程力學；教學方法改革

工程力學是工科專業學生必修的專業技術基礎課，它既是一門基礎學科，又是一門能直接用于工程實際的技術學科，特別是對機械類專業來講，是基礎課和專業課之間的橋梁，在工程設計中也具有很強的直接應用性。而且對開發學生智力、培養學生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學的思維能力和創新能力以及解決工程實際問題的能力都將產生重大影響。它是一門介于基礎課和專業課之間的技術基礎課程，既有較強的理論性，又與工程和生產實踐聯系密切，在工程意識培養方面有著不可替代的特殊地位。該課程所包含的內容極其廣泛，且具有力學概念抽象，內容繁雜，分析研究對象多，解決問題方法靈活多變等特點，加之新的教學內容擴展與教學學時的減少形成明顯反差，給教學帶來困難。這就要求教師有針對性地研究教學方法，研究學生的心理特點，讓力學知識與學生的其他專業課程以及工程技術實際活動有機地結合起來，讓學生充分感受到專業技術的魅力，激發學生學習工程力學的興趣。激發學生的求知欲，更好地提高《工程力學》的教學質量。

一、工程力學教學現狀

目前，工程力學課程教學課時大幅度減少，而用人單位對人才應用能力的要求卻大幅提高了，在這樣的背景下，工程力學教學中暴露出許多不容忽視的問題。

工程力學的主要內容包括理論力學和材料力學兩部分。中職學生的基礎差，底子薄，僅僅靠初中階段的一點物理基本知識，可以說他們幾乎是在沒有任何鋪墊的情況下學習工程力學的，所以學起來的困難時可想而知的。而且他們空間想象能力不是很強，再加上很多學生對工程力學這門邏輯性和前后連貫性非常強的課程缺乏興趣。這些情況都給工程力學的教學工作提出了很大的挑戰。

其次，工程力學課程教學形式單一。教學手段一直是黑板+粉筆的單調形式。不論是什么專業，都講剛體靜力學和材料力學的基本內容，都沒有真正讓學生有動手實驗或參觀、實訓等內容。導致學生理論與實際相脫離，遇到實際問題很難學以致用。

二、引導學生認知力學

工程力學：包括理論力學、材料力學和結構力學，是中等職業學校工科專業的專業基礎課，其理論性強，而且與專業課、工程實際緊密聯系，是科學、合理選擇或設計結構（或構件）的尺寸、形狀、強度校核的理論依據。在教學中，我們往往稱之為“一座橋”，具有承上啟下的作用。也就是說，學好工程力學，為后續專業課的應用和拓展奠定了很強的理論基礎。所以，如何讓學生認知工程力學，真正了解和喜歡學習這么課程呢？通過帶領學生到實訓車間或工地認識一些結構物及其制造工藝，向他們簡略介紹工程力學知識在其中的運用。教師還可以將那些由于構件強度不夠而導致工程結構或設備破壞所造成的重大經濟損失、剛度不夠所生產出的廢品、穩定性不夠而導致的重大人身傷亡事故等等制成電視片安排學生觀看，在培養學生的安全意識和責任意識的同時也必然會提高學生分析問題和解決問題的能力。在教學中還可以借助與工程實踐、日常生活密切相關的力學實例，引導學生去發現、思考、分析、歸納和解決問題。例如：汽車是怎樣開動的？是不是發動機一轉，汽車就能跑起來？雜技演員表演用手劈磚，為什么在磚的兩邊墊上物塊比不墊物塊易斷？體操運動員在吊環上做十字時，雙臂在根部受什么樣的力的作用？等等。這些貼近學生生活的例子都可以引導學生對力學的進一步的認識。

三、科學運用現代教育技術手段，加強直觀教學，提高教學的通俗性

工程力學課程所包含的內容極其廣泛，且具有力學概念抽象，內容繁雜，分析研究對象多，解決問題方法靈活多變等特點。因此在課堂教學中，要結合教學內容，盡量使用教學模型和實物進行教學演示，如講解“工程中常見的幾種典型約束”時，讓學生看固定鉸鏈聯接的模型；講解 “空間力系”時，看直角平行六面體；講解“齒輪的受力分析”時，讓學生看斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪。通過工程實際和教學內容相結合，工程實物與力學模型相對照，既可使學生增加有關工程和機械方面的感性認識又能促進理性認識，使感性認識和理性認識并行發展。

在對力學概念進行解釋時，用通俗極端的例子易懂且好記憶，學起來也不會說教而乏味。例如強度是指材料抵抗破壞的能力，我以地震對房屋為例，房屋在地震中倒塌是因為強度不夠，所以現在的房屋建筑強調增加抗震強度、抗剪強度，以減少地震暴雨等自然災害的影響；再以鋼材和木材在受相同外力作用下的破壞程度，說明強度與材料有關。另一概念是應力集中，應力集中是由于受力構件幾何形狀、外形尺寸發生突變而引起局部范圍內應力驟然增大的現象。應力集中對構件強度的影響隨材料的不同而不同，舉例，一塊中間有孔結構的大理石，在孔結構處受力處會產生裂紋，裂紋會逐漸擴展而使大理石斷裂；再換一種金屬材料，做成相同結構受同樣大小力的作用，卻不會有裂紋產生，以此說明應力集中對脆性材料的危害比塑形材料的嚴重的多。

