高职院校中《工程力学》课程教学的改革与探索

高职院校中《工程力学》课程教学的改革与探索

本文提出传统的《工程力学》教学已不能适应现阶段的职业教育，并从教学内容、方法和教学评价等几个方面进行了一些改革。重点阐述了教学过程中所用的情景教学法和任务驱动教学法在课堂实践中的应用，从而使学生的学习主动性和积极性有了很大的提高，取得了较好的教学效果。

标签：工程力学;教学改革;情景教学;任务驱动教学

高等职业教育是以学生为主体，以能力和素质培养为中心，培养适合社会和企业要求的技能型人才。传统的教学模式已经不适合现阶段职业教育的发展，必须进行改革。

1 传统教学中存在的问题

《工程力学》是许多工科类专业，如建筑、机械等专业的一门重要的专业基础课，难于理解和学习，但是对于学生后期学习专业课有非常重要的作用。尤其是和工程实际紧密联系，是设计结构尺寸以及强度计算的理论依据，在学科中占有重要的地位。工程力学的概念和计算原理都比较复杂、抽象，而传统的教学模式更增加了力学的学习难度。传统教学中，工程力学课程标准将课程理论的系统性与完整性看得比较重，内容晦涩难懂，不利于学生的理解与掌握。而且与工程实践联系较少，在培养学生将实际问题转化为力学模型能力方面做得也欠缺，不利于学生分析问题能力和解决工程实际问题的能力的培养[1]。而高职学生的文化基础不高，更不利于课程的学习，对后续专业课学习有一定的影响。因此，工程力学课程的教学必须进行适当的改革。

2 教学内容的改革

职业教育的最终目的是应用，教学内容够用即可，能够利用所学知识解决一般工程实践中的力学问题。高职教育培养的是技能型人才，以应用为主。所以工程力学教学内容的改革必须突出应用性这一特点，主要体现在删除一些不合时宜的内容，增加一部分新内容[2]。同时改变传统系统化的章节，以模块形式来展现。理论力学部分重点突出力系简化和分析解决实际问题能力的培养，各种定理的推导可以淡化，不作为重点，主要包括受力分析模块和平面平衡力系计算模块。材料力学部分主要是力学原理在工程实际中的应用，重点培养学生绘制内力图和利用强度条件解决三类问题的能力。主要包括拉伸与压缩模块、扭转变形模块、剪切与挤压模块、弯曲变形模块、组合变形模块、压杆稳定模块等六大模块[3]。通过内容及章节的变化，能够适应职业教育的需要，但还不够，还需要在教学实践中进行验证，并逐步完善。

3 教学方法的改革与实践

“教、学、做”一体化的教学模式不同于传统的教学模式，它是一种新型模式。

它强调“学生的学”和“教师的教”是一个有机整体，重点在“学生的学”，同时学会之后马上课堂上进行实践，加深学生对知识点的理解和应用。要想较好的完成教学任务，在教学过程中可以采用情景教学法来进行，同时也可以加上任务驱动的方法来辅助。在整个教学工作的推进过程中，由学生当主角，老师只做一个小配角，适当的时候客串一把导演，让学生做学习的主体，这样就可以激发学生的求知欲和表现欲，培养学生的学习与应用能力。同时，根据课程的特点，把生活中的实例和工程中的实践引入教学过程中，让学生能够触碰到力学知识，提高学生的学习兴趣[4]。让力学走进生活，走进工程实践。学习的最终目标是让学生能够利用所学力学知识对实际中的问题进行分析并掌握其解决方法，同时培养学生的創新思维和创造力。通过这种新型的教学方法就可以很好的实现教学目的。

3.1 情景教学法

情景教学法的核心要素是情景的创设，能够让学生感觉到身临其境，感同身受。课前用模型来模拟力学原理，让学生能够看得见，增加感性认识，通过模拟上升到理性认识，理解藏在现象背后的力学。模型简单直观，取材方便，大多时候就是学生身边或教室里就有的，甚至学生本身就是模型。这就是情景教学法。如讲授受力分析时学生的课桌、板凳及吊着电棒的绳索;讲授力矩平衡方程时教室的门、钟表;讲授力偶时水杯、十字扳手等等都可以当作模型。学生可以参与到整个教学过程中，就能够克服学习的枯燥性，增强的学生的学习主动性。由其是现在课堂上的低头族越来越多，情景教学法就“逼着”这些上课爱看手机、睡觉、注意力不集中的学生，让他们参与情景，学会并理解该力学原理，并应用在生活实践中。下面就以合力矩定理和力矩平衡方程为例，来感受一下情景教学方式的魅力。

