馮燕博 萬曉慧

摘要： 工程力學(xué)作為工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在本科課程體系中起著承上啟下的作用。通過分析高校工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題，從應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式出發(fā)，根據(jù)應(yīng)用型人才的特點，對工程力學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行改革，努力處理好工程力學(xué)課程基礎(chǔ)理論教學(xué)與提高解決實際力學(xué)工程問題能力的關(guān)系，使學(xué)生的專業(yè)知識和應(yīng)用能力能夠全面的提高，適應(yīng)社會的需要。

Abstract： As an important basic course of engineering majors， Engineering Mechanics plays a linking role in undergraduate course system. By analyzing the existing problems in the teaching of engineering mechanics， the research indicates that the reform in the course system， teaching content， teaching methods and assessment methods of the Engineering Mechanics is necessary， which is based on the training mode and the characteristics of application-oriented talent. We should make every effort to handle the relationship between basic theoretical teaching of Engineering Mechanics and improving the ability of solving practical Mechanical Engineering problems. In that way， students' professional knowledge and application ability can be comprehensively improved. Then they can preferably adapt to the needs of society.

關(guān)鍵詞： 工程力學(xué)；應(yīng)用型人才；實踐能力

Key words： engineering mechanics；application-oriented talent；practical ability

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）12-0254-03

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，高等教育的不斷發(fā)展，人才培養(yǎng)模式的多元化格局日益明顯，將應(yīng)用型本科人才作為學(xué)校主要的人才培養(yǎng)目標(biāo)成為越來越多普通本科院校的共性選擇。隨著中國科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，社會對人才的需求正在發(fā)生著深刻的變化，既需要理論水平高的研究型人才，同時也需要大量的綜合性應(yīng)用型人才。應(yīng)用型本科人才作為一種特殊類型的應(yīng)用性人才，職業(yè)性、專業(yè)性和基礎(chǔ)性貫穿于人才培養(yǎng)的始終，三者之間互相聯(lián)系、相互依存和交叉影響，缺一不可，共同構(gòu)成應(yīng)用型本科人才作為一種與傳統(tǒng)學(xué)術(shù)型精英人才既有區(qū)別又有緊密聯(lián)系的人才類型的典型特征和群體特點。

工程力學(xué)作為力學(xué)的一個分支，它以靜力學(xué)、材料力學(xué)的主要內(nèi)容，按照相似、相近的內(nèi)容集中于一起的原則，重新組合而成，專門服務(wù)于建筑工程技術(shù)專業(yè)，它是建筑工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，廣泛應(yīng)用于冶金、水利、公路、鐵路、石油、化工和航天、航空等工程中[1]。工程力學(xué)課程是本校工程管理、工程造價專業(yè)十分關(guān)鍵的專業(yè)基礎(chǔ)課，在學(xué)生的專業(yè)技能培養(yǎng)過程中起著重要作用。它不僅使學(xué)生對基礎(chǔ)課程（如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等）有更加深刻的理解和掌握，還為學(xué)生以后的專業(yè)課，例如土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、房屋建筑學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、建筑施工等課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。以培養(yǎng)綜合性應(yīng)用型人才和素質(zhì)教育為目的，針對應(yīng)用型工科本科院校的工程力學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，從教材的選擇、教學(xué)方法和手段的改進(jìn)、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整以及考核方法的改革等方面，進(jìn)行了教學(xué)改革的研究與探索，提出了科學(xué)有效、適用于應(yīng)用型本科教育的改革措施，在保證學(xué)生學(xué)好基本理論知識的基礎(chǔ)上，提高解決工程實際問題的能力，適應(yīng)社會對綜合性人才的要求。

