楊少紅　章向明　胡明勇

摘 要：工程力學(xué)課程在培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)素質(zhì)和工程素養(yǎng)方面具有重要作用，通過編寫具有海軍特色的工程力學(xué)教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)和實驗教程等系列教材，滿足課程教學(xué)需要，提高教學(xué)效果，促進教員的業(yè)務(wù)水平，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識和實踐能力，使工程力學(xué)課程建設(shè)得到全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自編教材 工程力學(xué) 課程建設(shè)

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0220-03

Abstract：Engineering mechanics courses in training students scientific quality and engineering quality plays an important role，by writing with characteristic of Marine engineering mechanics teaching materials，learning guidance and experimental tutorial series of textbooks，meet the demand of course teaching，improve teaching efficiency and promote the level of business faculty，cultivate studentsinnovation consciousness and practice ability，the construction of engineering mechanics course was all-round development.

Key Words：Self-compiled Teaching Materials；Engineering Mechanics；Course Construction

力學(xué)作為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是人類科學(xué)知識寶庫的重要組成部分，是促進人類文明和進步的重要手段。它催生了工業(yè)革命，得到了世界各國的高度重視。力學(xué)學(xué)科在支撐整體學(xué)科布局中占有獨特的地位，對促進交叉學(xué)科的形成與發(fā)展具有重要的推動作用，是培養(yǎng)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的搖籃[1]。

工程力學(xué)課程是研究物體機械運動一般規(guī)律及構(gòu)件承載能力的科學(xué)，是一門理論性和實踐性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課。工程力學(xué)課程既是學(xué)員繼外語、數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)課后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是學(xué)員了解理論知識與工程應(yīng)用關(guān)系的第一座橋梁，對學(xué)員的科學(xué)素質(zhì)和工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識與實踐能力的培養(yǎng)非常重要。

教材是教學(xué)信息的載體，是學(xué)員學(xué)習(xí)和教員講授的基本依據(jù)。教材建設(shè)是課程建設(shè)的基礎(chǔ)。工程力學(xué)教研室充分利用學(xué)科優(yōu)勢和教學(xué)團隊，加大對工程力學(xué)課程的建設(shè)力度，編寫了有海軍特色的系列教材，課程建設(shè)取得了明顯成效，成為大學(xué)和海軍優(yōu)秀課程。

1 教材建設(shè)的迫切需求

我國的力學(xué)課程與大多數(shù)其他基礎(chǔ)課程一樣，是在20世紀(jì)50年代引用前蘇聯(lián)教材和教學(xué)模式的基礎(chǔ)上建立起來的，力學(xué)教材從內(nèi)容到體系基本上沿用了前蘇聯(lián)的教材。半個世紀(jì)以來雖然有些改變，但基本內(nèi)容與體系變化不大。隨著高新科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和教育改革的不斷深入，力學(xué)教材建設(shè)已明顯顯露出不適應(yīng)時代發(fā)展的一面。例如：工程力學(xué)教材只是簡單地將《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》教材摻合在一起，內(nèi)容繁雜，部分內(nèi)容與大學(xué)物理重復(fù)[2]。需將教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化組合，注重基礎(chǔ)，強調(diào)實際應(yīng)用，體現(xiàn)科學(xué)性、系統(tǒng)性、理論聯(lián)系實際的良好結(jié)合。海軍院校教學(xué)任務(wù)的轉(zhuǎn)型，對人才培養(yǎng)提出了新的、更高的要求。原有的力學(xué)教材沒有結(jié)合海軍部隊的實際，不能適應(yīng)培養(yǎng)海軍初級指揮軍官教學(xué)的需要，必須對工程力學(xué)教材傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和課程體系進行改革。

力學(xué)教材在不同程度上還存在著重理論、輕應(yīng)用，重知識的傳授、相對忽視能力培養(yǎng)的傾向。無論從力學(xué)與工程的關(guān)系，還是從力學(xué)自身的發(fā)展規(guī)律來看，力學(xué)來源于工程，又服務(wù)于工程，在工程中得到發(fā)展，必須對力學(xué)在工程中的地位有充分的認識[3]。然而，從大部分現(xiàn)行的力學(xué)教材中的例題、習(xí)題可以看到，大多數(shù)還是舊模式的例題和習(xí)題，從工程實際中提煉出來的題目十分少見。因此，在教材中需要增加一些創(chuàng)新性、與海軍高科技設(shè)備有關(guān)的問題和習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)員的工程素養(yǎng)，提高學(xué)員分析工程問題和解決實際問題的能力。

