王英，崔丹，金昊

摘要：目前工程管理專業(yè)工程力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀堪憂。從提升教學(xué)效果角度，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等方面提出策略。首先，對(duì)工程管理專業(yè)的力學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)、主要學(xué)習(xí)內(nèi)容等進(jìn)行概況闡述;然后，對(duì)傳統(tǒng)的工程力學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程進(jìn)行梳理，分析影響教學(xué)效果的主要原因;最后，針對(duì)不同原因提出教學(xué)效果提升策略，包括調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)、結(jié)合工程實(shí)際、充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)功能，引入動(dòng)畫微課等。實(shí)踐表明上述策略有效提升了課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 工程管理;工程力學(xué);教學(xué)效果;知識(shí)結(jié)構(gòu);邏輯性;結(jié)合實(shí)際;微課;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）34-0192-03

1 引言

工程力學(xué)課程是高等院校土木、機(jī)械、材料、航空航天、能源、環(huán)境、交通運(yùn)輸類等工科專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。學(xué)好這門課程，有利于提高學(xué)生的邏輯思維能力以及解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，對(duì)施工技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)等后續(xù)專業(yè)課的深入理解和掌握具有重要的奠基作用。工程力學(xué)分為工程力學(xué) （I） 和工程力學(xué)（II），前者主要包含《理論力學(xué)》的工程靜力學(xué)內(nèi)容以及《材料力學(xué)》的主要內(nèi)容，如圖1所示;后者以前者為基礎(chǔ)，包含《理論力學(xué)》的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及《材料力學(xué)》的其他內(nèi)容。

鑒于工程管理專業(yè)的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)力學(xué)的目的主要是為了能夠?qū)⒘W(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐，從而解決實(shí)際具體問(wèn)題，因此工程力學(xué)教學(xué)應(yīng)抓基礎(chǔ)，重應(yīng)用，要求學(xué)生掌握的內(nèi)容包括：構(gòu)件受力分析、應(yīng)用平衡方程求解約束力;受力下構(gòu)件的變形、內(nèi)力和應(yīng)力的分析方法;構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)原理等。關(guān)鍵要讓學(xué)生具有清晰的物理概念，準(zhǔn)確理解基本概念和原理，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，在熟練掌握理論分析方法的基礎(chǔ)上應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生具有能夠滿足未來(lái)專業(yè)工作需求的邏輯思維能力、抽象簡(jiǎn)化能力和應(yīng)用實(shí)踐能力。

2 教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題

目前，工程管理專業(yè)工程力學(xué)教學(xué)狀況不容樂(lè)觀。在少學(xué)時(shí)教學(xué)壓力下，很多教師忙于完成龐大的教學(xué)任務(wù)而不得不選擇“填鴨式”教學(xué)，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)興趣不高，甚至出現(xiàn)畏學(xué)厭學(xué)的現(xiàn)象，課堂教學(xué)效果差。已有教育工作者對(duì)工程力學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了很多的探索，例如改進(jìn)教學(xué)模式，采用線上線下互動(dòng)式教學(xué)、充分利用慕課資源、以賽促教等[1-9]，一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)了教學(xué)效果。不過(guò)，上述模式并未得到廣泛推廣，工程力學(xué)教學(xué)改革工作仍需不斷嘗試和深入。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)傳統(tǒng)的工程力學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程進(jìn)行梳理，總結(jié)出工程力學(xué)課堂教學(xué)中影響教學(xué)效果的三大原因，具體如下：

（1）教材內(nèi)容的編排邏輯不甚合理。工程力學(xué)課程的理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)，對(duì)分析問(wèn)題的方法技巧要求較高，概念抽象，理論復(fù)雜。教材內(nèi)容大多是按構(gòu)件類別進(jìn)行簡(jiǎn)單的羅列，很多內(nèi)容相似或重復(fù)，知識(shí)點(diǎn)零散，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解不夠透徹，從而影響在實(shí)際工程問(wèn)題分析中的應(yīng)用。

（2）知識(shí)點(diǎn)講解枯燥、晦澀，課程教學(xué)缺乏生動(dòng)性和直觀性。本來(lái)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性分析的理論性就比較強(qiáng)，教學(xué)時(shí)過(guò)于強(qiáng)調(diào)公式的推導(dǎo)計(jì)算、過(guò)于追求力學(xué)深度，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)和直接認(rèn)識(shí)理論的能力偏弱，又缺少力學(xué)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí)的直觀感受，因此學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)興趣低下，學(xué)習(xí)效果差。

（3）課堂缺少兼具普遍性和及時(shí)性的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)。授課教師通常采取課堂提問(wèn)或布置課后作業(yè)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，但前者缺少普遍性，后者缺少及時(shí)性。

3 教學(xué)效果提升策略

針對(duì)以上問(wèn)題，筆者在工程力學(xué)課堂教學(xué)中采取了一系列改革探索與實(shí)踐，取得了良好效果。

3.1 教學(xué)內(nèi)容安排符合實(shí)際工程問(wèn)題分析過(guò)程

工程力學(xué)課堂教學(xué)時(shí)，內(nèi)容編排盡量符合實(shí)際工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性分析實(shí)際，按照分析過(guò)程中需要用到的知識(shí)點(diǎn)逐步展開，其間結(jié)合不同形式的構(gòu)件，將強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行介紹，強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析問(wèn)題的思維和邏輯，相對(duì)弱化公式的推導(dǎo)過(guò)程。