1 工程力學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題

1.1 現(xiàn)有教材滿足不了應(yīng)用型教學(xué)需求

現(xiàn)各大出版社出版了一系列工程力學(xué)教材以滿足不同高校、不同教學(xué)層次的教學(xué)需求，但實際上教材內(nèi)容層次差別并不大，僅在少數(shù)章節(jié)，部分內(nèi)容上做了修改。教材內(nèi)容大多偏重邏輯性，忽視應(yīng)用性，無法滿足應(yīng)用型培養(yǎng)模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。從教材內(nèi)容設(shè)置的情況來說，靜力學(xué)部分主要涉及到大量的概念性理論知識，沒有實際的工程力學(xué)模型和具體工程實例作支撐，學(xué)生難以理解掌握。材料力學(xué)部分主要包括四大基本變形、強度理論、組合變形和壓桿穩(wěn)定等，涉及到大量的公式推導(dǎo)和力學(xué)簡化模型，缺少與工程實例的銜接，學(xué)生不能將這部分知識與現(xiàn)實生活中的實物聯(lián)系起來，再加上學(xué)生的數(shù)學(xué)功底比較薄弱，理解并掌握這部分知識相當(dāng)困難，無法將學(xué)到的知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，不利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

1.2 現(xiàn)有教學(xué)方式和教學(xué)方法比較落后

工程力學(xué)的主要內(nèi)容中包括大量的公式推導(dǎo)和力學(xué)模型，難度較大，再加上學(xué)生的數(shù)學(xué)功底比較薄弱，學(xué)生自主學(xué)習(xí)工程力學(xué)比較困難。因此，工程力學(xué)的教學(xué)模式還是沿用以前“滿堂灌”、“填鴨式”、“一言堂”的教學(xué)方式，教師為教學(xué)活動主體，整個課堂大部分時間由教師對課程內(nèi)容進(jìn)行講解分析，學(xué)生只能被動的接受所聽到、學(xué)到的知識，無法及時將聽到、學(xué)到的知識形成自己的理解，也無法將自己的疑問及時地反饋給授課教師。授課教師也不能及時了解學(xué)生的掌握程度，相應(yīng)的做出教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，以至于學(xué)生積累的問題越來越多，就會對這門課程喪失信心，導(dǎo)致出現(xiàn)厭學(xué)甚至棄學(xué)該門課程，授課效果較差。

1.3 教學(xué)內(nèi)容分配不合理，實驗重視度不夠

近年來，隨著各高校教學(xué)改革的進(jìn)行和教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，重慶文理學(xué)院工程管理、工程造價專業(yè)開設(shè)的工程力學(xué)課時縮減到64學(xué)時，其中理論課時48，實驗課時16。在有限的課時數(shù)內(nèi)，教師除講解主要理論知識點外，還要結(jié)合工程實例的講解分析，提高學(xué)生的解決工程實際問題的能力，這對于任課教師來說是一個很大的挑戰(zhàn)[2]。靜力學(xué)、材料力學(xué)兩大部分僅理論知識的講解就要花費大量課時，對于教學(xué)大綱中包括的實驗部分，個別學(xué)校由于實驗條件的匱乏和實驗儀器的落后，對力學(xué)實驗部分的重視程度不夠，僅僅對部分實驗進(jìn)行演示，學(xué)生的參與度不高，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對理論知識的感性認(rèn)識，不能將理論與實際結(jié)合起來，不利于學(xué)生獨立思考及分析與解決問題能力的培養(yǎng)。

1.4 考核方式單一，起不到考核效果

為了檢驗學(xué)生對知識的掌握程度，大部分高校在考核工程力學(xué)時采用單一的閉卷考試，試卷內(nèi)容主要對課本上的基本理論知識進(jìn)行考核，涉及面比較窄，且試題類型比較單一，與教材上的課后習(xí)題基本一致，學(xué)生機械地套用公式就可以得到高分。但這種考核方式存在較大弊端，即使有的學(xué)生考的高分，也不能說明其對所學(xué)到、考到的知識點的運用已完全掌握，遇到實際工程問題仍不能用學(xué)到的知識來解決，這種考核方式偏離了應(yīng)用型高校對綜合性學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，起不到好的考核效果。

2 工程力學(xué)教學(xué)改革的措施

針對上述工程力學(xué)教學(xué)過程中存在的問題，依據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合多年的工程力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗，提出以下幾點教學(xué)改革建議：

