少學時工程力學教學改革探討

谷俊斌

摘 ?要 工程力學是一門非常重要的技術基礎課。在教學內容不減、教學學時減少的情況下，保質保量地完成工程力學的教學任務是成功進行教學改革的突破點。針對少學時工程力學的教學內容、教學方法進行改革探索，并取得良好的教學效果。

關鍵詞 少學時;工程力學;教學內容;教學方法

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）06-0094-03

Reform in Teaching with Few Hours of Engineering Mechanics//GU Junbin

Abstract Engineering Mechanics is an important technical basic course. In the case of the unreduced teaching content and the reduced

teaching hours， it is the breakthrough point in a successful teaching

reform to complete all teaching mission qualitatively and quantitively.

My research refers to teaching contents and teaching method of engi-

neering mechanics with fewer hours and achieves a good teaching perfonnance.

Key words short of class hours; engineering mechanics; teaching content; teaching method

1 引言

少學時工程力學是內蒙古科技大學許多工科專業所開設的一門基礎力學課程，如材料與冶金工程、礦物加工工程、給水排水工程、建筑工程管理、建筑與環境工程、環境工程等。各個工程領域的快速發展，需要得到力學新知識的理論支撐，因此，大學生不僅需要掌握自己專業的基礎理論，而且需要學會利用力學知識創造新型的專業知識。面對如此情形，高等院校分配給工程力學的教學學時卻越來越少。那么，如何在學時少、內容多的情況下保質保量地完成教學任務，就成為工程力學課程亟待解決的問題。筆者在近幾年的教學實踐過程中不斷總結經驗，就工程力學教學內容、教學方法進行改革探索。

在教學內容的選擇過程中，教師應該有所側重點，不必追求教學內容的完整性，只要最大化地挖掘學生的潛力，并使其有學到知識的滿足感和成就感就可以了。在教學內容選擇過程中要遵循五大原則：依據“寬而淺”原則，選擇教學內容;依據專業特性，制定教學內容;根據專業相關課程，刪略一些重復內容;加強實驗環節，豐富教學內容;遵從適度原則，以學生的可接受性為考量。在教學方法的選取中也遵循五大原則：靈活應用多媒體手段;依據教學目標，講解與示范結合;強調重點，凸顯針對性;分層教學，激發學生創新意識;合理地安排講授課與輔導課。

2 教學內容的選擇

教學內容是教師進行教學工作的主要依靠，因此，選擇有效的教學內容不但要保證學生達到課程標準，而且要滿足今后自身發展的需求。選擇有效的教學內容不但要培養學生的力學基礎，而且要培養學生獨立解決和分析問題的能力。為此，在選擇教學內容上需要仔細推敲，構建合理的知識結構體系，并且“精”“博”得當，能有效地培養學生。目前，大多數少學時工程力學的教學內容是為了滿足各工科專業的后續專業課程的需要，按照“夠用為度”[1]的原則，除了講授工程力學的基本概念、基本理論和基本解題方法外，可以大量刪減與其專業無關的教學內容，開展針對性的教學，至于授課方法仍采用多學時的方式進行。就學習的學生而言，工程力學課程并非其專業的主干課程，重視程度相對較弱，其學習興趣和積極性也不高;而教學方法使用傳統講法，因而學習的過程中以分析推導和計算校核為主，多方面原因導致學生興趣不高，接受效果差。如果采用傳統授課方式講授工程力學的部分內容，明顯不太符合當前的教學需求。

依據“寬而淺”原則，選擇教學內容 ?少學時工程力學主要是服務于各工科專業的后續專業課程，依據“寬而淺”的原則[2-3]制定工程力學的教學大綱和教學日歷。即在有限的課時中，讓學生掌握力學基本概念的同時，明確力學理論的重要性，從而激發學生學習的積極主動性。如工程靜力學部分著重講解平面力系的靜力等效、簡化和平衡條件，并且通過例題使學生熟練地掌握，而空間力系簡單地介紹空間力對點之矩和力偶矩矢的概念即可。對材料力學部分，主要講解桿件基本變形（拉壓、剪切、扭轉、彎曲）的強度和剛度問題，對于較難的組合變形會判別組合形式即可，及簡單地介紹壓桿穩定的概念。

依據專業特性，制定教學內容 ?力學與各個工程領域密切相關，離開了工程，力學將失去他的意義，它生存的目的就是為各個工科專業提供一定的力學知識，便于工程師更好地掌握自己的專業知識。不同的專業所需的力學知識的內容和深度都有所差異，應結合專業特性，制訂相應的教學大綱和教學計劃，不能一成不變。對于冶金與材料工程、礦物加工工程、給水排水工程、建筑工程管理、建筑與環境工程、環境工程等專業的學生，他們對工程力學的要求較低，只需掌握工程力學的基礎知識即可滿足專業的需求。

根據專業相關課程，刪略一些重復內容 ?高等數學、線性代數、概率論及大學物理是工程力學的前置課程，結合緊密，有效地處理它們的關系，可以節約一定的課時[3]。如大學物理中已講解的一些基本力學概念和原理，在工程力學中可直接引用，不必重新講解，以免浪費時間;還有，在高等數學中有關矢量的基本概念、點乘和叉乘已做講解，工程力學中論證合力矩定理以及力對點之矩矢和力對軸之矩的關系時可以直接應用。

