趙彩虹 任毛飛 李蒙 陳娟娟 朱贊彬 張燕 張祖成 龔守富

摘 要：設施農業(yè)科學與工程是傳統(tǒng)農業(yè)與工程建造創(chuàng)新融合的學科，《工程力學》作為設施農業(yè)科學與工程專業(yè)的必修課程，在以往僅學習農業(yè)種植管理的基礎上，引入該課程能夠使學生具備從事設施農業(yè)的規(guī)劃與設計、建設與生產、經營與管理的能力，從而培養(yǎng)應用型、復合型高級園藝人才。《工程力學》是一門理論性、系統(tǒng)性的課程，具有課程理論多、計算難、公式多、剛體變形抽象、不易理解等特點。為此，調整課程結構、創(chuàng)新教學工具、借助“互聯(lián)網+”的優(yōu)勢、融入實踐案例分析等措施，對《工程力學》的教學進行了改革探索。

關鍵詞：工程力學;設施農業(yè)科學與工程;教學探索

中圖分類號 G642.0文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）14-0160-02

《工程力學》以物理學、高等數(shù)學為基礎，整合《理論力學》《材料力學》的知識，主要培養(yǎng)學生解決工程中常見力學問題的分析能力、對力學問題的計算能力、基本計算工具使用能力、對力的抽象想象能力、力學圖形的繪制能力、處理能力和簡單實際應用能力。該課程任務重，課時有限，要達到人才培養(yǎng)的要求，需對《工程力學》課程整個教學體系進行梳理和改善，教師應該根據(jù)教學大綱的要求，對教學內容進行精簡[1]。孫雙雙[2]基于教學模式的實施方案，探索了課堂教學的實踐步驟。季維英等[3-4]在教學中運用CAE仿真、ADINA等技術將課程理論知識變“活”。馬建青等[5-6]充分互聯(lián)網+的優(yōu)勢，對課程知識加強上發(fā)揮有利作用。楊少紅等[7-8]將實際發(fā)生的工程案例融入教學中，通過實踐來檢視理論。通過借鑒最新的《工程力學》教學方式，結合對課程教學的思考，本文對《工程力學》課程系統(tǒng)性教學進行了探索，進一步完善《工程力學》的整體教學體系，以期滿足專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求。

1 調整課程結構，優(yōu)化教學模式

《工程力學》工程力學涉及眾多的力學學科分支與廣泛的工程技術領域，包含靜力學和材料力學，本課程的任務是使學生能夠對物體及簡單的物體系統(tǒng)進行正確的受力分析、畫出受力圖并進行相關計算，掌握受力構件變形及其變形過程中構件內部應力的分析和計算方法，掌握構件的強度、剛度和穩(wěn)定性分析理論在工程設計、事故分析等方面的應用，為經濟合理地設計構件提供必要的理論基礎和計算方法，內容豐富，涉及面廣。但作為設施農業(yè)專業(yè)的學生，與土木工程、工業(yè)工程等專業(yè)的學習上會有很大的不同，設施農業(yè)課時設置相對較少，每周僅2個課時，因而需要對《工程力學》的授課內容上進行精簡，并做好章節(jié)內容課時分配。

設施農業(yè)科學與工程專業(yè)用《工程力學》教材選用上，滿足學校教材征訂要求上，適用于非力學專業(yè)的簡易教材。一般教材《工程力學》總體設置在10～14章，教學章節(jié)上靜力學部分講述基本公理和基本概念，能夠進行受力分析、畫出受力圖并進行相關計算，掌握物體在力系作用下的平衡問題即可。教學章節(jié)上材料力學講述軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉和彎曲4種基本變形問題的內力、應力，以及影響結構安全的強度、剛度、壓桿穩(wěn)定3個指標。

在《工程力學》教學內容方面，先從宏觀講解整個知識架構體系，以分支圖形式進行逐步分散，并在每個分支點用通俗易懂的文字、舉例作為說明，便于很快的掌握課程結構。在具體每章節(jié)講述時，所有定理、理論、公式的推導過程不講解，只對結果的運用和含義進行解釋說明，讓學生從繁瑣的知識串聯(lián)，數(shù)字推理中解脫出來，并用例題形式對結論進行應用，增加學生獲得知識及解決問題的成就感，進一步增加學習興趣。

《工程力學》課程考核方式按照其課程內容及學習要求仍采用閉卷方式，但末考成績原則上50%及以下，將其余比例分攤到平時考勤、課堂討論、作業(yè)完成情況、試驗成績等方面，考核方式更利于應用型人才的培養(yǎng)。注重末考以外的考核一方面促進學生在平時教學過程中的參與度，一方面通過末考以外的考核情況能及時向教師反饋教學中的不足，及時調整教學內容、節(jié)奏等。這種考核方式更能凸顯學生實踐能力的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學生的主動性、動手力、團隊協(xié)作能力，更為客觀、科學合理地評價學生的學習效果及教師的教學效果。