2.1 優(yōu)化教材內(nèi)容，實現(xiàn)理論和應(yīng)用相結(jié)合

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式主要培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力，將學(xué)到的理論知識能夠熟練地應(yīng)用到實際工程中，滿足社會對學(xué)生應(yīng)用能力的需求。在選用教材時，教材內(nèi)容應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的分析解決問題的能力，而不是一味地強調(diào)基本技能和技術(shù)訓(xùn)練。教材內(nèi)容應(yīng)在基本力學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，對教材內(nèi)容進(jìn)行重組、刪減、拓展、優(yōu)化[3]。結(jié)合專業(yè)特色，增加實際工程實例分析。在條件允許的情況下基于本校應(yīng)用型教學(xué)模式和教學(xué)理念，在全面掌握學(xué)生知識層次的基礎(chǔ)上，改編現(xiàn)有工程力學(xué)教材，出版符合培養(yǎng)應(yīng)用型本科生的工程力學(xué)教材，以取得更好的教學(xué)效果。

2.2 采用多樣化的教學(xué)方式和教學(xué)方法

在選用合適教材的基礎(chǔ)上，為了取得更好的教學(xué)效果，需要對傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)方式進(jìn)行改革，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在教學(xué)中遵循“教是主導(dǎo)，學(xué)是主體”的原則和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

①教學(xué)方式的多樣化。通過教學(xué)方式改革促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。改變教師講學(xué)生聽的被動式學(xué)習(xí)方式，形成“教師導(dǎo)學(xué)+學(xué)生自主學(xué)習(xí)+師生合作研討”的學(xué)習(xí)方式。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同可采用探究教學(xué)、案例教學(xué)、模擬教學(xué)、項目教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、專題講座、討論辯論和自主學(xué)習(xí)等多樣化的教學(xué)方法。

②教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。采用問題主導(dǎo)型教學(xué)模式、體驗—反思型教學(xué)模式、專項技能訓(xùn)練模式等教學(xué)模式，推進(jìn)理論主導(dǎo)型教學(xué)模式向理論與能力并重型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。開展“教學(xué)做合一”實踐教學(xué)，實現(xiàn)教師在實踐活動中教，學(xué)生在實踐活動中學(xué)，教師邊講邊做，學(xué)生邊學(xué)邊干。

③加強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。充分利用學(xué)生的課余時間，對學(xué)生利用圖書資料、網(wǎng)絡(luò)資源、實驗（實訓(xùn)）室進(jìn)行自主學(xué)習(xí)提出明確要求。按章節(jié)重要程度布置課外作業(yè)，安排學(xué)生對現(xiàn)有工地進(jìn)行現(xiàn)場參觀考察，加強學(xué)生的知識儲備和知識應(yīng)用的認(rèn)知。建立工程力學(xué)教學(xué)網(wǎng)站和試題庫，上傳一些重點內(nèi)容的動畫或者視頻，分享一些國內(nèi)外比較經(jīng)典的工程實例，在幫助學(xué)生更清楚直觀的理解知識點得同時，開闊學(xué)生的視野，對本課程的未來應(yīng)用有一個更加直觀的認(rèn)識。

2.3 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和擴(kuò)展

①教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。針對現(xiàn)有教材內(nèi)容缺乏工程實例的應(yīng)用，理論與實踐不能相結(jié)合的現(xiàn)狀，在對較難的知識點講授時，可由現(xiàn)實工程實例引入，使學(xué)生有一個直觀的認(rèn)識，再進(jìn)行理論推導(dǎo)，可以使學(xué)生更好地理解所學(xué)知識。在教學(xué)過程中，基于學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，可穿插補充數(shù)學(xué)知識，為了學(xué)生的知識面，隨時補充一些工程施工、工程技術(shù)方面的知識，增強學(xué)生對工程力學(xué)的理解，且應(yīng)注意將課堂理論教學(xué)與社會實踐教學(xué)相結(jié)合，增強學(xué)生的動手能力，加強學(xué)生對學(xué)到的理論知識的應(yīng)用有更深的理解。

