◆鮑家定

基于“卓越工程師”培養(yǎng)的工程力學(xué)教學(xué)改革的探討

◆鮑家定

工程力學(xué)是卓越工程師培養(yǎng)計劃中的重要課程之一，本文首先簡要分析了工程力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，然后從教學(xué)理念、教學(xué)體系內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面深入探討了工程力學(xué)教學(xué)改革。

卓越工程師；工程力學(xué)；教學(xué)改革

2010年6月，教育部啟動了 “卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，該計劃的核心就是培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新能力，使工科本科生、研究生擁有設(shè)計開發(fā)、現(xiàn)場處理、科學(xué)研究等工程師所具有的特性，本計劃具有以下3個特點：一是學(xué)校結(jié)合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實施工程人才培養(yǎng)；二是企業(yè)深度參與培養(yǎng)工程人才；三是著重加強學(xué)生工程與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高?！白吭接媱潯笔俏覈碌娜瞬排囵B(yǎng)模式，通過創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)機制、建立高校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才機制、提高工程教育師資質(zhì)量和水平、對外開放工程教育、制定卓越工程師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)等5各方面來具體實施該計劃，在實踐實施的過程中不斷探索、提高和完善。

作為一門工科專業(yè)必修的課程，工程力學(xué)是機械設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程的基礎(chǔ)，同時工程力學(xué)與工程實際問題緊密聯(lián)系，具有很強的實用性，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)邏輯思維和分析解決工程實際問題能力的培養(yǎng)和提高，滿足學(xué)生日后工作從事專業(yè)研究、深入學(xué)習(xí)、開發(fā)項目的要求，因此工程力學(xué)是卓越工程師培養(yǎng)計劃中的重要課程之一。

一、工程力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

作為一門經(jīng)典的課程，工程力學(xué)具有多而復(fù)雜的概念和定理、推理抽象、較強的理論性和邏輯性，同時目前的工程力學(xué)教學(xué)更加偏向?qū)W術(shù)化，部分老師缺乏工程背景，學(xué)生在實踐方面較為薄弱，這都明顯不符合卓越工程師培養(yǎng)的目的和要求。目前工程力學(xué)的教學(xué)工程中，更加注重理論知識和解題技巧，傾向于應(yīng)試教育，課程教學(xué)內(nèi)容缺乏與工程實際問題的聯(lián)系。如何結(jié)合工程實際和科技發(fā)展需要來選擇和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和體系，是工程力學(xué)教學(xué)改革的重要方向。

此外，由于工程力學(xué)具有較強的系統(tǒng)性、理論性，內(nèi)容較多，教師常采用滿堂灌等單一的教學(xué)手段和方式，很容易使學(xué)生產(chǎn)生疲勞并感覺到枯燥無聊，從而失去了學(xué)習(xí)的興趣動力，導(dǎo)致教學(xué)效率的降低。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生只能夠被動地接受，學(xué)生積極性較低，學(xué)生的個性發(fā)展受到了嚴(yán)重的制約，不利于綜合素質(zhì)的提高。在工程力學(xué)教學(xué)任務(wù)重而教學(xué)課時不斷被壓縮的情況下，對教學(xué)手段和方法進(jìn)行改革顯得相當(dāng)重要。

二、工程力學(xué)教學(xué)改革

1.轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

基于工程力學(xué)課程難懂、枯燥的特點，并且教學(xué)模式大多采用以教師為中心，學(xué)生只是在機械地接受，一直處于較為被動的狀態(tài)，直接限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。工程力學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)逐步形成 “以學(xué)生為主體，教師充分發(fā)揮主導(dǎo)作用”的現(xiàn)代教學(xué)理念，有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。在夯實學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的同時，需要更加強化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時，突出學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的主體地位，體現(xiàn)個性培養(yǎng)、因材施教、引導(dǎo)創(chuàng)新的教學(xué)理念思想，更好地為工程力學(xué)的教學(xué)改革提供指導(dǎo)。

2.調(diào)整教學(xué)體系及內(nèi)容

針對卓越工程師培養(yǎng)要求制定工程力學(xué)教學(xué)大綱，結(jié)合工程實際的需求整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建符合高素質(zhì) “工程型”人才的工程力學(xué)體系。優(yōu)化工程力學(xué)課程中的靜力學(xué)部分的內(nèi)容體系，從基本概念的出發(fā)，逐步展開物體受力分析、力系簡化和平衡理論，由一般到特殊地進(jìn)行講解。針對材料力學(xué)部分，需要調(diào)整和改革一貫實施的 “四大基本變形為主線”的教學(xué)體系，該體系存在重復(fù)內(nèi)容較多、占用學(xué)時多、缺乏新意等問題。以桿件的內(nèi)力分析、應(yīng)力和強度計算、變形和剛度計算、壓桿的動載荷、穩(wěn)定等為主線構(gòu)建新的教學(xué)體系，提高學(xué)生自助學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程運用能力。

