陶桂香　張鈞惠　毛欣

實(shí)現(xiàn)由教學(xué)型大學(xué)向教學(xué)研究型大學(xué)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，無疑成為了部分高校的現(xiàn)實(shí)選擇。為未來發(fā)展需要，特別是主動適應(yīng)服務(wù)墾區(qū)現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)建設(shè)要求，在“十二五”開局之年，即我校也提出了由教學(xué)型向教學(xué)研究型大學(xué)轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略目標(biāo)。而在實(shí)踐過程中，高校除了面臨著更新教學(xué)理念、提高教師能力、增加教育投入、加強(qiáng)學(xué)風(fēng)考風(fēng)建設(shè)等諸多課題之外，課程建設(shè)的配套改革也應(yīng)然的成為其中不可或缺的一環(huán)。工程力學(xué)課程作為重要的工科專業(yè)基礎(chǔ)課程，與土木工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化等專業(yè)息息相關(guān)，其課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法能否適應(yīng)“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)要求，對于后續(xù)專業(yè)課的開展及學(xué)生科學(xué)思維能力的前期培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)影響。但一直以來，該課程教學(xué)慣以傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行，與教學(xué)研究型大學(xué)建設(shè)的內(nèi)涵要求相距甚遠(yuǎn)，在對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的視野下，其教學(xué)效果也強(qiáng)差人意。本文以黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院開設(shè)的工程力學(xué)課程為背景，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為主題進(jìn)行了專題探討，并在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證，為探索工程力學(xué)課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的改革途徑提供一定的方法指引。

一 教學(xué)研究型院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵把握

教學(xué)研究型大學(xué)要求培養(yǎng)出共性寬厚、個(gè)性鮮明、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力突出、創(chuàng)新意識旺盛的人才。因此，在教學(xué)研究型大學(xué)人才培養(yǎng)模式中應(yīng)以通識教育為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，通過完成從“規(guī)律”到“原理”的跨越轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)培養(yǎng)研究人才。因此持續(xù)改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法成為教學(xué)研究型大學(xué)在建設(shè)完成后的長效要求。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，體現(xiàn)著教育教學(xué)觀念的更新，教學(xué)研究型大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容要尤其注重“書本”與“應(yīng)用”的銜接，開啟理論與實(shí)踐相互促進(jìn)、相互提高的渠道，在方法上，著眼于提高學(xué)生的綜合能力，圍繞課程自身及專業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考、思維發(fā)散和邏輯探究能力，在完成好課程講授同時(shí)盡已所能的促進(jìn)學(xué)生“創(chuàng)新性研究”的習(xí)慣養(yǎng)成。

二 辦學(xué)定位轉(zhuǎn)變背景下的力學(xué)課程教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)

教學(xué)研究型大學(xué)要求維持好教學(xué)與科研這兩大主業(yè)的平衡，這就使得包括力學(xué)課程在內(nèi)的所有課程教學(xué)面臨一系列新的命題。作為工科院校的基礎(chǔ)性學(xué)科——力學(xué)課程是后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。因此，如何根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)對象特點(diǎn)，改善教學(xué)方法，結(jié)合工程實(shí)踐問題，使學(xué)生能靈活高效、全面系統(tǒng)且創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)；如何采用有效的教學(xué)手段去切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率；如何讓學(xué)生扎實(shí)地掌握課程基礎(chǔ)理論知識并將所學(xué)知識能夠應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中，都是高校由教學(xué)型向教學(xué)研究型轉(zhuǎn)變的背景下，力學(xué)課程教學(xué)面臨的薄弱并需改進(jìn)的環(huán)節(jié)，具體如下。

（1）教學(xué)主體上，部分院校力學(xué)教師為力學(xué)專業(yè)畢業(yè)，缺少與所授專業(yè)的融會貫通，雖對單純的力學(xué)課程的系統(tǒng)性和嚴(yán)密性有著精準(zhǔn)的把握，但所授學(xué)生的專業(yè)系統(tǒng)性卻較弱。僅以單門力學(xué)課程為中心進(jìn)行教學(xué)，對力學(xué)與專業(yè)課程之間相關(guān)知識的銜接、融合不夠，很容易與其他專業(yè)課形成脫節(jié)，與教學(xué)研究型高校人才培養(yǎng)理念不符，不能做到課程之間的融會貫通，學(xué)生對于學(xué)習(xí)力學(xué)課程的作用體會不到，不僅難以保證教改課程，而且極易造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的喪失。

