高職院校中《工程力學(xué)》課程教學(xué)的改革與探索

摘 要：本文提出傳統(tǒng)的《工程力學(xué)》教學(xué)已不能適應(yīng)現(xiàn)階段的職業(yè)教育，并從教學(xué)內(nèi)容、方法和教學(xué)評價等幾個方面進行了一些改革。重點闡述了教學(xué)過程中所用的情景教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在課堂實踐中的應(yīng)用，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性有了很大的提高，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué);教學(xué)改革;情景教學(xué);任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.182

高等職業(yè)教育是以學(xué)生為主體，以能力和素質(zhì)培養(yǎng)為中心，培養(yǎng)適合社會和企業(yè)要求的技能型人才。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適合現(xiàn)階段職業(yè)教育的發(fā)展，必須進行改革。

1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

《工程力學(xué)》是許多工科類專業(yè)，如建筑、機械等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，難于理解和學(xué)習(xí)，但是對于學(xué)生后期學(xué)習(xí)專業(yè)課有非常重要的作用。尤其是和工程實際緊密聯(lián)系，是設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸以及強度計算的理論依據(jù)，在學(xué)科中占有重要的地位。工程力學(xué)的概念和計算原理都比較復(fù)雜、抽象，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式更增加了力學(xué)的學(xué)習(xí)難度。傳統(tǒng)教學(xué)中，工程力學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將課程理論的系統(tǒng)性與完整性看得比較重，內(nèi)容晦澀難懂，不利于學(xué)生的理解與掌握。而且與工程實踐聯(lián)系較少，在培養(yǎng)學(xué)生將實際問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型能力方面做得也欠缺，不利于學(xué)生分析問題能力和解決工程實際問題的能力的培養(yǎng)[1]。而高職學(xué)生的文化基礎(chǔ)不高，更不利于課程的學(xué)習(xí)，對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)有一定的影響。因此，工程力學(xué)課程的教學(xué)必須進行適當(dāng)?shù)母母铩?/p>

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

職業(yè)教育的最終目的是應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容夠用即可，能夠利用所學(xué)知識解決一般工程實踐中的力學(xué)問題。高職教育培養(yǎng)的是技能型人才，以應(yīng)用為主。所以工程力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革必須突出應(yīng)用性這一特點，主要體現(xiàn)在刪除一些不合時宜的內(nèi)容，增加一部分新內(nèi)容[2]。同時改變傳統(tǒng)系統(tǒng)化的章節(jié)，以模塊形式來展現(xiàn)。理論力學(xué)部分重點突出力系簡化和分析解決實際問題能力的培養(yǎng)，各種定理的推導(dǎo)可以淡化，不作為重點，主要包括受力分析模塊和平面平衡力系計算模塊。材料力學(xué)部分主要是力學(xué)原理在工程實際中的應(yīng)用，重點培養(yǎng)學(xué)生繪制內(nèi)力圖和利用強度條件解決三類問題的能力。主要包括拉伸與壓縮模塊、扭轉(zhuǎn)變形模塊、剪切與擠壓模塊、彎曲變形模塊、組合變形模塊、壓桿穩(wěn)定模塊等六大模塊[3]。通過內(nèi)容及章節(jié)的變化，能夠適應(yīng)職業(yè)教育的需要，但還不夠，還需要在教學(xué)實踐中進行驗證，并逐步完善。

3 教學(xué)方法的改革與實踐

“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，它是一種新型模式。它強調(diào)“學(xué)生的學(xué)”和“教師的教”是一個有機整體，重點在“學(xué)生的學(xué)”，同時學(xué)會之后馬上課堂上進行實踐，加深學(xué)生對知識點的理解和應(yīng)用。要想較好的完成教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中可以采用情景教學(xué)法來進行，同時也可以加上任務(wù)驅(qū)動的方法來輔助。在整個教學(xué)工作的推進過程中，由學(xué)生當(dāng)主角，老師只做一個小配角，適當(dāng)?shù)臅r候客串一把導(dǎo)演，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主體，這樣就可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和表現(xiàn)欲，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力。同時，根據(jù)課程的特點，把生活中的實例和工程中的實踐引入教學(xué)過程中，讓學(xué)生能夠觸碰到力學(xué)知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。讓力學(xué)走進生活，走進工程實踐。學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是讓學(xué)生能夠利用所學(xué)力學(xué)知識對實際中的問題進行分析并掌握其解決方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。通過這種新型的教學(xué)方法就可以很好的實現(xiàn)教學(xué)目的。

3.1 情景教學(xué)法

情景教學(xué)法的核心要素是情景的創(chuàng)設(shè)，能夠讓學(xué)生感覺到身臨其境，感同身受。課前用模型來模擬力學(xué)原理，讓學(xué)生能夠看得見，增加感性認(rèn)識，通過模擬上升到理性認(rèn)識，理解藏在現(xiàn)象背后的力學(xué)。模型簡單直觀，取材方便，大多時候就是學(xué)生身邊或教室里就有的，甚至學(xué)生本身就是模型。這就是情景教學(xué)法。如講授受力分析時學(xué)生的課桌、板凳及吊著電棒的繩索;講授力矩平衡方程時教室的門、鐘表;講授力偶時水杯、十字扳手等等都可以當(dāng)作模型。學(xué)生可以參與到整個教學(xué)過程中，就能夠克服學(xué)習(xí)的枯燥性，增強的學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。由其是現(xiàn)在課堂上的低頭族越來越多，情景教學(xué)法就“逼著”這些上課愛看手機、睡覺、注意力不集中的學(xué)生，讓他們參與情景，學(xué)會并理解該力學(xué)原理，并應(yīng)用在生活實踐中。下面就以合力矩定理和力矩平衡方程為例，來感受一下情景教學(xué)方式的魅力。