力學(xué)實驗作為課程教學(xué)的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識、動手能力和全面提高綜合素質(zhì)有著不可替代的作用。目前高校使用的實驗教材內(nèi)容局限于自身的實驗設(shè)備和項目，擴展性、啟發(fā)性不夠。實驗教材對實驗內(nèi)容、實驗步驟描寫過細，學(xué)員被動地按照實驗指導(dǎo)書“按部就班”地操作完成，缺少讓學(xué)員自由發(fā)揮的空間，不利于學(xué)員實踐能力和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。許多實驗中沒有擴展內(nèi)容，使學(xué)習(xí)較好、動手能力較強的學(xué)員在做完規(guī)定內(nèi)容后，得不到進一步訓(xùn)練的機會，不符合因材施教、分類教學(xué)的原則。實驗內(nèi)容大多是驗證性的，缺乏設(shè)計性、綜合性實驗課題。所有這些問題都是我們創(chuàng)新實驗教材時需加以解決的。

如何在理論教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)員掌握力學(xué)課的精髓，如何在習(xí)題訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)員的工程素養(yǎng)和解決問題的能力，如何在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識和實踐能力是力學(xué)教學(xué)工作者迫切關(guān)注的課題。因此，迫切需要編寫緊密與學(xué)員專業(yè)結(jié)合、緊密與工程和科研結(jié)合、緊密與海軍部隊實際結(jié)合的理論教材和實驗教材。

2 編寫有海軍特色的工程力學(xué)教材，為課程建設(shè)提供基礎(chǔ)

教材建設(shè)是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，針對課程特點編寫適用的教材，是保證教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)水平的重要手段。為建立海軍院校工科機械類、動力類專業(yè)高起點、高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)格工程力學(xué)精品課程打下基礎(chǔ)，提高教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造條件，結(jié)合該校力學(xué)課程教學(xué)改革的實際情況，組織有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教員編寫了教材《工程力學(xué)教程》，由科學(xué)出版社出版[4]。該教材對傳統(tǒng)的經(jīng)典內(nèi)容加以精選，通過貫通、融合和相互滲透，以減少原來理論力學(xué)和材料力學(xué)、物理、機械等課程之間的重疊現(xiàn)象。教材緊密聯(lián)系海軍部隊?wèi)?yīng)用實際，引入大量涉及工程領(lǐng)域的實例和習(xí)題，并突出強調(diào)工程應(yīng)用，是一本具有海軍特色的精品教材。

《工程力學(xué)教程》教材的編寫和出版扭轉(zhuǎn)了工程力學(xué)課程沒有合適教材的困境，滿足海軍工科院校80學(xué)時工程力學(xué)課程的教學(xué)需要。該教材應(yīng)用范圍廣，受益面大。高質(zhì)量的教材也為課程建設(shè)提供基礎(chǔ)，為提高教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造條件，教學(xué)效果得到大學(xué)專家的認可。2010年，教材獲得海軍工程大學(xué)教學(xué)成果一等獎。

教材的編寫和出版，也促進了教員的業(yè)務(wù)能力。在教學(xué)實踐中，要按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求，以自編教材為中心，在教學(xué)方法、教學(xué)手段和課件制作等方面開展研究和實踐活動，使教員教學(xué)能力和教學(xué)水平很快得到提高。高職教員注重教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)與提高，以教學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，2人參加教學(xué)設(shè)計與教法創(chuàng)新競賽，分獲1、2等獎。青年教員由于缺乏教學(xué)經(jīng)驗，對教學(xué)內(nèi)容的把握上存在一定的困難，則要求他們以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，完善教學(xué)五大件，注重基本功訓(xùn)練。3人參加大學(xué)青年教員教學(xué)基本功競賽，都獲得教員基本功競賽十佳的好成績。

3 編寫有針對性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，為學(xué)員學(xué)習(xí)提供幫助

工程力學(xué)課程包括大量的基本概念、基本理論和計算公式，只有經(jīng)過大量的習(xí)題訓(xùn)練才能鞏固和加深對這些知識的理解和掌握。為了幫助學(xué)員透徹理解教學(xué)內(nèi)容，靈活應(yīng)用所學(xué)理論，掌握基本解題方法，提高解題技巧，組織編寫了《工程力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》。

該學(xué)習(xí)指導(dǎo)以《工程力學(xué)教程》為基礎(chǔ)，包括4個方面的內(nèi)容：（1）了解工程力學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，掌握基本內(nèi)容，學(xué)習(xí)要求和重難點；（2）進一步簡化和梳理教材內(nèi)容，突出重點，理解和掌握工程力學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法；（3）精選各種典型例題，用較多篇幅進行示范性解答，并在題后加以進一步分析和討論，對學(xué)員容易混淆的概念和常犯的錯誤進行分析，以幫助學(xué)員深刻理解課程內(nèi)容，拓寬解題思路，掌握解題方法和技巧，提高解題能力；（4）給出教材全部習(xí)題的標(biāo)準(zhǔn)解答，方便學(xué)員對照檢查，查找錯誤原因，提高分析和解決實際問題的能力。

通過閱讀和解題，幫助學(xué)員對所學(xué)知識融會貫通，開闊思路，提高分析解題與應(yīng)用能力，也培養(yǎng)了學(xué)員的自學(xué)能力和科學(xué)思維能力。在此基礎(chǔ)上，通過競賽輔導(dǎo)和培訓(xùn)，一批尖子學(xué)員脫穎而出。2015年，該校組織學(xué)員參加第10屆全國大學(xué)員周培源力學(xué)競賽，獲得1個全國3等獎和8個全國優(yōu)秀獎。

