基于“卓越工程師”培養的工程力學教學改革的探討

◆鮑家定

基于“卓越工程師”培養的工程力學教學改革的探討

◆鮑家定

工程力學是卓越工程師培養計劃中的重要課程之一，本文首先簡要分析了工程力學教學現狀，然后從教學理念、教學體系內容、教學手段、考核方式等方面深入探討了工程力學教學改革。

卓越工程師；工程力學；教學改革

2010年6月，教育部啟動了 “卓越工程師教育培養計劃”，該計劃的核心就是培養和提高學生的工程實踐和創新能力，使工科本科生、研究生擁有設計開發、現場處理、科學研究等工程師所具有的特性，本計劃具有以下3個特點：一是學校結合相關行業標準實施工程人才培養；二是企業深度參與培養工程人才；三是著重加強學生工程與創新能力的培養和提高。“卓越計劃”是我國新的人才培養模式，通過創新工程人才培養機制、建立高校與企業聯合培養人才機制、提高工程教育師資質量和水平、對外開放工程教育、制定卓越工程師培養標準等5各方面來具體實施該計劃，在實踐實施的過程中不斷探索、提高和完善。

作為一門工科專業必修的課程，工程力學是機械設計、結構力學等課程的基礎，同時工程力學與工程實際問題緊密聯系，具有很強的實用性，促進學生科學邏輯思維和分析解決工程實際問題能力的培養和提高，滿足學生日后工作從事專業研究、深入學習、開發項目的要求，因此工程力學是卓越工程師培養計劃中的重要課程之一。

一、工程力學教學現狀分析

作為一門經典的課程，工程力學具有多而復雜的概念和定理、推理抽象、較強的理論性和邏輯性，同時目前的工程力學教學更加偏向學術化，部分老師缺乏工程背景，學生在實踐方面較為薄弱，這都明顯不符合卓越工程師培養的目的和要求。目前工程力學的教學工程中，更加注重理論知識和解題技巧，傾向于應試教育，課程教學內容缺乏與工程實際問題的聯系。如何結合工程實際和科技發展需要來選擇和改進教學內容和體系，是工程力學教學改革的重要方向。

此外，由于工程力學具有較強的系統性、理論性，內容較多，教師常采用滿堂灌等單一的教學手段和方式，很容易使學生產生疲勞并感覺到枯燥無聊，從而失去了學習的興趣動力，導致教學效率的降低。在這種教學模式下，學生只能夠被動地接受，學生積極性較低，學生的個性發展受到了嚴重的制約，不利于綜合素質的提高。在工程力學教學任務重而教學課時不斷被壓縮的情況下，對教學手段和方法進行改革顯得相當重要。

二、工程力學教學改革

1.轉變教學理念

基于工程力學課程難懂、枯燥的特點，并且教學模式大多采用以教師為中心，學生只是在機械地接受，一直處于較為被動的狀態，直接限制了學生創新能力的培養和提高。工程力學教學過程中，應逐步形成 “以學生為主體，教師充分發揮主導作用”的現代教學理念，有效地調動學生的學習主動性和積極性。在夯實學生學習基礎的同時，需要更加強化學生創新能力的培養。在發揮教師主導作用的同時，突出學習過程中學生的主體地位，體現個性培養、因材施教、引導創新的教學理念思想，更好地為工程力學的教學改革提供指導。

2.調整教學體系及內容

針對卓越工程師培養要求制定工程力學教學大綱，結合工程實際的需求整合教學內容，構建符合高素質 “工程型”人才的工程力學體系。優化工程力學課程中的靜力學部分的內容體系，從基本概念的出發，逐步展開物體受力分析、力系簡化和平衡理論，由一般到特殊地進行講解。針對材料力學部分，需要調整和改革一貫實施的 “四大基本變形為主線”的教學體系，該體系存在重復內容較多、占用學時多、缺乏新意等問題。以桿件的內力分析、應力和強度計算、變形和剛度計算、壓桿的動載荷、穩定等為主線構建新的教學體系，提高學生自助學習能力、創新能力和工程運用能力。

卓越計劃旨在培養高質量的工程技術人才，應提高工程力學課程的起點，在教學體系和內容上突出重點、精選內容，更多地引入工程實際問題，引導學生的工程思維。通過實驗教學提高學生的科研、動手等能力，增加設計性實驗，讓學生自主設計方案、解決問題、總結，提高運用知識的等綜合能力。

3.改革教學手段和方法

改革傳統的灌輸式的教學方式，推行基于問題討論式教學，旨在提高學生自主學習的能力。問題討論式教學有機結合了問題式教學和討論式教學，學生為主體，教師為主導，以問題為主線，開展課堂討論為主要教學形式。教師在課堂上提出與課程相關、聯系工程實際的問題，激發學生的求知欲和興趣，接著引導學生分析問題，幫助學生厘清思路，最后通過學生討論來解決問題、學生進行總結歸納得出結論，教師結合討論過程中出現的問題進行適當地講評，進一步講解知識點加深學生的理解。問題討論式教學過程中運用啟發式教學，與工程世界緊密聯系，讓學生帶著問題去學習，充分調動了學生的學習興趣和積極性。

交互式多媒體應用在工程力學的教學過程中，可以很大程度上提高教學效率；多媒體能夠直觀形象地演示受力變形過程，與傳統的教學手段相比，增強了教學的效果，有利于加深學生對于知識的理解。同時也不容忽視板書等教學手段，一步一步地板書推倒有利于充分講解邏輯性、理論性較強的力學內容，學生可以緊隨教師的節奏理解掌握知識點。

知識作為基礎，實踐才是最為重要的，在實踐中可以培養和提高各方面能力。教師需要指導學生結合復雜的工程問題逐步簡化，構建力學模型。提供開放式實驗教學，學生在老師的指導下綜合運用所學知識，自主設計實驗，教師把握學生實驗情況，并提供相關資料和解答問題，調動學生的創造性、主動性，培養學生的創新意識、實踐能力。

4.完善考核方式

學生工程力學課程的學習效果主要取決學習過程，很有必要將課程考核貫穿于整個學習過程?？己梭w系應該涵蓋了課堂表現成績、實驗成績、平時作業成績、最終考試成績。在課堂問題討論教學過程中來考核學生的掌握情況和綜合表現，平時可以布置工程具體問題來考查學生學習情況，教師還可以通過平時的作業情況及時調整教學計劃。除了常規的工程力學驗證性試驗外，通過學生獨立完成開放性試驗的表現來考核學生的綜合能力。最終的期末考試也必不可少，盡量避免生搬原理、套用公式，多結合工程應用背景。積極鼓勵基礎較好、能力較強的學生參加大學生力學競賽和實驗競賽，這類比賽更加注重學生創新能力、實踐能力、分析解決實際問題的能力的培養，提升自身的競爭力。

三、結語

工程力學在基礎課和專業課間發揮承上啟下的作用，對于卓越工程師來說是相當重要的技術基礎課。為了培養基礎夯實、富有創新精神、綜合能力較強、高素質的卓越工程師，工程力學教學需要進行適當地轉變了教學理念、優化教學體系及內容、探索教學手段和方法、完善考核方式。

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（編輯：郝 嬋）

本文系桂林電子科技大學教育教學改革項目“引入工程科技教育促進‘液壓與氣壓傳動’課程教學改革”（編號：JGB201402）的研究成果。

鮑家定，男，桂林電子科技大學助理研究員。研究方向：幾何產品的檢驗與認證、激光復合加工研究。

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1671-0568（2015）32-0092-02