工程力學教學改革方法研究

李珊珊　陳欣

【摘要】本文從工程力學自身特點出發，初步探討了改革本課程的教學方法，以期提高學生學習、實踐和創新的綜合能力。

【關鍵詞】 工程力學 教學方法 教學改革

工程力學的研究對象是各種各樣的建筑物或者構筑物，是研究建筑物設計中有關力學分析與計算問題，是土木工程專業學生必修的一門專業基礎課，與工程實踐聯系較為緊密，在基礎課與專業課之間起到承前啟后的作用。

1.工程力學課程的學習現狀

目前，工程力學課程的傳統教學模式看重該課程的系統性和完整性，對于理論要求更高，使得整個教學過程較為復雜。學生面對如此艱深繁多的工程力學課程內容和結構都會感到無所適從。這種教學模式顯然是不人性化的，是脫離社會實際需求的。有時即使對于該課程的某些部分有所側重，但是那還會逐步演變成為過分理論化、抽象化、為通過該學分考試而學的力學課程，并不能真正起到增加專業基礎知識、培養相關基礎人才的作用。

2.教學內容的改革

為了在有限的課時內將盡可能多的教學內容清晰傳授給學生并使其理解和消化，必須從工程力學自身的特點出發，對教學內容進行優化。首先，對于不同專業方向的學生，課程內容可以有不同的側重。例如對于房建專業的學生，可側重于剛架排架的內容，而對于路橋專業的學生則側重于連續梁以及內力包絡圖方面的內容。同時，教學時應該有所取舍，對于力法和位移法這兩種解超靜定結構的方法，應該重點講解，對于拱以及組合結構的計算，以及矩陣位移法求內力的過程，可以作適當的簡單介紹。其次，工程力學教材大都比較注重自身的系統性，教材中有部分內容與材料力學重復，例如截面法求內力以及荷載與內力的微分關系等，但考慮到學生基礎有好有壞，在教學過程中即使遇到重復內容也應該詳細介紹。第三，由于目前結構抗震是一個比較熱門的研究方向并且需要用到高等數學中微分方程的求解，因此是工程力學的一個難點內容，在教學過程中對于結構動力計算部分的內容應該重點介紹。

3.多媒體教學與傳統教學的有機結合

對工程力學授課方式的改革可以采用多媒體教學方式。這種方式可以節省時間，例如在矩陣位移法中對于剛度矩陣的建立，用傳統的教學方法就非常浪費時間。同時可以引入大量的動畫與工程實踐，以提高學生的感性認識。針對高層次應用型人才培養的特點，加強案例教學的內容。實踐證明：與繁瑣的理論推導過程相比，把時間用于案例教學中，更能讓學生牢固掌握理論知識并能靈活運用，真正做到學有所用。同時也不能完全忽略傳統的教學方法，對于重要的理論知識，例如變形體系的虛功原理，結構的振動微分方程等，應該仍然采用板書詳細推導原理過程，這樣學生才能集中精力。總之不能一刀切，不能過分夸大多媒體課件的作用，否則會適得其反，達不到預期的效果，在具體實施過程中也有許多值得注意的地方。比如多媒體教學加大了授課信息量，但也應該同時考慮學生的接受能力，上課時要有意識地控制節奏，考慮大多數學生的學習能力。

4.提高學生的積極性

采用啟發式教學。在課堂講授過程中，運用恰當通俗的比喻。例如在分析計算多跨靜定梁的時候，能獨立于基礎而不依賴其他桿件的叫做基本部分，依賴的只能作為附屬部分。計算時應跟剝洋蔥一樣從最外層一層層計算。要盡量避免枯燥的填鴨式教學，而采用啟發學生思維的教學方法。這種教學方法是在教學過程中提出問題讓學生思考，開展討論，通過學生自己的努力加上教師的提示啟發把問題解決，這樣既能讓學生的思路跟上教師，又能增強學生學習的自信心，充分調動學生的學習熱情。

5.專家講座

由于授課教師工程經驗可能有所局限，且在短時間內不可能有較大的改善，導致隨著時間的推移學生逐漸失去新鮮感。所以，為了讓學生更好的理論聯系實際，可以邀請生產單位相關專家來學校講學。譬如邀請建筑企業界里的高級工程師或者全國注冊結構工程師來講學，面向學生針對相關知識點在實際工程中的運用開展案例講座。在這個環節中同樣需要教師發揮好引導作用，一方面利用指令性引導要求學生必須參加講座，在聽講時做好筆記。另一方面，鼓勵學生與專家主動進行交流，這樣學生就會主動思考，挖掘實際工程與結構力學知識之間的聯系。

6.總結

總之，鑒于目前工程力學的教學狀況，只有改革才能適應時代要求，改革的目標是提高學生的學習能力和創新能力。工程力學教學改革是一項長期而艱巨的工作，需要廣大力學教師共同的努力，也需要學校領導大力的支持，確保課程的建設改革得以順利進行。

【參考文獻】

[1]李玉英 工程力學課程教學改革研究 山西建筑2010.12

[2]包世華 辛克貴 結構力學 武漢理工大學出版社 第五版