以強(qiáng)度分析為例，針對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，需要分析結(jié)構(gòu)中危險(xiǎn)構(gòu)件危險(xiǎn)截面上的危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，在此過(guò)程中需要已知或逐步求解的知識(shí)點(diǎn)包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束條件簡(jiǎn)化、約束力的求解、構(gòu)件內(nèi)力的計(jì)算、截面應(yīng)力的求解、強(qiáng)度設(shè)計(jì)等，進(jìn)而需要學(xué)習(xí)構(gòu)件約束的識(shí)別、構(gòu)件受力分析、構(gòu)件的平衡條件、構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算方法、應(yīng)力分析方法及求解公式、強(qiáng)度分析方法等。讓學(xué)生在明確學(xué)習(xí)目的的前提下學(xué)習(xí)相關(guān)公式和方法，學(xué)生理解效率顯著提高。

3.2 知識(shí)點(diǎn)講授注重從一般到特殊的邏輯

構(gòu)件的受力和變形是材料力學(xué)的重要內(nèi)容。為使學(xué)生對(duì)受力和變形有一個(gè)全面而深刻的概念，在教學(xué)開始就先講解應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)，即在具體講授軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲之前先讓學(xué)生總體上把握應(yīng)力分析、應(yīng)變分析的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生在較高的認(rèn)識(shí)起點(diǎn)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)具體的受力和變形形式，這樣學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解將從具體而片面提高到一般而全面，對(duì)受力和變形的分析、理解更加透徹，從而避免因?qū)αW(xué)基本規(guī)律認(rèn)知的局限性而盲目應(yīng)用所造成錯(cuò)誤。

在落實(shí)到每章具體內(nèi)容時(shí)，先介紹這部分知識(shí)的全貌，再說(shuō)明相關(guān)內(nèi)容在此知識(shí)體系中的位置，屬于其中什么范圍。其間再對(duì)基本概念和基本定理進(jìn)行更加本質(zhì)的闡述，讓學(xué)生清楚本章所學(xué)知識(shí)在什么條件下和什么范圍內(nèi)才適用，以及進(jìn)一步研究的發(fā)展趨勢(shì)是什么，這樣學(xué)生拓寬了知識(shí)面，學(xué)習(xí)興趣提升，學(xué)習(xí)效果也得到提高。

3.3 注重結(jié)合工程實(shí)際加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用

針對(duì)工程管理專業(yè)力學(xué)知識(shí)需求和應(yīng)用場(chǎng)景，堅(jiān)持精簡(jiǎn)內(nèi)容、注重應(yīng)用的原則，將教學(xué)內(nèi)容分模塊處理，結(jié)合工程實(shí)際使知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景化。教學(xué)時(shí)盡量簡(jiǎn)化煩瑣的理論推導(dǎo)，多設(shè)計(jì)一些與建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工等后續(xù)課程關(guān)系緊密的例題或討論，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用意識(shí)和能力。例如，結(jié)合建筑施工場(chǎng)地中塔吊的翻倒（安全）問(wèn)題的分析，來(lái)加強(qiáng)對(duì)平衡概念的理解以及對(duì)平衡方程的應(yīng)用，如圖1所示，起重機(jī)自重為W，載重為W1，平衡配重W2，要使起重機(jī)在空載、滿載且載重在最遠(yuǎn)處時(shí)均不翻倒，試確定平衡配重。通過(guò)分析塔吊的翻倒極限狀態(tài)列平衡方程和條件，如空載時(shí)W1=0，塔吊要保持平衡則B處不能翹起，且繞A點(diǎn)不能有轉(zhuǎn)動(dòng)，則FB≥0，MA=0，根據(jù)這兩個(gè)條件確定空載時(shí)的配重范圍。滿載時(shí)的配重也用類似方法予以分析。這樣的授課方式與枯燥的純理論計(jì)算相比，比較直觀生動(dòng)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，同時(shí)還了解了該知識(shí)點(diǎn)在本專業(yè)相關(guān)實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用，教學(xué)效果明顯提升。

3.4 借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提升教學(xué)效果

利用超星學(xué)習(xí)通、雨課堂等通用類網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)中的章節(jié)測(cè)試功能，在每堂課知識(shí)點(diǎn)講授完成之后增設(shè)章節(jié)在線測(cè)試環(huán)節(jié)，學(xué)生利用手機(jī)隨堂作答，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效果的及時(shí)、全面檢驗(yàn)。借助平臺(tái)強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)功能，老師可以隨時(shí)掌握每道試題的正確率情況，進(jìn)行針對(duì)性講解，能夠及時(shí)跟蹤每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，予以重點(diǎn)關(guān)注和指導(dǎo)。

3.5 建立微課結(jié)合動(dòng)畫視頻授課

微課，就是微型授課模式。通過(guò)建立手機(jī)微信程序建立微課，針對(duì)課堂教學(xué)中的重要知識(shí)點(diǎn)或者知識(shí)難點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)圖或配圖講解視頻等形式著重講解、分解展示。其內(nèi)容相對(duì)單一，但指向性明確。主要呈現(xiàn)方式為手機(jī)微信小程序，學(xué)生掃碼即可觀看微課視頻或動(dòng)畫。通過(guò)微課，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解比較直觀，減小了學(xué)習(xí)難度。

4 總結(jié)

針對(duì)工程管理專業(yè)工程力學(xué)課堂教學(xué)中普遍存在的教材內(nèi)容缺乏邏輯性、知識(shí)點(diǎn)講授枯燥、缺乏生動(dòng)和直觀性，以及課程考核缺乏普遍性和及時(shí)性的問(wèn)題。通過(guò)在課堂上調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)、結(jié)合工程實(shí)際、充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)相關(guān)功能，引入動(dòng)畫微課等方法，提高學(xué)生知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的邏輯性、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)繁雜晦澀的理論知識(shí)的理解和掌握，降低學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)習(xí)興趣，提高了工程力學(xué)的課堂教學(xué)效果。

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【通聯(lián)編輯：王力】