工程力學課程的教學改革探索

趙靜 田建軍 陳會斌

摘 要：高等院校工程力學課程仍存在一些問題。課程教學改革的方向應促進教學方法改革，加快地方院校工程力學教學內容與本專業課程的聯系性，進一步轉變教學理念。課程教學改革應當體現在具體課堂教學中，教師與學生都可感知課堂教學發生的變化，并對創新型教學方式雙向溝通。從而不斷改進教學方法、累積新的教學效果，才能實現提高學生學習興趣、提高教師課堂教學效率的目的。

關鍵詞：高等院校;工程力學;教學改革

1 引言

《工程力學》是我國高等院校中機械類、交通類、建筑類等工科相關專業的一門必不可少的重要專業基礎課，在基礎課和專業課中起到銜接作用，要求學生能夠掌握將研究對象抽象化為力學模型的能力，以及掌握相對應的力學基礎概念和計算公式，進而掌握解決工程實際問題的能力和分析相關工程構件實際受力問題的能力。并為后續相關課程，如：《結構力學》、《機械基礎》、《機械設計》等課程打下堅固的基礎。

但是，由于《工程力學》課程公式繁多冗長、理論枯燥抽象、課程內容復雜困難，導致學生在學習過程中普遍學習興趣較低，課堂教學效果并不是非常理想。為了提高學生對《工程力學》課程的學習興趣，取得更好的實際教學效果，給后續專業課程做好鋪墊。本文中探討了一種新的教學模式，可簡單表述為：課堂翻轉——實物教學——答疑點評——課后總結。從當前課程教學實施情況來看，這種新的教學模式得到了大部分學生的認可，取得了較為理想的教學效果。

2 教學改革環節

2.1 課堂翻轉

由學生自由組成學習小組，每個小組選出一名組長統籌管理小組工作，教師指定學生小組具體討論內容。對于討論內容，結合本校本專業學生實際水平以及學生對本課程的了解情況，不可過難或過易。原因在于：如教師選取內容過難，由于學生基礎理論知識相對薄弱，對于教師要求的知識討論會無可入手，影響教學效果，失去了課堂翻轉的意義。反之，如教師選取內容過易，學生輕松討論就可得出結果，態度上會認為該課程簡單易懂，對后期課程繁雜理論及計算報以聽聽就懂的態度，對課程無法深入了解，影響最終學習效果。

當前，高等院校《工程力學》課時安排大致為64課時或48課時，教材中普遍包括兩方面知識：靜力學和材料力學。包含如下知識點：靜力學公理及靜力學基礎概念，受力分析、平面力系的等效及簡化、物系的平衡、空間力系、摩擦平衡分析等教學內容;軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉、彎曲、壓桿穩定等內容。在課堂翻轉實施過程中，部分教學內容適合學生自主討論學習。如在靜力學部分，教師可安排——考慮摩擦時的平衡問題，這一小節內容來作為學生的小組討論內容。這是因為該小節內容主要應用學生前期學習過的受力分析、平面力系的等效及簡化、物系的平衡等知識點，只是加入了學生高中物理已經學習過的摩擦力問題，同時該小節相對公式推導較少，計算難度不大，學生完全可以憑借前期學習內容順利完成對該小節的知識小組討論工作。再如，教師在材料力學部分不應安排剪力圖和彎矩圖部分進行課堂翻轉教學，因為該部分與前期學習內容關聯性不大，是新知識點，而這部分內容相對抽象難懂，又是材料力學部分教學重難點，理論多、方法多。適宜教師步步引導完成授課，而不適用學生分小組討論。

對于學生小組，確保每個小組成員都能積極參與，由小組組長向教師提供小組討論記錄或討論照片等，引導學生積極主動學習和思考，增加課程趣味性，實現課堂翻轉。

2.2 實物教學

實物進課堂是引起學生對《工程力學》課程理解，以及對后續相關專業課程興趣提升的良好方法，當前我國高校《工程力學》課程普遍開設在大二第一學期，學生還未接觸本專業課，可能并不了解《工程力學》課程對后續專業課課程的學習重要性。以機械類學生為例，傳統教學方法是講概念、推公式、出計算，難懂而枯燥，學生會有質疑：該課程有什么用？應用實物教學進課堂方法，可解決學生的疑惑。如講到材料力學——軸模塊時，可將汽車半軸放置課堂，由學生動手測量半軸尺寸，教師講述汽車半軸如何工作。教學做一體，方便學生對后續專業課的理解和領悟，提升學生對《工程力學》課程認真學習的態度。

2.3 答疑點評

在學生前期小組討論和實物教學環節結束后，教師對學生課堂討論結果，以及對實物的認識進行本章節本模塊教學的內容詳細闡述，并回答學生提出的問題。例如：學生在桿的內力和截面法部分學習過程中。結合學生的討論結果，學生對簡單判別方法會存在認識不足，但是截面法是材料力學整體模塊非常重要的研究手段，這個部分的知識內容不能有任何忽視。教師應用做詳細重點講述，補足學生遺漏和疑惑的重要知識點。由于對學生掌握程度有針對性，教師的講解可以目的性十足，同時加深學生對該知識點的理解程度。

2.4 課后總結

對學生課上及課下作業進行批改，結合學生小組討論情況，檢驗該種教學模式運行效果。該環節為本教學模式最后一環，將課堂知識點進行匯總，為學生布置下次小組討論內容，方便學生課后進行預先學習。對學生小組進行考評，將考評結果記入平時成績。《工程力學》為考試課，最終期末考評成績由：期末卷面成績和平時成績兩部分組成。而平時成績由學生出勤、課后作業、回答問題以及小組討論考評組成。通過小組討論成績記入最終期末考評成績的方式，提高學生日常課堂參與積極性，促進本教學模式的良性運行。

3 結語

《工程力學》課程本身難度較大，充斥著大量的計算和公式，前后知識點銜接緊密，存在前面沒有掌握，后面課程聽不懂的問題。引起學生對該課程學習積極性不足，認為課堂乏味枯燥的問題。而前文已提出，《工程力學》課程在多數工科專業中基礎核心地位不可動搖，將會對學生后續專業課的學習產生直接的影響。故此，本文提出一種新的教學模式，并在實際授課過程中進行推行，課堂氛圍變得更加活潑，能夠較好的實現該教學模式改革的目的。

參考文獻：

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