加強實驗環節，豐富教學內容 ?實驗是驗證力學理論的重要環節，不僅能培養學生動手能力，而且能激發學生學習熱情[4-5]。實驗課程的設置，不僅能幫助學生更好地消化理論知識，還能激發學生的創造力。少學時工程力學應適當增加實驗學時，不僅保留拉壓、扭轉和彎曲的實驗，還應該增加組合變形實驗，增強學生的動手能力，同時有利于知識的創新。

遵從適度原則，以學生的可接受性為考量 ?堅持適度原則來選擇教學內容，也就是根據學生的可接受情況來確定教學內容的廣度和深度。廣度就是控制教學內容的多少，避免內容太多，學生難以消化;內容太少，學生吃不飽。深度就是控制教學內容的難易程度，避免教學內容太難，學生難以理解，打擊學習積極性;教學內容太易，學生達不到教學要求，造成思維膚淺，不善于獨立分析和解決問題。因此，在選擇教學內容時一定要遵從適度原則，依據教學大綱和教學目的，選擇的教學內容難度正好使學生通過努力可以達到其潛力的最值，并且完成學習還會產生滿足感。選擇適合學生的教材，緊緊圍繞適度原則，結合教學目的，把教學內容的“精”和“博”有效地結合起來，精心篩選教學內容，確保教學活動能取得良好的效果。

3 教學方法的選取

工程力學課程是一門理論性相對很強的課程，其教學方式必然以教師講授為主。講授時應深入淺出、邏輯嚴密，重點突出，教授語言生動活潑，采用多樣教學手段，講究教學方法，多列舉身邊的力學現象，調動課堂的氣氛。在講課過程中應該結合學生的作業情況，著重剖析學生容易忽略、經常犯錯的問題，分析解題的思路一定要連續，忌諱跳躍性，避免導致學生聽得沒頭沒尾。

靈活應用多媒體手段 ?工程力學課程涉及一些變形或運動，比較抽象，不易想象，如果采用多媒體手段，直觀簡單，而且通過動畫能使學生清晰地掌握構件或桿件的變形規律和運動規律，便于學生理解力學原理，感覺力學也就不那么枯燥了。如在教學梁的彎曲變形時，通過觀看動畫可以清楚演示梁的整個變形過程，能很快地找到變形協調關系，便于理解整個正應力推導過程。多媒體手段直觀形象，視覺效果強，從而降低學習難度，提高學習效率。

依據教學目標，講解與示范結合 ?為了讓學生加深對力學公式的理解，防止學生機械、盲目地模仿，授課時將講解與示范有效地結合，便于學生對力學公式的掌握。如在講解力學表達式時，除了闡述清楚每個字符的含義及物理意義，還要舉例闡述每個字符的求解和應用，不能讓學生生搬硬套，照貓畫虎，否則難以提高學生的解題能力和獨立分析問題的能力。同時，學生通過獨立完成課程感覺到成就感和滿足感，進一步促進學習力學課程的積極性。

強調重點，凸顯針對性 ?少學時工程力學如果按照傳統教學方式執行，就要面對課時少、內容多的局面，后果必然是節節滿堂灌，學生學得一塌糊涂。倒不如利用有限時間突出重點，有針對性地講解，詳略得當反而有利于學生掌握。有的內容深入挖掘，某些方面一筆帶過，稍作介紹。如在材料力學部分著重講授桿件基本變形的強度和剛度問題，對于較難的組合變形會判別組合形式即可，而壓桿穩定性問題僅作概念性介紹。這種敘述體系較為直觀，可使學生感到內容連貫，有新意。

分層教學，激發學生創新意識 ?為培養學生思維能力，激發其創新、競爭意識，教師應做到因材施教。為此，可根據學生的學習情況和專業情況具體規劃工程力學的教學內容，然后針對性地授課。工程力學課程的授課內容是服務于后續的專業課的，只要夠用即可，沒理由花大量的時間鉆研非專業課程。結合具體情況授課過程中，應注重培養學生的動手能力，使學生能夠靈活地應用工程力學理論及其研究方法，培養學生的創造能力。

合理地安排講授課與輔導課 ?少學時工程力學課時少、內容多，剛剛能滿足講授課，導致輔導課時幾乎為零。工程力學的課程性質決定其必須通過適量的練習才能很好地掌握相關的理論知識，所以輔導課在工程力學教學中的作用是不可忽視的。目前，由于學時的緊張擠掉輔導課是不明智的，沒有練習的支持，學生對力學的掌握質量必會大大下降。他們只能仿照課本的例題，求解一些相似的題目，沒有真正掌握題中所含的知識點，對理論理解不深，問題稍稍綜合幾個知識點就找不到解題的思路。這種情況下，只要教師輕輕地點撥一下，學生的知識點就能很快地串聯起來，有效地提高解題能力。因此，適當地壓縮授課時間，安排輔導課，是利大于弊的。

4 結語

針對少學時工程力學課程學時少、任務重的形勢，提出以上教學內容和方法的改革，能有效地解決一些教學難題，并在實踐中取得較好的教學效果，當然還存在一些問題需要進一步改進。工程力學課程的宗旨是服務于各個工科專業，隨著各個工科專業的發展，力學知識的需求也會發生一些改變，那么工程力學的教學也需要隨之改變，因此，工程力學課程的教學改革是一項長期的工作。

參考文獻

[1]王延遐，代祥俊.少學時工程力學教學探討[J].中國科技信息，2010（1）：259，264.

[2]蔣平.一般院校中少學時工程力學課程教改探索[M]//力學課程報告論壇論文集.2008.

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[4]吉子軒.搞好少學時《工程力學》教學的若干有效措施[J].太原大學學報，2003，14（2）：52-53.

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