高職《工程力學》課程教學改革探索

王新榮

（張家界航空工業職業技術學院 湖南 張家界427000）

《工程力學》是高職院校工科專業必修的技術基礎課程，主要為學生后續的專業知識學習提供理論支撐，但學時的不斷壓縮及市場對高職人才職業素質要求的進一步提高，使得傳統教學方式下《工程力學》課程的學習已經與之不相適應。如何優化課程教學內容，積極探索有效的教學方法，以更好地培養學生的職業能力和職業素質，適應社會與市場發展，需要每一個《工程力學》課程教師思考。筆者擬以我院《工程力學》課程的教學情況，探索對該課程的教學改革。

高職《工程力學》課程教學的現狀

內容安排 目前，大部分高職院校工科專業《工程力學》課程安排的學時很少。筆者所在學院《工程力學》課程教學約56學時，教學內容包括理論力學與材料力學。理論力學主要講解靜力學平面力系部分，空間力系部分往往僅做簡單介紹。材料力學部分通常以靜力學平面力系為基礎，依次按照桿件的拉壓——剪切與擠壓——扭轉——彎曲變形，從強度、剛度和穩定性方面進行失效分析研究。

學生學情 初進高職學習，學生的學習信心和興趣通常較濃厚，但必要的工程背景知識的不足導致學生產生學習障礙。另外，就業因素的影響使得部分高考文科生進入工科專業學習，其力學基礎知識的薄弱給教師的教學組織帶來相當的難度，該部分學生在傳統教學方式下的學習舉步維艱。諸多原因致使《工程力學》課程按照傳統方式進行教學，在評價考核時，出現大部分學生不能通過的現象。

對高職《工程力學》課程的思考

隨著高職教育的發展，高職課程改革經歷了基于實踐本位課程改革——能力本位課程改革——工作過程本位課程改革三個階段。要適應社會發展需求，做好《工程力學》課程教學的改革，必須更新教育理念，與時俱進，理性思考。

高職《工程力學》課程目標 工程力學的基本理論和基本方法廣泛用于各類工程技術中，是工程技術的重要基礎。工程力學“實踐——抽象——推理——結論”的分析研究方法，對培養學生創新思維及觀察、分析、解決問題的能力有促進作用。查閱分析眾多的高職《工程力學》教材，雖然對該課程學習目標表述不同，但歸根結底都希望學生能夠對簡單工程結構進行力學建模，學會對工程實際結構進行強度分析，在知識內化的過程中，實現專業能力、職業能力和社會能力的培養和提高。

高職《工程力學》課程結構 筆者長期進行《工程力學》課程教學，將諸多使用過的高職《工程力學》教材與本科教材對比分析發現，高職《工程力學》教材與本科教材內容范圍相似，難度降低。從本質上看，有量的變化，卻無質的不同，在編寫體系上仍未擺脫學科知識系統性、完整性要求的影響，課程結構中知識點重復多，知識學習過程與課程目標所要求的使學生掌握工程實際結構強度分析不相符合，不能與后續專業課程知識需求良好對接，學生對一些常見的簡單工程結構都難以獨立地進行強度分析。

高職《工程力學》課程的學情特點 以理論力學、靜力學部分為基礎展開的《工程力學》課程學習讓學生容易出現“炒冷飯”的厭學情緒。同時，高職學生邏輯思維能力和自控能力普遍較弱，相對而言，形象思維能力則較強，這在筆者多年的《機械制圖》課程教學中得到證實：學生在多門邏輯思維能力要求較高的課程學習中困難重重，但因為更樂于用形象思維方式考慮問題，《機械制圖》課程可以學得相當出色。高職學生思維方式上的這種特點，為高職《工程力學》課程有針對性的教改指出了方向。

高職《工程力學》課程教學改革的實踐

課程結構的調整 構建具有職業特色的課程結構是進行高職課程教學改革，實現課程教育教學目標的關鍵。職業教育倡導“以實踐為導向的課程模式”，具體到課程中，即按照工作過程設計項目，進行微觀課程內容的改造。所設計的項目與企業生產和工作過程直接聯系，充分體現現代企業工作的實際需要。《工程力學》作為技術基礎課程，無法跨越專業課程直接服務于崗位工作，它體現的應是對職業的“多接口性”，服務的對象應是專業課，在服務專業課的同時承擔培養學生將來需要的一些基本素質的任務。因此，對《工程力學》課程教學的改革，不能盲目地按某些專業課程教學改革模式機械教條地生搬硬套。分析《工

