王 慧

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院煤礦機(jī)電系,安徽淮南 232001)

高職高專(zhuān)《工程力學(xué)》長(zhǎng)效教學(xué)改革方法

王 慧

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院煤礦機(jī)電系,安徽淮南 232001)

《工程力學(xué)》是工科專(zhuān)業(yè)一門(mén)主要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,提出目前高職教學(xué)中存在的四種突出問(wèn)題,并從加入人文素質(zhì)教育、項(xiàng)目導(dǎo)入式教學(xué)、MATLAB作為輔助教學(xué)手段和改革考試方式等方面完善和豐富教學(xué)手段,解決教學(xué)難的問(wèn)題,在實(shí)際運(yùn)用中收到良好的效果。

工程力學(xué);教學(xué)改革;高職高專(zhuān)

工程力學(xué)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。它涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域,是一門(mén)理論性較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科,是解決工程實(shí)際問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。課程難度大、內(nèi)容多,要求有較強(qiáng)的理解能力和邏輯思維能力。如何教好這門(mén)課,如何讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課,一直是任課教師研究的課題。

1 工程力學(xué)教學(xué)中的突出問(wèn)題

1.1 內(nèi)容枯燥,學(xué)生不感興趣

對(duì)于一門(mén)新課程,當(dāng)學(xué)生看到工程力學(xué)的目錄和書(shū)中眾多的公式后,多半都會(huì)打退堂鼓?！斑@門(mén)課好難呀,我一定學(xué)不好”是大多數(shù)學(xué)生的心聲。所以,在一開(kāi)始上這門(mén)課時(shí),學(xué)生都已經(jīng)有了抗拒心理和“學(xué)不好”的心理暗示。這就要求我們老師在最初的幾堂課要充分消除學(xué)生的恐懼心理,讓他們慢慢融入到你的教學(xué)當(dāng)中,并逐步適應(yīng)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)節(jié)奏。

1.2 概念多、公式多、難點(diǎn)多,學(xué)生記不住

《工程力學(xué)》的性質(zhì)決定了它就是一門(mén)“三多”課程,即概念多、公式多、難點(diǎn)多。對(duì)于主觀能動(dòng)性較差的高職學(xué)生而言,這無(wú)疑是極大的考驗(yàn)?！皩W(xué)了后面,忘了前面”是一個(gè)普遍的現(xiàn)象。對(duì)于公式,如何讓學(xué)生做到講過(guò)即用、往哪里用,是課改的另一個(gè)難題。

1.3 課后練習(xí)不會(huì)做,知識(shí)點(diǎn)不能舉一反三

在以往的教學(xué)過(guò)程中,有些學(xué)生聽(tīng)得懂例題卻做不好習(xí)題,這說(shuō)明學(xué)生還沒(méi)有把知識(shí)點(diǎn)完全吃透,解題思路被固定在例題當(dāng)中。這一點(diǎn),在期末考試中體現(xiàn)的尤為明顯,也是學(xué)生成績(jī)上不去的主要原因之一。

1.4 傳統(tǒng)紙質(zhì)考核方式,學(xué)生不及格率較高

閉卷紙質(zhì)考試是《工程力學(xué)》最主要的考核方式。在試卷難度略有下降的情況下,學(xué)生的考試成績(jī)反而每況愈下,不及格率逐年上升,讓批改試卷幾乎成了任課老師一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。這都讓我們不得不去思考到底要怎樣才能上好《工程力學(xué)》這門(mén)課。

2 長(zhǎng)效教改方法及手段

2.1 融入人文素質(zhì)教育,提起對(duì)力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣[1]

《工程力學(xué)》內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn),充滿科學(xué)性和邏輯性,不能直接通過(guò)文字或圖片感受到美感和趣味,但它本身是具有相當(dāng)?shù)娜宋膬?nèi)涵的。在最初的授課過(guò)程中,加入國(guó)內(nèi)外著名科學(xué)家的介紹,激發(fā)學(xué)生的熱情;或者在課堂上引用社會(huì)關(guān)注度比較高的工程事故,如樓房倒塌、橋梁開(kāi)裂、地質(zhì)災(zāi)害等等,吸引學(xué)生的注意力;還可以分析《工程力學(xué)》中存在的辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論和方法論。比如空間任意力系和其它各種力系就是普遍性和特殊性的辯證關(guān)系;再如剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式是來(lái)源于工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)公式。這體現(xiàn)了認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐,實(shí)踐又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的辯證唯物主義思想。

2.2 項(xiàng)目導(dǎo)入式教學(xué)

針對(duì)學(xué)生不能把公式和理論學(xué)以致用的問(wèn)題,可以在教材的編寫(xiě)上輔助解決。編寫(xiě)時(shí)可以打破理論力學(xué)和材料力學(xué)的界限,突出工程應(yīng)用,對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行分析和重組,強(qiáng)化例題和習(xí)題對(duì)概念和原理的深化和理解功能[2]。例如,可以把《工程力學(xué)》分為以下六個(gè)項(xiàng)目：拉壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算、連接件的強(qiáng)度計(jì)算、梁的彎曲強(qiáng)度計(jì)算、圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算、構(gòu)件的變形與剛度計(jì)算和壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算[3]。該思路以構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、剛度設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為教學(xué)重點(diǎn),將靜力學(xué)和材料力學(xué)內(nèi)容重新組合。以外力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度和剛度計(jì)算為線索,構(gòu)建工程力學(xué)課程的應(yīng)用型內(nèi)容體系。

2.3 針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè),教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)做調(diào)整,制定不同的整體設(shè)計(jì)和單元設(shè)計(jì)

