浅谈工程力学的教学改革
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[摘 要] 工程力学作为一门重要的专业基础课，它拥有很强的理论性、系统性。文章从工程力学的基本概念和原理出发，结合工程力学比较复杂且抽象的特点和实际教学中一些心得体会，剖析工程力学这门课程教学中的重难点，并结合自身教学实践提出教学改革的思路。
[关键词] 工程力学;问题;重难点;教学改革
[基金项目] 2017年度上海市自然科学基金项目“血液动力学对壁冠状动脉粥样硬化的作用机制研究”（17ZR1413500）
[作者简介] 丁 皓（1964—），男，上海人，博士，上海健康医学院医疗器械学院教授，研究方向为生物力学;吕 杰（1986—），男，浙江舟山人，博士，上海健康医学院医疗器械学院副教授，研究方向为生物医学工程;杨戈尔（1983—），男，福建省莆田人，博士，上海健康医学院医疗器械学院讲师（通信作者），研究方向为生物传热学。
[中图分类号] Q66 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）39-0158-02 [收稿日期] 2019-10-24
一、引言
力学作为整个自然科学中研究中开展较早、并较早形成完备体系的学科，对问题的分析解决办法对自然科学尤其是物理学的其它分支影响巨大。可以说力学既是一门重要的工科课程，也是科研工作者需要掌握的重要的理论工具。因此，对于理工科学生来讲，无论将来走哪种道路，力学都是一门十分重要的基础课程。工程力学是力学中作为基础而先开设的一门重要学科，它包括了理论力学和材料力学两个部分。大学工程力学课程主要是通过理论与实践结合的方式，让学生明白力学与物理的关系，并能够应用到实际中。
二、课堂改革
1.采用新式教学方式，提高教学质量。基于工程力学理论性、系统性较强的特点，与作者多年的教学经验发现，在学习工程力学的初期是一个决定性的关键阶段，学生们在这一时期很容易觉得迷茫，因此，学生在学习工程力学课程的初期很容易产生抵触情绪。要想提高工程力学课程的教学质量，教师就必须要上好第一课，激发学生的学习热情，提高学生的学习主动性。采用灵活多变的教学方式，通过引导启发来让学生在工程力学的学习过程中找到兴趣。启发引导式教学首先要把学生作为学习過程中的主体，依据学习过程的客观规律首先让学生意识到工程力学课程的实用性与重要性，最大限度的调动学生的学习热情。在教学过程中通过启发引导式教学方法来引导学生主动学习，在这个过程中提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力[1]。在实际教学过程中可采用不同的方法来达到启发引导的目的，如方法①在陈述中设疑，在设疑中留悬念，环环相扣，牢牢吸引住学生的注意力。通过设疑、留悬念的方式激发学生的学习兴趣，培养学生思维独特性。首先从问题入手，可以通过有趣的小故事引出课题，这样既能吸引学生的兴趣，又能活跃课堂气氛，加深学生对课题的印象。之后再通过设置悬念，扣住学生的思绪，让学生顺着课题的方向思考并寻找答案，使学生的思维能够随着正确的逻辑得以发展。方法②化抽象为具体，从直观具象的表象慢慢过渡到抽象系统的课堂知识，培养学生抽象思维、逻辑思维以及推理思维。方法③化难为易，化繁为简，善用归纳总结。在教学过程中，精简教学内容，善用归纳总结，使学生记忆起来更加容易。例如，在讲解平衡计算的过程中，可以先通过实例引导学生体会核心方法，通过简短的讨论初步地做一个归纳总结，最后老师再进行精简，将计算过程精简归纳为三个简单步骤：画（受力图）、列（平衡方程）、算（计算求解）。通过归纳总结，化繁为简，增强学生的记忆。
2.激发学生的学习热情，提高学生的自学能力。工程力学课程学习初期，学生普遍反应难度较大，这个过程极易产生厌倦情绪，为了保证课堂质量，学会自学是克服“厌学大魔王”的必要保障。教师应培养学生的自学能力，提前布置课题内容，让学生逐渐养成自学的习惯。学生通过自学以后，教师在课堂讲解过程中，能够适当的增加师生之间的互动，形成“对话式课堂”。先由学生对课题内容发表自己的学习心得，并开展讨论，之后由教师对学生的讲解、陈述进行概括、总结，并根据课堂上学生们讨论情况进行补充、纠正以及更深入地讲解，将讨论中学生出现的错误和疑难问题作为重点详细讲解。自学习惯的培养不仅能提高学生的学习能力和学习兴趣，对课堂质量的提高也起着非常重要的作用。