表1 構件在不同種變形情況下剛度系數表

教學手段和方法 要重點引導學生掌握和體驗強度分析研究的過程：工程結構整體力學建模和邊界條件分析——構建隔離體分析——構建截面內力分析——構建截面應力分布分析——截面危險點應力狀態分析——強度分析等。要加強四種變形及強度分析的對比學習，改變以教師為主體的教學方式，采用學生小組討論、工程實際結構強度分析過程匯報、學生與教師共同評價等方式促進教學任務的完成。例程力學》的直接服務對象——專業課程，例如《機械設計基礎》、《金屬切削機床與刀具》、《機床夾具設計》等所負載的專業基礎知識，根據機械工程實際，可以確定《工程力學》課程與專業課程及工程實際的知識結合點，即工程結構強度分析——討論結構及構件在載荷作用下是否破壞的問題，包括破壞發生的位置、形式及破壞準則，以“工程結構強度分析過程”進行《工程力學》課程結構的構建，補充其他破壞形式內容的學習。

課程教學的組織（1）工程結構強度分析的內容安排。工程結構實際強度分析主要針對桿件的軸向拉壓、剪切與擠壓、扭轉及彎曲四種變形。四種變形形式雖然不同，本質卻都是構件截面不同方向的不同內力分量作用的結果。例如，軸向的內力分量分別對應拉壓與扭轉變形，橫向內力分量分別對應剪切與彎曲變形。因此，對每一種變形而言，強度分析方法基本類同。教學中應重點引導學生對其中一種，例如，桿件的軸向拉壓變形進行強度分析，體驗其中的研究方法和研究思路，對其他幾種變形可采取對比、舉一反三的方式組織教學。以桿件的軸向拉壓變形及強度分析為例，工程結構強度分析的具體過程為：第一，對工程結構進行力學建模，內容主要包括載荷、約束、構件等。第二，對構件進行載荷分析，內容主要包括隔離研究法、受力圖、約束力、平衡力系及平衡方程等。第三，對構件進行內力分析，確定危險截面，內容主要包括截面法及內力圖。第四，分析構件截面的應力分布，確定危險點，內容主要包括應力與應變、材料的力學性能、平面假設條件下構件變形截面處的應力分布規律等。第五，危險點強度分析，內容主要包括常用強度理論。（2）對工程結構剛度問題的分析。在桿件發生拉壓或扭轉、彎曲變形時的剛度問題研究中，可將構件規定為一種彈簧，根據學生在生活、工程實際中對彈簧變形時影響因素的認識給出其剛度系數，進行對比學習。構件在不同種變形情況下的剛度系數如表1所示。（3）對其他問題的處理。對相對獨立、簡單的內容，例如剪切與擠壓、簡單靜不定問題等可作為擴展內容，進行精心設計，安排在課外讓學生自學完成。例如，對溫度應力靜不定結構問題，可設計撰寫小論文《高速鐵路軌道如何實現無縫線路，減少振動，提高運行速度》，指導學生通過網絡檢索、圖書資料查詢等方式完成該部分內容的學習，不僅可訓練學生力學建模和應用知識的能力，而且還能培養學生的工程意識。如，對彎曲變形部分的學習，筆者對所任教班級安排了兩項學習內容：第一，扭轉變形與彎曲變形的區別；第二，扁擔工作時的變形及強度分析。事實表明，加強與扭轉變形的對比學習，指導學生通過多種學習方法自主獲取知識，開展小組交流、匯報及討論等系列活動，學生知識內化的效果更好。

評價方式 要加強過程管理，促進學生自主學習，按照面向“三個一切”的教育教學宗旨促進每個學生的成長。在《工程力學》課程學習中，要改變評價方式，可根據平時成績與期末考試成績綜合評價學生的學習效果。平時成績從占總成績的30%調整為占50%，其中，考勤占10%、作業占10%、實際結構強度分析過程評價占30%。期末的閉卷考試調整為開卷，減少理論性知識的考核，增加實踐性知識的考核。

通過對高職《工程力學》課程結構、教學組織、教學方法及評價方式的調整改變，可以減少重復性教學內容，使學生對工程實際結構強度分析有更清晰的認識，分析和處理強度問題的能力有明顯的提高。在小組交流合作學習過程中，學生的學習主動性增強，溝通能力、自學能力、信息獲取能力也有較大提升。

[1]劉思俊.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]吳建生.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2008.

[3]魏道德.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2009.

[4]姚玢.從電子技術基礎課程看中職專業基礎課程改革[J].職業教育研究，2012（3）：54-56.

[5]張宏，毛東風，等.從工程結構分析過程探索工程力學教學改革[J].力學與實踐，2012，34（1）：105-107.