工程力学课程教学改革体系探索
【摘 要】 工程力学课程教学中改革应首先注重教材和教学内容的选择,其次改革课程体系和教学方法,增强课堂教学的趣味性,加强理论知识与实践能力的培养。
【关键词】 工程力学;课程教学;教学改革
《工程力学》是工程管理专业必修的一门专业基础课,是本专业各门专业核心课程的先行课。该课是《土力学》、《房屋建筑学》、《建筑结构》等课程的先行课,起着过渡和链接的作用,所以该课发挥着重要的作用。从整体学生学习这门课程的情况看,诸多同学认为力学这门课是所有课程当中最不容易学的。当前高等院校教育教学改革热潮越演越烈,本文从《工程力学》入手,尝试建立一种以职业能力为核心的教学体系模式。
一、引言
西安翻译学院工程技术学院的学生基础知识薄弱,文理科学生都有,但是课程难度较大学生学习主动性较差,对教师和教材的依赖较大;学生对课程重视不够,认为和就业联系不大。根据相关调查表明,学生在刚开始学习还感觉不太困难,随着教学内容的逐层深入,学生感觉越来越难学,认为该课相对抽象、难于理解,因此,有一些同学厌弃这门课程的学习[1]。要让学生了解课程的重要性;选择合理教学内容。贯彻理论够用、和工程实践相结合的原则;用灵活的授课方法。
二、教材和内容
1、教材的选择
目前,本科院校《工程力学》教材有诸多版本,为使教学效果有效,对于《工程力学》教材的选择要本着适合学生的态度,这一点至关重要。教材涉及的内容浅,知识体系不连续,内容深,学生学习困难度增加。
2、教学内容的选择
《工程力学》这门课程是由材料力学、结构力学、理论力学三大力学有机贯通,汇成一体,形成工程力学新的体系。在大部分高等院校主要以培养学生职业能力为目标中,基础理论课时逐步地减少,要在规定课时内完成如此多的教学内容,就遵循“必需、够用”原则,并精心选择力学课程授课内容。
三、教学改革与实践
1、改革课程体系
工程力学课程主要分析材料的力学性能和变形特点,以及结构和杆件的受力情况包括结构或构件强度、刚度和稳定性,为工程结构设计及解决施工中的受力问题提供基本的力学知识和计算方法。它包括静力学、结构力学、材料力学等内容[2],为了把这三门课程联系在一起,我们调整了相关内容。
在刚体静力学内容上,调整以前平面基本力系、平面任意力系、空间力系和重心等相关内容的顺序,按照力学基本知识和计算基础、刚体静力学、可变形体力学这样的先后的次序逐一授课。
在材料力学内容上,对基本理论而言,旧的课程体系主要是以杆件的基本变形为主,把杆件的拉( 压)、剪切、扭转、弯曲等排成若干个章节。该体系一直被诸多学者一直沿用,然而一直沿用的这种体系在教学中,也常会碰到一些困难。而另一些学者放弃了以往的教学思想,而把杆件的基本的概念、分析方法作为主线,也即静定结构内力与分析、应力的计算、强度的计算、变形和刚度计算、超静定结构的次序逐一授课,这样使材料力学的基本的概念分析方法更为突出,这称之为“新教学体系”。实践证明,这种新教学体系可以有效地使学生已经学到基本知识运用到工程实际,这大幅度地提高了学生解决实际问题的能力。
2、改革教学方法
改革教学方法是改革课程教学的至关重要的一部分,它是以激发学生思维、促进学生的积极性为核心,这正是教师提升授课能力所要研究一个永恒主题[3]力学中的部分概念、定理、公式相对抽象,要使学生快速掌握接受,就要把抽象转化为具体。
在力学教学中,可以把一些抽象的定理、枯燥无味的公式用一些相关鲜活的生活例子来描述。如可用教室的门来描述力矩这一概念;可随手拿起讲桌上的一支粉笔拧断来演示扭转这一概念。这样讲课,使同学们感觉力学并不深奥,同时课堂气氛也较活跃,并使他们对工程力学的学习感兴趣。