②引入相關(guān)領(lǐng)域和交叉學(xué)科的知識。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科之間的交叉也越來越強，為了適應(yīng)社會的需要，學(xué)生在學(xué)習(xí)工程力學(xué)的同時，不要只局限于課程內(nèi)容，還要去大膽探索與課程相關(guān)的領(lǐng)域和自己感興趣的問題。隨著計算力學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，有限元軟件如 Ansys 和Abaqus 等為解決工程中復(fù)雜的力學(xué)問題提供了有力工具[4]。BIM軟件在建筑領(lǐng)域的推廣使用，可以使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。因此在工程力學(xué)課程中可適當(dāng)引入力學(xué)計算技術(shù)知識和BIM等軟件的知識是必要和有意義的。

③增加工程力學(xué)課程設(shè)計。工程力學(xué)雖是建筑工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，但其也涉及到實際工程的問題，兼有理論基礎(chǔ)和工程應(yīng)用的雙重性質(zhì)。在講授工程力學(xué)時，若只著重講解理論知識，不能與實際工程相結(jié)合，學(xué)生在遇到實際工程問題，不能與學(xué)到的工程力學(xué)知識相聯(lián)系，達(dá)不到教學(xué)目的。因此，在教學(xué)過程中除了講授課程內(nèi)容外，還應(yīng)增設(shè)工程力學(xué)課程設(shè)計。課程設(shè)計的主要目的在于學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)完工程力學(xué)基礎(chǔ)理論知識后，結(jié)合工程中的實際問題，能夠運用所學(xué)的理論知識對實際工程中梁、板、柱的受力進(jìn)行分析，以達(dá)到綜合運用工程力學(xué)的知識解決工程實際問題的目的。

④加強對力學(xué)實驗的重視程度。

工程力學(xué)教學(xué)大綱中包括的實驗主要有“低碳鋼拉伸實驗”、“鑄鐵壓縮實驗”和“梁純彎曲正應(yīng)力的測定”等[5]，這些實驗都屬于驗證性實驗。其主要目的是幫助學(xué)生加深對已學(xué)知識的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。但部分高校對力學(xué)實驗的重視不足，或由于實驗設(shè)備數(shù)量不足、設(shè)備老舊的原因，實驗教學(xué)成了走過場的形式化，僅教師給與演示示范，學(xué)生的參與性不高，起不到教學(xué)效果。為了提高學(xué)生對力學(xué)實驗參與度，提升學(xué)生的動手能力，應(yīng)以學(xué)生為實驗的主體，由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，測量數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，并對所得到的結(jié)果進(jìn)行理論分析，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，提高學(xué)生分析解決問題的能力。

2.4 考核方式的改革

①考試內(nèi)容的改革。為了培養(yǎng)學(xué)生的解決工程實際問題的能力，改變原有的單一題型，在考試內(nèi)容中增加應(yīng)用型和能力型題型的比例，多出一些與工程實例有關(guān)的題型，保證學(xué)生學(xué)以致用。

②考核方式的改革。改變傳統(tǒng)單一的閉卷考試考核方式，針對不同的專業(yè)采用閉卷、半開卷考試和開卷考試的方式。改變綜合成績的構(gòu)成比例，增加平時成績、課程設(shè)計和實驗成績比重，減少期末考試所占比例。這種靈活多樣的考核方式，在于考查學(xué)生對工程力學(xué)知識的掌握程度和運用能力，可提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3 結(jié)束語

綜上所述，工程力學(xué)教學(xué)中存在很多問題，基于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要，對工程力學(xué)的教學(xué)改革勢在必行。針對教材不合理、教學(xué)方式落后、教學(xué)內(nèi)容不合理、考核方式單一等方面存在的具體問題，從教學(xué)內(nèi)容的整合和優(yōu)化、教學(xué)方法和手段的多樣化，增加課程設(shè)計環(huán)節(jié)、加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方式等方面進(jìn)行改革。但是教學(xué)改革是一項長期而艱巨的任務(wù)，要循序漸進(jìn)地進(jìn)行，要在改革過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，逐步完善，對工程力學(xué)課程的教學(xué)改革進(jìn)行有益的探索，為本科工程力學(xué)教學(xué)改革上新臺階，為社會培養(yǎng)應(yīng)用型人才做貢獻(xiàn)。

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