如今現代科學技術的高速發展，也為力學的教學形式提供了先進的教學手段，我們可以充分采用多媒體教學手段，將文字、圖片、聲音、動畫視頻融為一體，展現在課堂上，將學生從被動接受型的模式中解放出來。這種圖文并茂、有聲有色的情景式教學環境，使傳統教學中枯燥抽象、用單一語言文字和圖形難以講清的內容變得生動具體，令學生耳目一新，加深對課程內容的理解和應用。如將工程力學教材與課件相結合，可將材料力學的原理性研究，揭示剛體運動特性和運動關系；書本上靜止不動的連桿機構、凸輪機構、齒輪傳動等通過多媒體技術形象生動地展示在學生面前，大大地激發學生學習的興趣，提高學習效果。采用工程力學課件輔助教學可以突破粉筆、黑板、模型、掛圖等傳統教學媒體的限制；通過演示三維彩色仿真動畫、動態教具和工程實例圖片，可以拓展學生工程視野，激發學生的空間想像力和形象思維能力。

四、優化課程內容，因材施教，增強課程的實踐性

工程力學應根據不同專業的崗位需求，徹底改變原有課程內容體系，以解決實際工程力學問題為主線組織課程內容。根據專業、學習形式不同對內容作大幅度取舍，組織有豐富工程經驗并擔任過多年教學工作的教師編寫適于該學科的校本教材，教師在編寫教材過程中應充分考慮學生的理論基礎薄弱、學時少的情況，為了學以致用，在內容編排上，注意引入聯系工程實際且有代表性的例題、習題和思考題，并把一些典型工程案例中的工程力學問題編人其中，刪除已經過時或對人才培養價值不大的內容。針對大部分高職學生學習思維方式的特點，著重講好如何養成良好的思維方式，從被動式學習向主動探索、研究轉變，以便打好學習力學的良好基礎。同時教師也應該注意積累與學生實際生活相關的典型案例，結合工程實際和新的標準、規范，適時更新補充教材，注意教學內容的難易和深淺。

工程力學是建立在科學實驗和生產實踐基礎上的一門學科。理論教學和實驗教學是相輔相成的，培養學生的實驗能力是提高其綜合能力的重要方面。以前的實驗內容是以觀察和驗證為主，主要是在教師指導下，學生按操作規程進行實驗。其內容一般是驗證課堂教學理論內容，作用在于驗證理論，鞏固知識，使學生加深對理論的理解，但不利于培養學生的動手能力和探索精神。為此我們要在基本理論教學的基礎上開設實驗平臺。教師在指導實驗的過程中，既要注意引導學生整理和評價實驗結果，學會科學地分析和整理實驗數據；又要引導學生善于提出問題，充分運用所學知識進行思考，積極主動地表達自己在實驗中的收獲和體會。教學效果證明，工程力學綜合實驗，在培養學生自學能力、注意力、觀察力、動手能力、獨立和協作能力、分析總結能力、創新精神等方面有著課堂教學所不能替代的作用。

教師的語言應當語速適中、抑揚頓挫、詼諧有趣，以利于學生樂于聽講和思考；語氣應簡明、清晰，在解釋、論述的同時適時穿插必要的提問、設問、反問及討論，不斷提高學生思考與參與的興趣；在語音上，應講好普通話，吐字清楚；在用詞上，應嚴謹、準確；在音量上，應該聲音洪亮，講課富有激情和感染力。除此之外，教師的表情、眼神及協調的肢體動作語言也很重要，這些都是搞好教學的有力助手。

五、總結

學生是認識的主體、學習的主人，作為知識傳播者的園丁，教師要多探索、多創新一些實踐高效和科學的教學環境、方法和模式，要始終本著引導、激勵的原則引導學生自己去思索，充分調動學生的積極性、主動性和創造性，盡一切可能提高學生的學習興趣和動力，提升他們實際應用知識的能力，不斷提高《工程力學》的教學質量和效果。

參考文獻：

[1]羅澄清.關于工程力學教學的探討.太原城市職業技術學院學報，2006年

[2]解念鎖.機械工程材料課程教學研究與實踐[刃.重慶工商大學學報，2005年

[3]論文“高職高專《工程力學》教學改革探討”《考試周刊》，2010年24期

[4]論文《淺議如何提高工程力學課堂實踐性》.山東理工職業學院

[5]蔣持平.《材料力學教學中的科學思維方式培養》.力學與實踐

作者簡介：

俞虹（1962.7～），女，漢，浙江省舟山市，浙江舟山市技工學校，講師，本科。