根據(jù)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣和專(zhuān)業(yè)對(duì)力學(xué)課程教學(xué)的要求不盡相同的實(shí)際情況,對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生制定不同的整體設(shè)計(jì)和單元設(shè)計(jì)[4]。我們可以在例題、練習(xí)以及課程結(jié)合實(shí)際的過(guò)程中去照顧到不同專(zhuān)業(yè)對(duì)力學(xué)的需求。例如：紡織服裝專(zhuān)業(yè),可以引入棉花打包機(jī)傳動(dòng)和承載構(gòu)件的設(shè)計(jì);模具專(zhuān)業(yè),可以引入合模機(jī)傳動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì);機(jī)械維修專(zhuān)業(yè),可以引入數(shù)控機(jī)床主軸的設(shè)計(jì)、廠區(qū)行車(chē)大梁的設(shè)計(jì)等等。

2.4 使用MATLAB作為輔助教學(xué)手段

想要?jiǎng)?chuàng)新《工程力學(xué)》的教學(xué)模式,就必須引入現(xiàn)代的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。把MATLAB作為輔助教學(xué)工具,將是工程力學(xué)課程教學(xué)改革的一個(gè)新思路[5][6]。

利用MATLAB可以避免大量枯燥且繁瑣的計(jì)算,減少學(xué)生的疲勞感,增強(qiáng)力學(xué)建模能力。它還可以擴(kuò)大力學(xué)求解問(wèn)題的范圍,使求解不再局限于等截面直桿的假設(shè)前提,對(duì)于復(fù)雜載荷作用下梁的內(nèi)力計(jì)算,同樣能很快給出結(jié)果。對(duì)不能在課堂上演示的實(shí)驗(yàn),可以通過(guò)MATLAB中的Simulink仿真工具箱對(duì)各種工程對(duì)象進(jìn)行仿真,靈活地修改輸入?yún)?shù),直觀地感受結(jié)果的變化,起到事半功倍的效果。

2.5 改革考核方式

傳統(tǒng)的考試課,卷面成績(jī)占80%,平時(shí)成績(jī)占20%。這與高職現(xiàn)在“重動(dòng)手,輕理論”的教學(xué)理念難免有些沖突。既然培養(yǎng)模式在轉(zhuǎn)變,那考核方式也一定要順應(yīng)潮流,朝著更能全面考察一個(gè)學(xué)生學(xué)的好壞的方向在變化,這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),也是一個(gè)更為公平的考核。

總的來(lái)說(shuō),課程考核分為兩個(gè)部分：階段性考核和終結(jié)性考核。其中多樣化的階段性考核可以更為全面地考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)能力,讓教師根據(jù)考核結(jié)果及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)整教學(xué)方案。終結(jié)性考核是在老師監(jiān)督下考察學(xué)生對(duì)課程的整體掌握情況。在分?jǐn)?shù)的分配上,期末考試占30%,過(guò)程考核占70%(其中課堂表現(xiàn)(20%)、作業(yè)及階段測(cè)試(20%)實(shí)驗(yàn)成績(jī)(30%))。

3 預(yù)期效果

《工程力學(xué)》的教學(xué)環(huán)節(jié)要與高職高專(zhuān)學(xué)生的能力、知識(shí)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)?？梢愿鶕?jù)高職高專(zhuān)人才培養(yǎng)的規(guī)格和去向修訂教材內(nèi)容,增強(qiáng)實(shí)用性和針對(duì)性;同時(shí)減少教學(xué)中不必要的推導(dǎo)和證明過(guò)程,加強(qiáng)對(duì)理論的應(yīng)用能力練習(xí)。在課堂上,教師要起到組織和引導(dǎo)的作用,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,不僅“聽(tīng)、看”,更要“想、練”,爭(zhēng)取做到“不是老師教的會(huì),而是學(xué)生學(xué)的會(huì)”。從根本上消除學(xué)生對(duì)《工程力學(xué)》的恐懼和抵觸心理,寓教于樂(lè)地去學(xué)習(xí),以求達(dá)到可以學(xué)以致用的良好效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

《工程力學(xué)》課程改革,是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù),我們應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的課程體系、教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)刪減、重新整合,減少教學(xué)課時(shí),增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課時(shí),逐步推進(jìn)力學(xué)教學(xué)改革。在著重培養(yǎng)學(xué)生綜合歸納和知識(shí)融會(huì)貫通能力的同時(shí),還要積極采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,還原和展示工程實(shí)例,提高解決問(wèn)題的效率,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,還要改革傳統(tǒng)的考試方法,以順應(yīng)素質(zhì)教育的需要。

[1] 楊艷.重視高職《工程力學(xué)》中的人文素質(zhì)教育[J].長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,26(1)：78-80.

[2] 謝仲賢.工程力學(xué)實(shí)訓(xùn)課中“題目引導(dǎo)式”教學(xué)法應(yīng)用[J].力學(xué)與實(shí)踐,2004,(26)：67-70.

[3] 呂慶洲,王慧.工程力學(xué)[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2013.

[4] 馬景槐.工程力學(xué)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005,11(6)：75-80.

[5] 胡瑋軍,陳夢(mèng)遷.MATLAB：《工程力學(xué)》輔助教學(xué)的新工具[J].中國(guó)電力教育,2008,(122)：71-73.

[6] Hull Douglas W.Mastering Mechanics I Using Matlab[M].Upper Saddle River：Prentice Hall,1999.

[7] 方治華.以教材建設(shè)為抓手,創(chuàng)建工程力學(xué)精品課程[J].中國(guó)冶金教育,2010,(4)：12-13.

責(zé)任編輯：訾興建

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1671-8275(2014)05-0059-02

2014-08-25

王慧(1979-),女,安徽淮南人,淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院煤礦機(jī)電系講師,研究方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)。