2 運用新技術、新方法，創(chuàng)新教學工具

《工程力學》教學內容上存在較多抽象概念、邏輯推導復雜、剛體形變過程不連續(xù)等問題，如何將課本中生硬的知識“活”起來，成為本課程教學的重要創(chuàng)新點。隨著計算機技術的發(fā)展，衍生出較多的仿真軟件，如ANSYS workbench有限元分析軟件、ADAMS仿真軟件等創(chuàng)新輔助《工程力學》教學，將枯燥的力學知識用云圖、動畫的方式進行可視化，豐富了教學資源。例如，講授桁架知識時，除了運用截面法或節(jié)點法求出各分支桿件的內力外，還需要判別出其受拉還是受壓狀態(tài)，對于較為復雜的桁架，手算分析就會很困難。而運用有限元軟件ADINA進行建模計算，只需按要求輸入桁架邊界條件、附加荷載等情況，運行軟件后就能很直觀看出哪些桿件產生的應力最大，哪些是零桿，以及桿件拉、壓形變。在材料力學研究形變時，對截面上的微小應力變化，無法直觀看出及測量，借助反正軟件均可以解決這些問題。

此外，設施農業(yè)科學與工程在工程設施方面投入的實驗設備有限，《工程力學》一般會有實驗課時的要求，可以嘗試將計算機技術應用作為實驗課時部分，使學生掌握軟件的操作使用，利用軟件來完成一些習題，提高理論計算能力和解決問題的能力?！豆こ塘W》也是設施農業(yè)科學與工程核心課程《溫室結構與建筑》的基礎課，《溫室結構與建筑》中存在大量的結構內力計算，掌握學習數(shù)據(jù)處理軟件、仿真軟件有助于后續(xù)有關課程更好的學習。

3 充分借助“互聯(lián)網+”的優(yōu)勢

隨著“互聯(lián)網+”共享資源的開放，很多優(yōu)質資源都可以為教學所用，如MOOC。在互聯(lián)網平臺，針對同一個知識點會有很多版本的講解，學生通過多版本及精品課程的觀看，會更容易理解知識點，也能更好地鞏固知識點。從發(fā)布知識的角度，也可以利用“互聯(lián)網+”來調動學生主動學習的興趣。如每周指定1～2名同學錄制《工程力學》中的知識點，用微課形式進行錄制后共享到班級QQ群或者微信群眾播放，無形中就會促使錄制同學在某一知識點上的信息收集、梳理、拓展，一方面學生對該知識點的掌握更為熟練，另一方面通過學生角度的講解，也便于教師評價學生掌握知識的準確性，同時其余學生進行打分，可以作為最終成績的一部分。

改變以往學生與教師僅教學時間段互動的情況，任課教師建立課程QQ或微信群，及時了解學生的學習狀態(tài)，安排課程學習、實踐，共享課程教學計劃，分享與課程有關熱門話題等。同時，對每節(jié)課程講授后學生接收情況進行線上調查，使任課老師及時掌握班級學生整體學習情況，針對薄弱知識點下后續(xù)課程中加深講解。

4 融入典型案例，實踐檢驗理論

《工程力學》是典型的應用型學科，建筑業(yè)作為我國國民經濟支柱性產業(yè)，產生了大量工程案例，通過案例教學法能夠更有效地培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。案例教學法很早就被提出，通過具體的案例情景講解，讓學生從中對問題進行思考、討論和分析，在總結中進行提高和領悟力學知識，聯(lián)系生活實際，拉近與力學的距離，在理論與實踐中搭建橋梁。

設施農業(yè)科學與工程專業(yè)學生對很多工程力學知識有所了解即可，在案例選取上應盡量引入與本專業(yè)相關的工程案例，使案例更容易被理解。在案例中要有一定的理論基礎做鋪墊，通過案例分析后自然而然帶出理論，也是實踐檢驗理論的體現(xiàn)。結合最新的熱門事件，簡要分析和講解，使學生在熱鬧事件背后尋求折射出的深層次知識架構。例如，2019年江蘇無錫312國道高架橋坍塌事件，分析問題出現(xiàn)的多種原因，進一步細化支座約束方式、結構類型、荷載作用及建筑物穩(wěn)定性等問題。同時也讓學生們認識到，一旦發(fā)生建筑結構安全，帶來的后果嚴重，培養(yǎng)學生耐心細致的工作作風，嚴謹認真的科學態(tài)度，以及精益求精、認真負責的工作作風。

此外，鼓勵學生對生活中遇到的不理解的力學問題提出，通過互聯(lián)網查詢、頭腦風暴探討、結合課程知識找尋答案;鼓勵有興趣的學生參加一些力學競賽，提升自身的動手實踐能力。

5 結語

《工程力學》作為設施農業(yè)科學與工程專業(yè)的基礎課，存在學生理工知識積累薄弱、課程章節(jié)多、課時分配少等問題，為解決這些問題，對《工程力學》整體知識體系講解內容進行合理刪減，明確教學重點，從教材選用、教學內容及考核方式上進行優(yōu)化;改變課程中一味硬性灌輸，充分運用新技術、互聯(lián)網資源及典型案例，教學中的多樣化手段融入，更多有效的教學方法的綜合運用，將《工程力學》生澀難懂的內容變得更直觀，易于學生接收，從而提高了學生的主動性和積極性。

參考文獻

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[8]趙秋玲，張君華，劉芳.《工程力學》案例教學的探索和實踐[J].教育教學論壇，2017（43）：144-145.

（責編：張宏民）