（2）教學(xué)內(nèi)容上，主要以課本講授為主，雖然有些教師承擔(dān)著科研項(xiàng)目，但其中大部分教師將自己的科研和教學(xué)分開，并沒有主動有機(jī)的結(jié)合在一起，課本知識與實(shí)際聯(lián)系不夠。還有部分任課教師減少習(xí)題課、討論課比例，阻斷了學(xué)生將學(xué)習(xí)內(nèi)容向?qū)嵺`訓(xùn)練轉(zhuǎn)化的過渡橋梁，嚴(yán)重影響了學(xué)生分析與解決問題綜合能力的培養(yǎng)與提高，另外有些高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是僅對低碳鋼進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等基本變形的試驗(yàn)研究，而對于新的材料的強(qiáng)度分析卻很少，更是缺乏綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

（3）教學(xué)方法上，主要以教師“講”、學(xué)生“聽”為主，教學(xué)理論和教學(xué)模式過于陳舊，在授課時(shí)，主要簡單套用自己學(xué)生時(shí)代老師的授課模式，嚴(yán)重忽視不同時(shí)期不同學(xué)生的群體特征，使得學(xué)生不需太多思考，學(xué)什么和如何學(xué)都由教師安排，學(xué)生只要善于記憶，跟著教師后面學(xué)，就能輕松地應(yīng)對考試。對于學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識效果明顯，但由于學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性難以發(fā)揮，對于培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識能力、思維能力、創(chuàng)新精神等方面存在顯著不足。主要表現(xiàn)為在知識講授后的習(xí)題中，老師講學(xué)生就會做，否則，學(xué)生就不會；個(gè)別教師為了追求及格率以及學(xué)生為了應(yīng)付考試，幾乎每道題都依靠老師講、學(xué)生記，學(xué)生把教師的講授內(nèi)容記成筆記，死記硬背以備考試之需。雖然，考試的結(jié)果能夠令人滿意，但考試之后學(xué)生什么也沒學(xué)會，自主解決問題的能力更是無從談起。

三 以我校為例，力學(xué)的課程改革措施及實(shí)施

1 力學(xué)課程改革措施

理論力學(xué)和材料力學(xué)構(gòu)成了工科專業(yè)學(xué)生較為重要的基礎(chǔ)課程，在二者學(xué)習(xí)過程中，有許多理論推導(dǎo)、公式計(jì)算等相對抽象的內(nèi)容，如果不重視教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的改革和應(yīng)用，容易使得一些學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生感覺學(xué)習(xí)力學(xué)課程極其枯燥，喪失興趣，產(chǎn)生硬背公式等考前突擊來應(yīng)付考試的不良心理。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)研究型大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，我們在力學(xué)課程的教學(xué)方法、手段等方面進(jìn)行探索。

（1）在教學(xué)主體上，提高任課教師的專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)課程之間的聯(lián)系，提高專業(yè)的系統(tǒng)性，做到融會貫通。力學(xué)與各專業(yè)課程之間存在眾多聯(lián)系。為此，教師要將這種聯(lián)系講授給學(xué)生，做到融會貫通。例如，當(dāng)教師講到某個(gè)知識點(diǎn)的時(shí)候，如果這個(gè)知識點(diǎn)在后續(xù)課程中能用到，教師應(yīng)當(dāng)把后續(xù)課程的內(nèi)容簡單介紹給學(xué)生，提高學(xué)生對本節(jié)知識的認(rèn)知度。這就要求教師對所授學(xué)生的專業(yè)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，教師應(yīng)當(dāng)在給一個(gè)新的專業(yè)授課前進(jìn)行一定的該專業(yè)知識擴(kuò)展，掌握專業(yè)課程的主要研究內(nèi)容，尤其對與力學(xué)關(guān)聯(lián)緊密的課程，要掌握這些課程中的哪些知識點(diǎn)講解的時(shí)候要用到力學(xué)知識，只有這樣才能保證力學(xué)課程講授與專業(yè)應(yīng)用的融會貫通，才能保證力學(xué)課程與專業(yè)課程的完整性、統(tǒng)一性。