卓越計劃旨在培養(yǎng)高質(zhì)量的工程技術(shù)人才，應(yīng)提高工程力學(xué)課程的起點，在教學(xué)體系和內(nèi)容上突出重點、精選內(nèi)容，更多地引入工程實際問題，引導(dǎo)學(xué)生的工程思維。通過實驗教學(xué)提高學(xué)生的科研、動手等能力，增加設(shè)計性實驗，讓學(xué)生自主設(shè)計方案、解決問題、總結(jié)，提高運用知識的等綜合能力。

3.改革教學(xué)手段和方法

改革傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)方式，推行基于問題討論式教學(xué)，旨在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。問題討論式教學(xué)有機結(jié)合了問題式教學(xué)和討論式教學(xué)，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以問題為主線，開展課堂討論為主要教學(xué)形式。教師在課堂上提出與課程相關(guān)、聯(lián)系工程實際的問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲和興趣，接著引導(dǎo)學(xué)生分析問題，幫助學(xué)生厘清思路，最后通過學(xué)生討論來解決問題、學(xué)生進(jìn)行總結(jié)歸納得出結(jié)論，教師結(jié)合討論過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)刂v評，進(jìn)一步講解知識點加深學(xué)生的理解。問題討論式教學(xué)過程中運用啟發(fā)式教學(xué)，與工程世界緊密聯(lián)系，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

交互式多媒體應(yīng)用在工程力學(xué)的教學(xué)過程中，可以很大程度上提高教學(xué)效率；多媒體能夠直觀形象地演示受力變形過程，與傳統(tǒng)的教學(xué)手段相比，增強了教學(xué)的效果，有利于加深學(xué)生對于知識的理解。同時也不容忽視板書等教學(xué)手段，一步一步地板書推倒有利于充分講解邏輯性、理論性較強的力學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以緊隨教師的節(jié)奏理解掌握知識點。

知識作為基礎(chǔ)，實踐才是最為重要的，在實踐中可以培養(yǎng)和提高各方面能力。教師需要指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合復(fù)雜的工程問題逐步簡化，構(gòu)建力學(xué)模型。提供開放式實驗教學(xué)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下綜合運用所學(xué)知識，自主設(shè)計實驗，教師把握學(xué)生實驗情況，并提供相關(guān)資料和解答問題，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造性、主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力。

4.完善考核方式

學(xué)生工程力學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果主要取決學(xué)習(xí)過程，很有必要將課程考核貫穿于整個學(xué)習(xí)過程?？己梭w系應(yīng)該涵蓋了課堂表現(xiàn)成績、實驗成績、平時作業(yè)成績、最終考試成績。在課堂問題討論教學(xué)過程中來考核學(xué)生的掌握情況和綜合表現(xiàn)，平時可以布置工程具體問題來考查學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師還可以通過平時的作業(yè)情況及時調(diào)整教學(xué)計劃。除了常規(guī)的工程力學(xué)驗證性試驗外，通過學(xué)生獨立完成開放性試驗的表現(xiàn)來考核學(xué)生的綜合能力。最終的期末考試也必不可少，盡量避免生搬原理、套用公式，多結(jié)合工程應(yīng)用背景。積極鼓勵基礎(chǔ)較好、能力較強的學(xué)生參加大學(xué)生力學(xué)競賽和實驗競賽，這類比賽更加注重學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力、分析解決實際問題的能力的培養(yǎng)，提升自身的競爭力。

三、結(jié)語

工程力學(xué)在基礎(chǔ)課和專業(yè)課間發(fā)揮承上啟下的作用，對于卓越工程師來說是相當(dāng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。為了培養(yǎng)基礎(chǔ)夯實、富有創(chuàng)新精神、綜合能力較強、高素質(zhì)的卓越工程師，工程力學(xué)教學(xué)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)變了教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)體系及內(nèi)容、探索教學(xué)手段和方法、完善考核方式。

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（編輯：郝 嬋）

本文系桂林電子科技大學(xué)教育教學(xué)改革項目“引入工程科技教育促進(jìn)‘液壓與氣壓傳動’課程教學(xué)改革”（編號：JGB201402）的研究成果。

鮑家定，男，桂林電子科技大學(xué)助理研究員。研究方向：幾何產(chǎn)品的檢驗與認(rèn)證、激光復(fù)合加工研究。

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