4 編寫實驗教程和實驗報告書，規(guī)范實驗教學(xué)要求

實驗教學(xué)是工程力學(xué)教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，在實驗室里可培養(yǎng)學(xué)員的動手能力、創(chuàng)新能力、探索能力和提高學(xué)員的素質(zhì)[5]。對工程力學(xué)這門學(xué)科，很多理論的創(chuàng)立都是建立在大量的實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，很多的理論假設(shè)和推導(dǎo)出的公式，必須通過實驗來驗證，而且力學(xué)的概念比較抽象，學(xué)員通過實驗可以加深對概念的理解，加深對知識的感性認識。為此，自編了《工程力學(xué)實驗教程》，作為學(xué)員實驗前的預(yù)習(xí)資料，實驗中的學(xué)習(xí)資料和完成實驗報告的參考資料。

為了培養(yǎng)學(xué)員的實驗?zāi)芰?，《工程力學(xué)實驗教程》對實驗理論作了較全面的介紹，包括電測應(yīng)力分析基本原理、實驗數(shù)據(jù)的處理方法等。充實、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，特別是增加了理論力學(xué)實驗。在實驗項目設(shè)計上，加強綜合性實驗，在一次實驗中完成多項測試任務(wù)，從單純的驗證理論轉(zhuǎn)移到加強學(xué)員的實踐訓(xùn)練上來。在實驗過程中，綜合性實驗改變學(xué)員被動接受的傳統(tǒng)實驗方式，要求學(xué)員自己設(shè)計、連線、調(diào)試、測量、分析結(jié)果，這鍛煉了每個學(xué)員解決問題的能力。同時引入反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果，諸如新材料、新的結(jié)構(gòu)形式、新的實驗方法和實驗技術(shù)的新實驗，使力學(xué)基本實驗富有現(xiàn)代信息、增強學(xué)員適應(yīng)新世紀(jì)科學(xué)進步的能力。還開設(shè)一些具有探索性和設(shè)計性實驗，讓學(xué)員在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、在實驗中學(xué)習(xí)，加強學(xué)員實驗技能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

為了規(guī)范實驗教學(xué)內(nèi)容，也方便學(xué)員完成實驗報告，還編寫了工程力學(xué)實驗報告書。工程力學(xué)實驗報告書是學(xué)員實驗后完成的大作業(yè)。為了讓學(xué)員既深刻地理解實驗基本概念，掌握實驗原理，又熟練地掌握實驗的基本思路和技巧，通過精心地挑選題目，圍繞實驗標(biāo)準(zhǔn)，突出重點，把握難點。通過實驗報告書的完成情況及時反饋學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況，有利于教與學(xué)的溝通。

實驗教材的使用訓(xùn)練了學(xué)員科學(xué)思維能力，打牢了學(xué)員的實驗理論基礎(chǔ)，極大地提高學(xué)員分析、解決工程實際問題的能力和實驗技能。2010年10月，工程力學(xué)課程組組織3名學(xué)員參加了在東南大學(xué)舉行的首屆全國大學(xué)員基礎(chǔ)力學(xué)實驗競賽決賽。3名學(xué)員在理論分析超出教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，沉著應(yīng)戰(zhàn)，團結(jié)協(xié)作，較好地完成了電測實驗，并獲得團體二等獎。

5 配套教材建設(shè)，創(chuàng)建工程力學(xué)精品課程

精品課程建設(shè)應(yīng)包括建設(shè)一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等內(nèi)容，是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。教材建設(shè)是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，但不是全部。貫徹落實海軍院校會議精神，結(jié)合自身特點，提出了以自編教材為牽引，創(chuàng)建精品課程的思路。這些自編教材的出版，帶動我校力學(xué)學(xué)科建設(shè)不斷發(fā)展。例如：以《工程力學(xué)教程》為基礎(chǔ)，編寫了與之配套的電子教案、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程和試卷庫等，相繼編寫出版了《工程力學(xué)實驗教程》《工程力學(xué)試卷集》《工程力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》等配套教材，極大地提高了課程教學(xué)的軟硬實力，為建立海軍工科院校高起點、高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)格工程力學(xué)精品課程打下基礎(chǔ)。工程力學(xué)課程相繼于2011年獲得海軍優(yōu)秀課程一等獎，2012年獲海軍重點建設(shè)課程立項。

隨著海軍院校培養(yǎng)方案的調(diào)整，工程力學(xué)課程將在全校合訓(xùn)學(xué)員中開設(shè)，這將進一步擴大教材的應(yīng)用范圍。將在鞏固現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，以自編教材為牽引，進一步深化工程力學(xué)課程的教學(xué)改革，為創(chuàng)建精品課程打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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