（2）在教學(xué)方法上，利用力學(xué)課程的自身特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。①以一題多解特點(diǎn)，突破培養(yǎng)學(xué)生解決問題的靈活性。許多力學(xué)問題具有一題多解的特點(diǎn)。例如理論力學(xué)中靜力學(xué)關(guān)于求解物體系的約束力問題，在求解的過程中可以先研究整體，再研究單個(gè)部件；也可以先做局部分析，再進(jìn)行研究整體。例如學(xué)完達(dá)朗貝爾原理之后，一些動力學(xué)的問題除了可以用動力學(xué)相關(guān)知識點(diǎn)來解決外，還可以用靜力學(xué)的原理來解決。再例如，材料力學(xué)中求變形后的位移問題，可以用圖乘法，也可以用卡氏定理。相同問題不同方法求解，擴(kuò)寬了學(xué)生解決問題的思路，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的多思維、多角度，進(jìn)而提高學(xué)生研究問題的靈活性。②以問題求解過程為渠道，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。力學(xué)問題的求解過程一般包括分析問題、確定研究思路、求解問題三個(gè)過程，而分析問題和確定研究思路是解決力學(xué)問題的難點(diǎn)。因此，在對學(xué)生講解問題時(shí)，要采用引導(dǎo)的方式，盡量讓學(xué)生在教師的啟發(fā)下，相對獨(dú)立地完成前兩個(gè)過程，并且在完成這兩個(gè)過程后，要不斷地引導(dǎo)學(xué)生去總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。比如，在解決材料力學(xué)中基本構(gòu)件的強(qiáng)度問題時(shí)，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生回顧強(qiáng)度問題的計(jì)算方法，逐一明確進(jìn)行強(qiáng)度求解過程中的重點(diǎn)問題、難點(diǎn)問題，然后針對這些重點(diǎn)問題和難點(diǎn)問題啟發(fā)學(xué)生用何種方法進(jìn)行解決；如遇解決不了的情況，再組織學(xué)生討論采用什么方案進(jìn)行處理。一道題下來，不僅讓學(xué)生對于過往知識進(jìn)行了回顧，而且通過引導(dǎo)和啟發(fā)培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力，另外，教師通過上述二至三次的引導(dǎo)后，要逐步讓學(xué)生嘗試獨(dú)立完成解決問題的全部過程。③以知識間內(nèi)在聯(lián)系為紐帶，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性。力學(xué)課程的部分內(nèi)容是從概念出發(fā)，利用數(shù)學(xué)上的微積分等相關(guān)知識定理推導(dǎo)，進(jìn)而得出一些解決問題的條件和方程。因此，概念和定理與解決問題的條件和方程是緊密相連、環(huán)環(huán)相扣的。在講解的過程教師應(yīng)當(dāng)展現(xiàn)出環(huán)環(huán)緊扣、層層遞進(jìn)的嚴(yán)密邏輯性，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)逐步建立起思維的邏輯性意識。對重要定理推導(dǎo)和相關(guān)練習(xí)題的強(qiáng)化訓(xùn)練，漸次構(gòu)成邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼J(rèn)知體系，不斷提高邏輯思維能力。例如，講解剛體平面運(yùn)動相關(guān)知識點(diǎn)時(shí)，教師首先選幾個(gè)工程中剛體平面運(yùn)動的實(shí)際例子，以視頻的形式展示給同學(xué)們，讓同學(xué)們觀察平面運(yùn)動的特點(diǎn)，再引導(dǎo)學(xué)生將剛體平面運(yùn)動進(jìn)行分解，分解成隨著基點(diǎn)的平動和繞著基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動，最后利用我們已經(jīng)介紹的平行移動和定軸轉(zhuǎn)動的相關(guān)知識點(diǎn)完成了剛體平面運(yùn)動的相關(guān)知識的推導(dǎo)，在這個(gè)過程不僅完成了新知識點(diǎn)的講解，而且對以往學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，學(xué)生也感到了知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，意識到學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)性以及知識之間的邏輯性。

