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工程力學教學模式改革初探
工程力學是工科院校一門重要的技術基礎課，內容分為理論力學和材料力學兩個模塊，以下是小編搜集整理的探究工程力學教學模式改革，供大家閱讀查看。
[摘要]順應信息化教學要求，改變課程教學模式，提高課程教學的應用性和實踐性。本文以工程力學課程為例，從教學模式改革的角度分析了工程力學的教學體系，提出了一些提高學生行為能力的觀點和措施，并對如何進一步提高學生的邏輯思維能力和綜合解決問題能力發表了自己的見解。
[關鍵詞]工程力學 行為引導模式 實踐能力 行為能力
前言
工程力學是工科院校一門重要的技術基礎課，內容分為理論力學和材料力學兩個模塊，主要研究物體的機械運動規律和構件的強度、剛度問題，內容緊貼生活和工程實踐，為學生解決一些生活和工程實際問題提供基本的力學計算依據，為后續課程提供必要的理論基礎，在基礎課和專業課之間起橋梁作用[1]。
在當前信息化教學要求的前提下，培養學生分析、解決問題的能力，由被動的接受變為主動的學習成為教學改革的重要任務和主要目標。為了實現教學過程學生為行為主體、老師的講授為主導，我們對工程力學的教學模式進行改革，引入“行為引導模式”。行為引導模式的思想即：教學應從理論培養向實踐性教學轉化、從示范性教學向應用性教學轉化[2]�；谶@一思想，教學目標可以轉化為一種“行為能力”培養。結合課程標準和教學進程，主要提出以下三個方面的要求：
1) 掌握基本知識，能夠解決簡單的力學問題。
2) 能夠將工程中的力學現象轉化為力學模型，能把理論知識轉化為實際應用能力。
3) 增強接受新知識、采納新思維、樂于與他人合作的意識，培養獨立工作能力，從而適應今后的工作崗位。
基于以上三個方面的要求，主要對教學過程進行如下改革。
一、課堂教學向討論型轉化
工程力學涉及的基本點很多，為了達到扎實掌握的目的，應實現教學形式和手段的多樣化。通常在講課中采用的手段包括講授、討論、歸納、演繹等等，但在實施中發現，以討論為主、講授為輔的方式，更易達到“師生平等、積極互動，共同學習和提高”的目的，這樣可以充分調動學生的學習主動性，提高知識掌握水平。
以討論為主的教學模式在課堂實施中難度是比較大的，老師講得過多則學生易失去興趣，而討論過多則易影響進度，甚至遠離內容主題。因此，要想實現以討論為主的教學模式，要求老師對知識點和內容結構的掌握更加準確，才能對討論中產生的新問題、新論調能夠應對自如。比如靜力學部分的內容理論性非常強，包含的定理、公式很多，在準確講解定理、公式的基礎上，習題的求解是主要的鞏固方式。通過共同討論習題的解法，可以讓學生體會一題多解和多題一解的內涵。并且針對不同的題目，由大家討論、歸納，可以得到靜力學問題的解題主線為：“取研究對象一畫受力圖一列平衡力程一求未知力”。
再比如：材料力學部分雖然有不同的基本變形形式，有許多相關的公式，實際上每一種變形都遵循這樣一個解題主線：“外力分析―內力分析―應力或變形―強度或剛度條件應用”。講解中緊緊圍繞主線，通過與學生交流、互動的方式，引導學生發現問題進而解決問題。即關注學生的主體性、能動性，確定學生在教學過程中的主體地位，通過教與學雙方的整體聯系來構建行為引導教學模式。
經過實踐驗證，學生對這種教學模式非常認同，學習興趣濃厚、知識掌握準確，且接受新觀點、采納新思維的增強。
二、加強應用教學、培養實踐能力
加強應用教學主要體現在兩個方面：力學建模和實驗驗證。
力學的研究方法主要有抽象化法、邏輯推理、數學演繹等。抽象化法就是抓住主要矛盾，忽略次要因素，對問題進行簡化，形成簡單、直觀的模型，這是力學中最基本的研究方法。在此基礎上，邏輯推理和數學演繹則有助于學生提高分析問題和解決問題的能力。在課堂教學中，應非常重視模型的建立。
實際系統中的實物形狀復雜且多變，在工程力學解決實際問題的技術處理中，在不影響解決實際問題結果的情況下，將實物形狀用簡圖來表示成模型[3]。比如在講受力分析這部分內容時，我們設計了多種方案對常見的工程實際系統進行簡化，達到畫出力學模型簡圖的要求。這些方案既包括教室中的各個物體，也可以是實習工廠的機械結構，有時也直接用隨處可見的建筑設施、健身器材等等，都是可接觸的實體結構。在對接觸面、柔體、鉸鏈等基本約束形式有一定了解的基礎上，通過討論對這些結構進行力學建模。學生對此類問題興趣濃厚，充分體現了學習的重點是思想、方法，而不局限于單純的理論。
在實驗教學中，引導學生通過具體的實驗過程獲得直觀性認識，使嚴格、抽象的論證轉變為教師引導學生去探索和獲取，讓學生在獲得知識的同時感受到探索的樂趣，并且體會偶然與必然、個性與共性的哲學原理。在原有驗證性實驗的基礎上，增設一系列創新型實驗。如：電測法及應變片粘貼練習、受拉桿件彈性模量與泊松比的測量等。除掌握應變片正確粘貼方法外，還要求他們自己合理設計橋路，推導計算公式。不僅鍛煉學生動手能力，也培養學生通過合作解決實際問題的能力。
經過幾期教學發現，強調知識的應用性，淡化它的系統性，減少內容上的縱向深入，而多用實踐的方式來體會知識的應用性，可以充分提高學生的接受水平。
三、培養行為能力、提升綜合素質
在已有基本原理、基本理論的基礎上，運用小課題、大思路的方法，通過實踐培訓課題來培養知識應用的技能，并在培訓中不斷地補充理論知識。
通過一定理論知識的學習，學生已經具有一定的建立力學模型的能力。利用圖書館中豐富的資源，結合現有的網絡技術、多媒體技術，完全可以實現對小課題的開拓性思考和研究。搜集生活實踐中的案例和有工程背景的實踐性小課題，比如：“自行車急剎車時為什么會翻轉?不影響工廠運轉前提下如何提高吊車梁的強度?巨無霸如何安全過橋?”等等。在課程進行的后期由學生分組完成題目的思路分析或解答，通過查閱資料、自主建立模型、公式推導或證明，進行課題研究的鍛煉。
在自主學習的過程中，學生需要克服依賴和畏難的心理，用所學內容解決實際問題，接受新知識、采納新思維，在此基礎上實現一些創新思想的突破。經過小課題的訓練，學生對本專業的工程力學問題能夠作出自己初步的判斷，提出技術性見解、提供合理的解決方案。同時接受新知識、采納新思維，培養獨立工作能力、個人負責精神以及團隊合作意識。
結束語
總之，將行為引導模式引入教學過程，不僅提高了教學效率，還使學生學會通過信息獲取、加工處理、問題探究的途徑獲取知識。培養他們分析和解決問題的綜合能力，充分體現學生在課程教學中的主體地位，實現傳授知識和素質培養的統一。
[參考文獻]
[1]邱小林等編著：《工程力學》.北京理工大學出版社，2011.
[2]謝仲賢，邱鐵平：轉變“工程力學”教學方法的探索.<力學與實踐 >.2000年第4期.P55-57.
[3]陳衛增，徐洪：理論力學中工程實體簡化力學模型的教學實踐.<經濟研究導刊>.2010年第29期.P249-250.
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