創(chuàng)設(shè)情景：找出三位力量相當(dāng)?shù)耐瑢W(xué)參與推門實驗，將三位同學(xué)分成兩組，一組一個人站在教室里推門，不讓門打開;另外一組兩個同學(xué)站在門外，推開門進來。要求：門里的一個同學(xué)推門的外邊緣，門外兩個同學(xué)推門的中間。開始比賽，看誰勝出，結(jié)果出乎大家的意料，門里的一個同學(xué)勝出。結(jié)束后所有同學(xué)參與討論。提出問題：

（1）為什么門前的一個同學(xué)勝出，難道一個人比兩個人力氣大？

（2）力量足夠大時有沒有可能門后的兩個同學(xué)勝出，需要滿足什么條件？

（3）門有沒有可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，需要滿足什么條件？

通過學(xué)生討論回答，最后得出結(jié)論：使門轉(zhuǎn)動的不是力，而是力矩，并給出力矩的定義。討論有可能出現(xiàn)的三種結(jié)果，做出總結(jié)，得出力矩的合成定理與平衡條件，并給出相關(guān)定義與公式[5]。定義：使剛體繞O點轉(zhuǎn)動的強弱程度的物理量稱為力對O點的矩。用MO（F）表示，其定義式為MO（F）=±Fd。其中：點O稱為矩心，d稱為力臂。力矩的正負(fù)號表示力矩的轉(zhuǎn)向，規(guī)定力使物體繞矩心逆時針轉(zhuǎn)動取正，反之取負(fù)。從而得到合力矩定理和力矩平衡原理。該力學(xué)原理在工程實踐中的應(yīng)用：扳手、汽車傳動軸、梁的彎曲等。

最后，對學(xué)生提出要求：淡化公式的記憶，重要的是會用。牢牢記?。菏箺U件逆時針轉(zhuǎn)動的相加，順時針轉(zhuǎn)動的相減，即力矩合成。轉(zhuǎn)動的平衡條件合力矩為零。學(xué)生充分參與課堂，提高了學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。

3.2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

作為情景教學(xué)法的重要補充，任務(wù)驅(qū)動法也是教學(xué)中的一種重要方法。在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中，學(xué)生的做是主要的，教師在一旁做指導(dǎo)。一般教師在講授內(nèi)容時時間盡量短一些，學(xué)生的主體地位要保證，充分保證學(xué)生完成任務(wù)的時間。以此培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題解決問題的能力。在學(xué)生完成任務(wù)過程中，老師要及時解決學(xué)生在完成任務(wù)時遇到的問題，實現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中做”。下面以受力分析內(nèi)容為例，來體驗任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的魅力[6]。

首先，簡單的講授繪制受力圖的步驟和注意事項，然后創(chuàng)設(shè)情景，布置以下任務(wù)： （1）畫出教室中懸掛著的電棒受力圖;（2）畫出靜止放在桌子上的籃球的受力圖;（3）畫出一根外伸梁的受力圖;（4）畫出以上各圖中支座的約束反力。最后，由老師點評每位同學(xué)完成任務(wù)的情況，并討論畫圖過程中有哪些技巧和誤區(qū)，總結(jié)出繪制受力圖步驟及注意事項，為今后支座反力的計算打下基礎(chǔ)。該教學(xué)方法的主要目的是讓學(xué)生完成任務(wù)的過程中，掌握畫圖的方法，培養(yǎng)畫受力圖的能力。該方法也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，是情景教學(xué)法有益的補充。

4 教學(xué)評價方法的改革與探討

不僅課堂教學(xué)方法要改革，同時評價模式也必須進行改革。不能再像以前只憑一張卷子的分?jǐn)?shù)決定學(xué)生學(xué)習(xí)的好壞。要增加過程評價和情意評價。比如在情景教學(xué)中可以把學(xué)生參與課堂教學(xué)的主動性以及完成情景教學(xué)的貢獻大小來進行綜合打分，而且告訴學(xué)生這個分?jǐn)?shù)將計入期末總分，以此來調(diào)動學(xué)生參與課堂的積極性。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程中，可以探討在學(xué)生完成任務(wù)后，當(dāng)場給出評價，記一個分?jǐn)?shù)，并將每一次成績記錄。這樣，就實現(xiàn)了過程性評價，得到了學(xué)生的認(rèn)可。同時在課堂進行過程中，還要考慮學(xué)生的創(chuàng)新思維和情商表現(xiàn)，增加情意評價。這也是今后學(xué)生進入社會比分?jǐn)?shù)更為重要的能力。另外，還可以考慮在學(xué)期最后增加一項答辯測試，類似將來的找工作面試，更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的全面性和主動性。

總之，傳統(tǒng)教學(xué)方法已不適應(yīng)時代的發(fā)展和要求，必須進行改革。本文所采用的情景教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是教學(xué)實踐中一次大膽實踐，能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，也產(chǎn)生了較好的教學(xué)效果。對以后職業(yè)教育其它課程教學(xué)有重要的借鑒意義。

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[5]張曉梅，潘慶豐.工程力學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2004：37-38.

[6]陳思義.高職工程力學(xué)課程有效教學(xué)方法探討[J].職業(yè)技術(shù)教育，2011（20）：44-46.

【項目】2018年河南省職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目（青年教師項目）“加強職業(yè)學(xué)校公共基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，增強專業(yè)服務(wù)效能” （項目編號：ZJC18004）

作者簡介：孔令強（1981-），男，河南新鄉(xiāng)人，碩士，講師，主要從事工程力學(xué)的教學(xué)和研究工作。