3.理论结合实践，培养学生分析和解决问题的能力。工程力学作为力学的一门基础课程，理论与实践有着紧密的结合。本课程对学生动手实践能力培养起着重要作用，同时也对学生的应用能力有一定的要求[2]。工程力学的教学过程中，实验教学也是一个关键的教学环节。实验教学除了配合理论知识，巩固课堂知识外，主要是培养学生实践能力和科研能力。在实验教学的过程中要注意的是，实践不仅仅是对理论知识的验证，更重要的是培养学生的实践能力和自主创新能力。因此，在实验课程的安排上，除了传统的课本实验项目之外，还应该增设一些能让学生发挥主观能动性和创新能力的综合型的实验项目。俗话说“众人拾柴火焰高”，在实验安排中，最好是将学生进行分组，让学生在小组的讨论、互助的环境中完成实验。每组学生通过自主讨论消化实验项目，了解实验目的，进行实验设计，达到提前自学、预习的作用。在实验过程中，学生从对课本知识的认识，上升到具体实物的认识，并将理论知识应用到实践中，更好地促进学生对理论知识的掌握。实验教学模式要逐渐形成以教师演示为辅，学生动手，共同参与、自主设计为主的互动式教育方式，这样才能充分发挥学生的动手能力和应用能力，激发学生的创新意识。实验结束后，要求学生撰写实验报告。过去的教学经验中，学生的实验报告容易出现千篇一律的情况，实验数据和报告内容抄袭严重，因此，实验教学效果比较不理想。通过分组实验以后，要求学生进行多次试验，并要求实验数据不一样，有效避免学生实验报告的抄袭情况。在实验课程教学开始前，教师要强调实验报告的成绩将作为学期末总成绩的评定指标之一，让学生意识到实践课程的重要性。教师也应提高对实验课程的重视程度，对学生实验课的表现和实验报告成绩严格把关，量化评分。 4.针对不同学生，采用分层次教学。鉴于每个学生的基础不同、接受能力和适应能力不同等原因，每个班上都不可避免会出现学习情况参差不齐的状况。针对学生们不同的学习状况，教师应对不同层次的学生采用分层次的教学方式。上课时以基础型内容为主，遵循“必需、够用”为原则，按照教学标准讲清相关知识，让学生增强记忆后，再在学生感兴趣的情况下进行深一步扩展。扩展的内容和方向视工程力学的教学情况和学生的学习情况而定。扩展型课程内容应以培养动手能力、分析研究工程力学理论及应用为主要目的，培养学生的创新能力和研究探索能力。课后布置作业时，可分为必做题和选做题，必做题的难度以基础题为主，巩固学生的基础知识;选做题则可适当的加大难度，留给掌握得较好的学生继续深入探索的空间，同时也能激发学生的学习兴趣。
三、考试改革
绝大多数高校传统的考核方式都是以闭卷考试为主，加上一定比例的平时成绩，而考题又多以课后习题和课堂例题为主体。这种较为机械化的考核方式不仅打击了部分学习积极的学生的学习兴趣，同时也让部分学生钻空子，通过临时突击做题来获取高分。为了调动学生的积极性，基于工程力学课程的特点，考核方式在遵循公平、公正、公开的基础上，还应该注重全过程考核，考核过程中要注重学生整体能力和整体素质。不光要注重学生的期末考试成绩，还要将学生能力的表现和素质的体现作为较大的权重系数在考核时加以考虑。
四、结语
工程力学作为一门重要的理工科专业基础课程，在后续的专业课学习中起着重要的奠基作用。本课程对于提高学生的理解能力、分析问题能力、逻辑能力、应用能力及科研能力都起着至关重要的作用。但是，目前工程力学的教学中还存在许多问题亟需解决，因此工程力学教学改革势在必行。结合工程力学系统性、抽象性較强的特点，工程力学改革必须从课堂改革和考核改革两方面入手，把工作重心放在课堂改革，采用新式教学方式，提高教学质量，激发学生的学习兴趣，提高学生的自学能力，理论结合实践，培养学生分析和解决问题的能力，采用分层次教学，多方面、多角度逐步完善工程力学的教学改革。
参考文献
[1]韩素华.浅析一体化课程教学改革下教师角色的转变[J].职业，2013（15）：26-27.
[2]李艳.关于工程力学课程的教改与探讨[J].科技展望，2016（28）：348.
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