少学时工程力学教学改革探讨

    谷俊斌

    摘 ?要 工程力学是一门非常重要的技术基础课。在教学内容不减、教学学时减少的情况下，保质保量地完成工程力学的教学任务是成功进行教学改革的突破点。针对少学时工程力学的教学内容、教学方法进行改革探索，并取得良好的教学效果。

    关键词 少学时;工程力学;教学内容;教学方法

    中图分类号：G642.0 ? ?文献标识码：B

    文章编号：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

    少学时工程力学是内蒙古科技大学许多工科专业所开设的一门基础力学课程，如材料与冶金工程、矿物加工工程、给水排水工程、建筑工程管理、建筑与环境工程、环境工程等。各个工程领域的快速发展，需要得到力学新知识的理论支撑，因此，大学生不仅需要掌握自己专业的基础理论，而且需要学会利用力学知识创造新型的专业知识。面对如此情形，高等院校分配给工程力学的教学学时却越来越少。那么，如何在学时少、内容多的情况下保质保量地完成教学任务，就成为工程力学课程亟待解决的问题。笔者在近几年的教学实践过程中不断总结经验，就工程力学教学内容、教学方法进行改革探索。

    在教学内容的选择过程中，教师应该有所侧重点，不必追求教学内容的完整性，只要最大化地挖掘学生的潜力，并使其有学到知识的满足感和成就感就可以了。在教学内容选择过程中要遵循五大原则：依据“宽而浅”原则，选择教学内容;依据专业特性，制定教学内容;根据专业相关课程，删略一些重复内容;加强实验环节，丰富教学内容;遵从适度原则，以学生的可接受性为考量。在教学方法的选取中也遵循五大原则：灵活应用多媒体手段;依据教学目标，讲解与示范结合;强调重点，凸显针对性;分层教学，激发学生创新意识;合理地安排讲授课与辅导课。

    2 教学内容的选择

    教学内容是教师进行教学工作的主要依靠，因此，选择有效的教学内容不但要保证学生达到课程标准，而且要满足今后自身发展的需求。选择有效的教学内容不但要培养学生的力学基础，而且要培养学生独立解决和分析问题的能力。为此，在选择教学内容上需要仔细推敲，构建合理的知识结构体系，并且“精”“博”得当，能有效地培养学生。目前，大多数少学时工程力学的教学内容是为了满足各工科专业的后续专业课程的需要，按照“够用为度”[1]的原则，除了讲授工程力学的基本概念、基本理论和基本解题方法外，可以大量删减与其专业无关的教学内容，开展针对性的教学，至于授课方法仍采用多学时的方式进行。就学习的学生而言，工程力学课程并非其专业的主干课程，重视程度相对较弱，其学习兴趣和积极性也不高;而教学方法使用传统讲法，因而学习的过程中以分析推导和计算校核为主，多方面原因导致学生兴趣不高，接受效果差。如果采用传统授课方式讲授工程力学的部分内容，明显不太符合当前的教学需求。

    依据“宽而浅”原则，选择教学内容 ?少学时工程力学主要是服务于各工科专业的后续专业课程，依据“宽而浅”的原则[2-3]制定工程力学的教学大纲和教学日历。即在有限的课时中，让学生掌握力学基本概念的同时，明确力学理论的重要性，从而激发学生学习的积极主动性。如工程静力学部分着重讲解平面力系的静力等效、简化和平衡条件，并且通过例题使学生熟练地掌握，而空间力系简单地介绍空间力对点之矩和力偶矩矢的概念即可。对材料力学部分，主要讲解杆件基本变形（拉压、剪切、扭转、弯曲）的强度和刚度问题，对于较难的组合变形会判别组合形式即可，及简单地介绍压杆稳定的概念。

    依据专业特性，制定教学内容 ?力学与各个工程领域密切相关，离开了工程，力学将失去他的意义，它生存的目的就是为各个工科专业提供一定的力学知识，便于工程师更好地掌握自己的专业知识。不同的专业所需的力学知识的内容和深度都有所差异，应结合专业特性，制订相应的教学大纲和教学计划，不能一成不变。对于冶金与材料工程、矿物加工工程、给水排水工程、建筑工程管理、建筑与环境工程、环境工程等专业的学生，他们对工程力学的要求较低，只需掌握工程力学的基础知识即可满足专业的需求。

    根据专业相关课程，删略一些重复内容 ?高等数学、线性代数、概率论及大学物理是工程力学的前置课程，结合紧密，有效地处理它们的关系，可以节约一定的课时[3]。如大学物理中已讲解的一些基本力學概念和原理，在工程力学中可直接引用，不必重新讲解，以免浪费时间;还有，在高等数学中有关矢量的基本概念、点乘和叉乘已做讲解，工程力学中论证合力矩定理以及力对点之矩矢和力对轴之矩的关系时可以直接应用。

    加强实验环节，丰富教学内容 ?实验是验证力学理论的重要环节，不仅能培养学生动手能力，而且能激发学生学习热情[4-5]。实验课程的设置，不仅能帮助学生更好地消化理论知识，还能激发学生的创造力。少学时工程力学应适当增加实验学时，不仅保留拉压、扭转和弯曲的实验，还应该增加组合变形实验，增强学生的动手能力，同时有利于知识的创新。