（3）以加強(qiáng)與實(shí)際問題結(jié)合為導(dǎo)向，適當(dāng)調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。①優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使理論知識與實(shí)踐相結(jié)合。力學(xué)課程的重點(diǎn)在于實(shí)際應(yīng)用，為此，在通過例題講解公式的應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意選擇與學(xué)術(shù)專業(yè)相關(guān)的例子進(jìn)行講解。比如通過提出“菲爾普斯的泳衣到底能否為他獲得游泳冠軍發(fā)揮一定的力學(xué)作用”等涉及材料力學(xué)中關(guān)于材料性能的問題，帶動學(xué)生積極思考，互動完成關(guān)于材料力學(xué)中相關(guān)研究內(nèi)容的教學(xué)。理論與實(shí)踐相結(jié)合，就是要指導(dǎo)學(xué)生從力學(xué)原理角度來完成實(shí)際工程問題的分析與求解，讓學(xué)生真正懂得如何運(yùn)用相應(yīng)的理論知識解決工程問題。除此之外，授課教師可以根據(jù)自己的科研項(xiàng)目，選取并設(shè)計(jì)多個(gè)完整的項(xiàng)目進(jìn)行互動式教學(xué)，充分挖掘?qū)W生解決實(shí)際問題的能力。②開設(shè)討論課和綜合課，培養(yǎng)學(xué)生全局觀念和解決問題能力。單一教師“講”、學(xué)生“聽”的授課方式是無法培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力的，在探索過程中，討論課和綜合課的開設(shè)為解決上述問題提供了有益幫助。在教學(xué)中，可以通過比比皆是的工程實(shí)例給學(xué)生介紹軸承傳動變形、銷釘?shù)逆溄?、雨篷與墻的固定端鏈接、焊接、壓桿穩(wěn)定等問題，鍛煉學(xué)生在眾多工程問題中提煉力學(xué)問題，既可以使學(xué)生將力學(xué)知識點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)際，又可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。另外，還可以通過引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生分析和討論生活中實(shí)際問題，讓學(xué)生分析討論，進(jìn)行歸納總結(jié)，以增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2 以我校機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)為研究對象，對理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門課程進(jìn)行改革，并進(jìn)行教學(xué)效果分析

教學(xué)實(shí)踐表明，以上教學(xué)改革教學(xué)效果良好。筆者所在基礎(chǔ)部在2012、2013兩屆農(nóng)機(jī)、設(shè)計(jì)、交通和土木本科二表共十余個(gè)班級進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)，由教師和學(xué)生共同體驗(yàn)教學(xué)效果。筆者本人對機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)2012級（3）班和2013級（1）班學(xué)生進(jìn)行了重點(diǎn)試點(diǎn)教學(xué)實(shí)踐，并對理論力學(xué)、材料力學(xué)兩門課程的成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在實(shí)施教學(xué)改革后，學(xué)生整體成績提高，不及格率顯著減少，平均成績有所提高，并且對力學(xué)的認(rèn)識和學(xué)習(xí)熱情提高（很多學(xué)生提前自學(xué)）。具體數(shù)據(jù)如表1。

表1 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)兩屆學(xué)生成績（不及格率和平均分）

由表可知，兩個(gè)班級的不及格率均低于10%，明顯低于和以往學(xué)生以及同級的班級，因?yàn)槔碚摿W(xué)和材料力學(xué) 這兩門課程對一些基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、物理等有一定的要求。而這兩個(gè)班級高等數(shù)學(xué)課程不及格率為30%，理論力學(xué)、材料力學(xué)不及格率不足7%%，說明學(xué)生能夠主動克服基礎(chǔ)不足，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

總之，在教學(xué)研究型大學(xué)建設(shè)的背景下，筆者所在學(xué)校以工科力學(xué)課程為切入點(diǎn)，經(jīng)過近兩年的實(shí)踐，在更新教育觀念，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法、探索新的教學(xué)手段方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，并在本校機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)2012級（3）班和2013級（1）班兩個(gè)班級進(jìn)行了試點(diǎn)。結(jié)果表明，通過上述改革措施的實(shí)施，增強(qiáng)了學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，對教學(xué)研究型大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，起到了積極的助推作用。

參考文獻(xiàn)

[1]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定.國發(fā)〔2014〕19號[Z].2014：6.

[2]汪培棟，蘇琴.中國高等學(xué)校改革與發(fā)展[M].北京：新華出版社，1999：38-411.

[3]陳建康.工程力學(xué)課程群建設(shè)的若干思考[J].水利高等教育，1999（1）：51-53.

[4]王蕾，王煒，李宏偉，羅瑞章，趙淑霞，劉革. 工科力學(xué)課程教學(xué)改革探討[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2001（03）：11-12.

[5]宋佼佼.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工程力學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）.

[6]彭雅軒，王建國. 以工程力學(xué)課程為平臺培養(yǎng)應(yīng)用型人才的科學(xué)思維能力[J]. 教育教學(xué)論壇，2015（03）：133-134.

[7] 姚淑琴.認(rèn)真布置、批改作業(yè)是提高教學(xué)質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會科學(xué)版），1996（4）：65.

[8]周健.分層教學(xué)理論與實(shí)踐[J]. 牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（3）：78-79.

[9]姬春秋，葛禮霞，潘偉.高等數(shù)學(xué)創(chuàng)新教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（1）：72-73.

[10]周健.分層教學(xué)理論與實(shí)踐[J]. 牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（3）：78-79.

[11] 姬春秋，葛禮霞，潘偉.高等數(shù)學(xué)創(chuàng)新教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（1）：72-73.