试析对工程力学课程教学改革的几点思考
试析对工程力学课程教学改革的几点思考
论文摘要：成都理工大学环境与土木工程学院以“地质工程”本科创新实验班为依托，对该课程教学从课程教育思想、课程教学内容、课程授课方式和手段以及课程考核等方面进行了全方位改革。
论文关键词：工程力学 课程教学改革 思考
为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》，教育部于2010年以来启动实施了“卓越工程师教育培养计划”，各高等院校对人才培养方案都重新进行了思索，并提出修订计划方案。成都理工大学环境与土木工程学院以此为契机，经过两年的准备和酝酿，成立了“地质工程”本科创新实验班。该实验依托2011年本校进入教育部“卓越工程师教育培养计划”的“勘查技术与工程”、“地质工程”两个专业为背景，根据教育部组织实施“卓越工程师教育培养计划”的具体要求，以培养适应21世纪地质工程行业发展和经济需求的，具有坚定正确的政治方向、强烈的社会责任感、扎实的地质工程专业基础、较强的实践能力和创新能力、优秀的综合素质的地质工程科学领域创新人才为目标，多次召开会议制订讨论创新班培养方案和培养计划，着力提高学生的“说、写能力，计算、分析能力和沟通协调能力”。工程力学作为该培养计划的一门重要学科基础课程，起着“承上启下”的桥梁作用，在提高学生计算、分析能力方面处于“排头兵”的地位。学院领导强调该实验班课程必须由授课经验丰富、教学效果最好的教师来承担。本人作为任课教师之一，深深感到肩上的责任。为实现提高学生三大能力素养的目标，在工程力学课程的教学中进行了以下几个方面的改革和尝试。
一、课程教育思想改革
教育改革改到深处是“教学”，改到难处是“课程”。课程教育思想本质上是课程教学目标的反映，是课程改革的思想先导。社会需求在变，课程设置也必须根据需求做相应的发展，走内涵发展之路。工程力学课程作为经典力学，传统上偏重于培养学生的理论分析能力，作为非力学和理学的学生，是会有一定难度的。许多学生从中学到大学都会把力学作为学习的“拦路虎”，无疑从心里上造成学生对这门课程的隔阂。“地质工程创新实验班”的学生是从本院“勘查技术与工程”专业的学生经过几轮考核选拔出来的，因此，他们具备学好这门课的基础。但是，地质工程专业的许多学生对力学课程怀有畏惧感，片面认为只有力学专业的'学生才能、才需要学好力学。因此，对于这些学生首先要其克服“畏难”情绪，从思想上放下包袱，鼓励学生只要投入时间和精力就一定会学好工程力学。
二、课程内容改革
工程力学作为工科学生一门重要的专业技术基础课程，涵盖了原有“理论力学”和“材料力学”的大部分内容。从学时上来说，该门课程几经变动，大部分学校学时为60～80学时不等，本校“地质工程”本科创新实验班学时设为72学时。传统的工程力学教学偏重于力学在机械工程中的应用，书上的例题和习题主要都来自于机械工程实际，模型也大多来自于机械和工程设计。对于没有机械工程基础知识背景的学生来说，历来觉得工程力学的例题、习题太过抽象，不好懂。本次创新班的工程力学教学不能完全照搬以往的课程内容，既要兼顾传统工程力学的基本内容的讲授，又要结合“地质工程创新实验班”的终极培养目标。因此，教学中我着重强调工程力学在地质工程中的一些应用，搭建工程力学学科基础课程与专业应用之间的联系桥梁。
在教学内容安排上，强调以地质工程实践为背景，以力学基本素养和能力提高为准绳，以力学基本概念及其在地质工程领域的应用为主线，着力强化地质现象中的力学分析方法的指导。教学中采用透过现象看本质的方法，引导学生抓住问题的本质，采用力学基本方法解决不同的问题。在教学中增加了许多地质工程中的力学应用实例，比如讲了四种基本变形的受力特征和变形特征后，引入滑坡中的力学现象，将构造地质学中的节理、断层与基本受力、变形做了对比分析，学生一下子就被吸引住了;在讲到应力状态分析一章后，马上介绍工程力学与地应力分析之间的关系，把本来很抽象的力学理论问题与后续专业课程内容结合讲授，使学生体会到了学习力学的意义，普遍提高了学习的动力和兴趣。
三、课程授课方式和手段的改革
近二十年来，随着工程力学学时的调整，各工程力学授课教师在授课方式上都做了大量的改进。比如，教学中采用多媒体技术，以板书为主，多媒体为辅，理论推导部分用板书推演的方式，而工程中的应用实例多采用多媒体幻灯片的方式来提高大家的信息量，在激发学生学习兴趣等方面做了大量探索和改进。
第一，理论教学采用启发式、设问式及归纳总结式的方法。比如讲合力矩定理之前，先用图片给学生提了个问题，让学生先利用已有知识去分析，学生很快会想到解决办法，但是由于计算量大，因此学生在计算过程中稍有疏忽就会出错，会得不到正确结果。这时，我适时地引入合力矩定理，学生立刻兴趣大增，意识到了学习有关力学定理在力学分析中的重要性。这样，改变了以前学生总以为学习定理没什么意思，讲到理论定理部分内容时，学生就很容易疲倦的现象。
第二，理论教学随时与实践教学结合，提高学生分析和解决问题的能力。传统的力学教材实例大部分都是以力学模型简图的方式展现的，而学生对力学模型与实物结构之间的对应及关联性体会不深，常常出现换个形式就不会分析的情形。针对这一问题，学院鼓励教师教学不拘形式，可以根据教学要求，增强实践教学。梁的内力、应力分析是工程力学的重点、难点内容，学生对于应力的理解一直以来都觉得很抽象，我在讲到弯曲形分析那一章时，将实验班的学生专门带到“结构力学实验室”，参观实验室横梁弯曲应力测试实验设备系统，让学生根据现象结构模型，利用前面所学力学知识建立了梁的力学模型，最后向学生提出问题，如横梁横截面上的强度提高可以从哪些途径进行改进?随着问题的逐步解决，大大激发了学生们的探究兴趣，他们都自觉到图书资料室去查询相关的参考资料，并提出自己的想法。
四、课程考核方式的改革
考试方式的改革取决于课程目标的确定。工程力学课程考核的关键是要重能力考核，要把培养学生的说写能力、计算分析能力、沟通协调能力以及工程分析能力的考核放在首位，要改变只重理论知识考核的倾向。针对现时学生普遍高分低能、动手能力差的问题，要求学生重在平时学习，要以学会为主，考试为辅，强调学生对所学知识的熟练掌握和应用。考核中严格将平时成绩和考试成绩相结合，平时成绩占总成绩的30%，鼓励学生主动学习，参与课堂讨论。为了鼓励学生勇于创新，还安排学生试写小论文。小论文主要体现学生综合应用知识和解决问题的能力，有创新的论文还可以得到附加分。与此同时，我们还把课程目标中的知识目标、能力目标、情感目标、心理健康目标、思想品德目标综合进行考核，防止考核中的以偏概全。