此外,可以把学生分成若干组,每组给出一个工程实例或典型例题进行大讨论,这使学生对所学的内容易于理解和掌握,这使学生从知识接受者变为学习的研究者[4]。
为使学生对问题有反映的机会,教师要经常与学生的沟通和交流,这更有效的提高了教学效果。
四、教材改革与能力培养
授课内容和课程体系的优化关键在于教材,素质教育和创新教学的特色也重在教材[5]。可见,教材的改革是教学改革中相对重要的内容,以工程力学教材改革为例,粗谈一些具体措施。
1、教材内容的精练与趣味性
旧教材使人感觉枯燥无味只是因为它主要以严谨、准确文字为主,如果用生动活泼用语来叙述,可培养学生的兴趣和激发学生的想象力,因此可提高学生创造能力。为促进学生学习工程力学的主动性性可设置富有挑战性的问题,使学生变被动为主动探索知识。在授课时,可以融进与力学有关的工程实际难题、科学前沿的新动态和工程力学在当今社会科技发展中应用等。每章节开始前给学生预先列出一些具有关键性问题,让学生带着问题去看书,因此学生就有急于看完看明白的情况。
2、理论知识与实践能力的培养
为提高学生对实际问题解决的能力。教师在教学过程中要不断提高自身的教学与实践能力,如工程力学涉及的实验比较多,教师可从这方面来提升学生的实践动手能力。让学生自己亲自动手来做实验,这更容易使学生有成就感, 激发学习兴趣,加强自信心。为方便教学,与于工程实践相结合,要给学生有锻炼和加强基本功时机,并以培养和提升学生能力为主要目的,而达到该目的的最快捷方法是多做、多练、多问。
3、实验能力的培养
本着讲明白实验的原理的为原则,简要地介绍实验仪器和相关的实验操作步骤,让学生在进行试验之前要先看试验设备的操作说明和有关注意事项,避免试验过程中受到伤害。实验步骤应让学生根据自己的操作的实验流程进行归纳和总结,还可以让学生去图书馆或是网上搜集一些相关的实验内容,这就达到了学生做实验不受教材限制的目的,因而可提高学生的实验能力的培养。
4、工程力学内容与相关课程的关联
工程力学与物理有较多的重复的内容,为解决学生开始学习轻学的态度, 而后认为学习吃力的问题,工程力学不仅要丢弃部分内容,还更要注重内容上的关联性,不至于造成前后不连贯现象。
五、结语
上述设想只是本人的一些想法,在教学实践过程中一定会出现一些新的研究问题,本将时时关注并及时做出归纳与总结,使该课的可行性不断的完善。我们的最终目的是最大程度地激发学生主动学习积极性,培养和锻炼学生具有计算、试验以及知识运用能力,使学生能在建筑工程、工程施工和控制管理、房地产营销等行业中从事与力学有关的工程实验、技术工作、和工程力学专业教学工作的高级工程技术人才。
【参考文献】
[1] 谢丽.高职《建筑力学》课程教学改革探讨与实践[J].新课程研究,2011.05.46-47.
[2] 程宜康.工程力学[M].南京:东南大学出版社,2002.
[3] 马林,李天珍.工程力学课程的教学改革与创新实践[J].淮北职业技术学院学报,2009.03.
[4] 张亚红,刘睫,赵玉成.非力学专业理论力学教学改革的思考[J].力学与实践,2003.3.63-65.
[5] 武建华,徐建曼,刘德华等.关于编写材料力学教材的思考[J].高等建筑教育,2001.4.26-27.
【作者简介】
董玉萍(1985-)女,蒙古族,内蒙古开鲁人,西安翻译学院助教,主要从事工程力学相关试验研究.
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