创设情景：找出三位力量相当的同学参与推门实验，将三位同学分成两组，一组一个人站在教室里推门，不让门打开;另外一组两个同学站在门外，推开门进来。要求：门里的一个同学推门的外边缘，门外两个同学推门的中间。开始比赛，看谁胜出，结果出乎大家的意料，门里的一个同学胜出。结束后所有同学参与讨论。提出问题：

（1）为什么门前的一个同学胜出，难道一个人比两个人力气大？

（2）力量足够大时有没有可能门后的两个同学胜出，需要满足什么条件？

（3）门有没有可能处于静止状态，需要满足什么条件？

通过学生讨论回答，最后得出结论：使门转动的不是力，而是力矩，并给出力矩的定义。讨论有可能出现的三种结果，做出总结，得出力矩的合成定理与平衡条件，并给出相关定义与公式[5]。定义：使刚体绕O点转动的强弱程度的物理量称为力对O点的矩。用MO（F）表示，其定义式为MO（F）=±Fd。其中：点O称为矩心，d称为力臂。力矩的正负号表示力矩的转向，规定力使物体绕矩心逆时针转动取正，反之取负。从而得到合力矩定理和力矩平衡原理。该力学原理在工程实践中的应用：扳手、汽车传动轴、梁的弯曲等。

最后，对学生提出要求：淡化公式的记忆，重要的是会用。牢牢记住：使杆件逆时针转动的相加，顺时针转动的相减，即力矩合成。转动的平衡条件合力矩为零。学生充分参与课堂，提高了学习积极性，产生较好的教学效果。3.2 任务驱动教学法

作为情景教学法的重要补充，任务驱动法也是教学中的一种重要方法。在任务驱动教学中，学生的做是主要的，教师在一旁做指导。一般教师在讲授内容时时间尽量短一些，学生的主体地位要保证，充分保证学生完成任务的时间。以此培养学生独立分析问题解决问题的能力。在学生完成任务过程中，老师要及时解决学生在完成任务时遇到的问题，实现“做中学，学中做”。下面以受力分析内容为例，来体验任务驱动教学的魅力[6]。

首先，简单的讲授绘制受力图的步骤和注意事项，然后创设情景，布置以下任务： （1）画出教室中悬挂着的电棒受力图;（2）画出静止放在桌子上的篮球的受力图;（3）画出一根外伸梁的受力图;（4）画出以上各图中支座的约束反力。最后，由老师点评每位同学完成任务的情况，并讨论画图过程中有哪些技巧和误区，总结出绘制受力图步骤及注意事项，为今后支座反力的计算打下基础。该教学方法的主要目的是让学生完成任务的过程中，掌握画图的方法，培养画受力图的能力。该方法也可以提高学生学习的积极性，是情景教学法有益的补充。

4 教学评价方法的改革与探讨

不仅课堂教学方法要改革，同时评价模式也必须进行改革。不能再像以前只凭一张卷子的分数决定学生学习的好坏。要增加过程评价和情意评价。比如在情景教学中可以把学生参与课堂教学的主动性以及完成情景教学的贡献大小来进行综合打分，而且告诉学生这个分数将计入期末总分，以此来调动学生参与课堂的积极性。任务驱动教学过程中，可以探讨在学生完成任务后，当场给出评价，记一个分数，并将每一次成绩记录。这样，就实现了过程性评价，得到了学生的认可。同时在课堂进行过程中，还要考虑学生的创新思维和情商表现，增加情意评价。这也是今后学生进入社会比分数更为重要的能力。另外，还可以考虑在学期最后增加一项答辩测试，类似将来的找工作面试，更能调动学生学习的全面性和主动性。

总之，传统教学方法已不适应时代的发展和要求，必须进行改革。本文所采用的情景教学法和任务驱动教学法是教学实践中一次大胆实践，能够充分调动学生学习的主动性，也产生了较好的教学效果。对以后职业教育其它课程教学有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1]赵春玲.高职工程力学教学改革的探索和实践[J].职业时空，2009（03）：55-56.

[2]冯旻.谈工程力学精品课程建设[J].教书育人，2010（33）：46-48.

[3]毛靈涛，袁则循.面向21世纪高职专科工程力学教学改革[J]. 北京城市学院学报，2007（03）：48-50.

[4]卢红学.高等职业教育教学方法发展与创新[J].职业技术教育，2010（13）：49-52.

[5]张晓梅，潘庆丰.工程力学[M].北京：煤炭工业出版社，2004：37-38.

[6]陈思义.高职工程力学课程有效教学方法探讨[J].职业技术教育，2011（20）：44-46.

【项目】2018年河南省职业教育教学改革研究项目（青年教师项目）“加强职业学校公共基础课程教学改革，增强专业服务效能” （项目编号：ZJC18004）

作者简介：孔令强（1981-），男，河南新乡人，硕士，讲师，主要从事工程力学的教学和研究工作。