    遵从适度原则，以学生的可接受性为考量 ?坚持适度原则来选择教学内容，也就是根据学生的可接受情况来确定教学内容的广度和深度。广度就是控制教学内容的多少，避免内容太多，学生难以消化;内容太少，学生吃不饱。深度就是控制教学内容的难易程度，避免教学内容太难，学生难以理解，打击学习积极性;教学内容太易，学生达不到教学要求，造成思维肤浅，不善于独立分析和解决问题。因此，在选择教学内容时一定要遵从适度原则，依据教学大纲和教学目的，选择的教学内容难度正好使学生通过努力可以达到其潜力的最值，并且完成学习还会产生满足感。选择适合学生的教材，紧紧围绕适度原则，结合教学目的，把教学内容的“精”和“博”有效地结合起来，精心筛选教学内容，确保教学活动能取得良好的效果。

    3 教学方法的选取

    工程力学课程是一门理论性相对很强的课程，其教学方式必然以教师讲授为主。讲授时应深入浅出、逻辑严密，重点突出，教授语言生动活泼，采用多样教学手段，讲究教学方法，多列举身边的力学现象，调动课堂的气氛。在讲课过程中应该结合学生的作业情况，着重剖析学生容易忽略、经常犯错的问题，分析解题的思路一定要连续，忌讳跳跃性，避免导致学生听得没头没尾。

    灵活应用多媒体手段 ?工程力学课程涉及一些变形或运动，比较抽象，不易想象，如果采用多媒体手段，直观简单，而且通过动画能使学生清晰地掌握构件或杆件的变形规律和运动规律，便于学生理解力学原理，感觉力学也就不那么枯燥了。如在教学梁的弯曲变形时，通过观看动画可以清楚演示梁的整个变形过程，能很快地找到变形协调关系，便于理解整个正应力推导过程。多媒体手段直观形象，视觉效果强，从而降低学习难度，提高学习效率。

    依据教学目标，讲解与示范结合 ?为了让学生加深对力学公式的理解，防止学生机械、盲目地模仿，授课时将讲解与示范有效地结合，便于学生对力学公式的掌握。如在讲解力学表达式时，除了阐述清楚每个字符的含义及物理意义，还要举例阐述每个字符的求解和应用，不能让学生生搬硬套，照猫画虎，否则难以提高学生的解题能力和独立分析问题的能力。同时，学生通过独立完成课程感觉到成就感和满足感，进一步促进学习力学课程的积极性。

    强调重点，凸显针对性 ?少学时工程力学如果按照传统教学方式执行，就要面对课时少、内容多的局面，后果必然是节节满堂灌，学生学得一塌糊涂。倒不如利用有限时间突出重点，有针对性地讲解，详略得当反而有利于学生掌握。有的内容深入挖掘，某些方面一笔带过，稍作介绍。如在材料力学部分着重讲授杆件基本变形的强度和刚度问题，对于较难的组合变形会判别组合形式即可，而压杆稳定性问题仅作概念性介绍。这种叙述体系较为直观，可使学生感到内容连贯，有新意。

    分层教学，激发学生创新意识 ?为培养学生思维能力，激发其创新、竞争意识，教师应做到因材施教。为此，可根据学生的学习情况和专业情况具体规划工程力学的教学内容，然后针对性地授课。工程力学课程的授课内容是服务于后续的专业课的，只要够用即可，没理由花大量的时间钻研非专业课程。结合具体情况授课过程中，应注重培养学生的动手能力，使学生能够灵活地应用工程力学理论及其研究方法，培养学生的创造能力。

    合理地安排讲授课与辅导课 ?少学时工程力学课时少、内容多，刚刚能满足讲授课，导致辅导课时几乎为零。工程力学的课程性质决定其必须通过适量的练习才能很好地掌握相关的理论知识，所以辅导课在工程力学教学中的作用是不可忽视的。目前，由于学时的紧张挤掉辅导课是不明智的，没有练习的支持，学生对力学的掌握质量必会大大下降。他们只能仿照课本的例题，求解一些相似的题目，没有真正掌握题中所含的知识点，对理论理解不深，问题稍稍综合几个知识点就找不到解题的思路。这种情况下，只要教师轻轻地点拨一下，学生的知识点就能很快地串联起来，有效地提高解题能力。因此，适当地压缩授课时间，安排辅导课，是利大于弊的。

    4 結语

    针对少学时工程力学课程学时少、任务重的形势，提出以上教学内容和方法的改革，能有效地解决一些教学难题，并在实践中取得较好的教学效果，当然还存在一些问题需要进一步改进。工程力学课程的宗旨是服务于各个工科专业，随着各个工科专业的发展，力学知识的需求也会发生一些改变，那么工程力学的教学也需要随之改变，因此，工程力学课程的教学改革是一项长期的工作。

    参考文献

    [1]王延遐，代祥俊.少学时工程力学教学探讨[J].中国科技信息，2010（1）：259，264.

    [2]蒋平.一般院校中少学时工程力学课程教改探索[M]//力学课程报告论坛论文集.2008.

    [3]刘野林.浅议《工程力学》课程的教改[J].内江科技，2006（2）：73.

    [4]吉子轩.搞好少学时《工程力学》教学的若干有效措施[J].太原大学学报，2003，14（2）：52-53.

    [5]陶伟忠.工程力学课程教学改革的实践与认识[J].高等建筑教育，2001（1）：37-38.