工程力学课程内容设置与教学过程设计探讨

范波峰　杨毓玲

摘要：工程力学的学习，课程教学是一个重要的环节。针对工程力学课程教学过程中出现的问题，提出了适应普通本科院校人才培养需求的工程力学课程内容设置，并对课堂教学的过程提出了有针对性的设计。

关键词：工程力学；课程内容设置；课堂教学设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0121-02

工程力学是高校工科专业开设的重要专业基础课程，是公共基础理论课程向专业方向的延展与深化，也是专业课程学习的知识基础，包含系统的理论知识，也能直接指导工程应用，具有基础理论与工程建设实际紧密联系的课程特点，在专业培养体系中具有重要的地位[1]。学生工程力学知识的理解、掌握和灵活运用的程度对其专业知识体系的完整构建有着重要的作用。

目前，工程力学课程a教学主要存在两方面问题：一方面，课程教学内容缺乏科学的设置，课堂教学过程缺乏设计。教师多媒体电子课件大部分来自网络，由于资源有限及电子课件制作费时，大多只是课本内容的堆砌，缺乏基于专业特点的内容选择，同时，也普遍缺乏基于学生学习特点的课堂授课内容逻辑关系、讲解次重点的设计。另一方面，课堂教学形式有待创新。工程力学课程内容较多，逻辑性、连贯性强，课堂需要讲解的内容较多，而课时相对较少，需要采用更科学有效的课堂教学方式，保证课程系统性和教学效果。

一、工程力学课程教学内容设置

创新是社会发展的动力，作为普通本科院校来讲，仅仅培养操作型或应用型人才已经不能满足社会的需求，以应用型为基础设置的课程内容需要改革。创新的基础是丰富全面的知识储备，这就需要我们课程内容的设置要从专业方向型的内容选择向工程基础理论型转变。工程力学课程目前主要包括理论力学和材料力学两大方面的知识，各本科院校理论力学主要包括静力学、运动学、动力学三个部分，课程内容主要是静力学公理和物体的受力分析、汇交力系、力矩和力偶、平面任意力系、空间任意力系、摩擦、点的运动学、刚体的简单运动、点的合成运动、刚体的平面运动、质点动力学基本方程、动量定理、动量矩定理、动能定理、动静法（达朗贝尔原理）、虚位移原理、机械振动基础等方面。在实际的课程内容选择当中，许多土建工程方向类专业工程力学没有将运动学、动力学部分课程知识体系，认为与专业应用无关，事实上刚体运动学、动力学的知识是虚位移原理的基础，而虚位移原理又可以解决一些静力学的问题[2]。所以，运动学、动力学部分的知识需要纳入土建工程方向工程力学的讲授内容，一方面有利于专业知识的应用，另一方面，有助于思维的拓展，利于创新人才的培养。

工程力学的课程教学内容在制作教案时要注意以下几点：一是通过工程实例来建立案例、课堂练习，提取力学模型，讲解基本方法及应用；二是突出思维方法、分析方法的训练，教学当中应力公式的推导过程要重点分析讲解，例如杆的拉压、圆轴的扭转、梁的弯曲构件横截面应力公式的推导过程，从变形的分析到应力的分布再到应力公式的得出，要精心设计，梳理课本内容，制作思路清晰、表达明确的多媒体课件，与学生一起完成分析模型、思路、方法及最后的结论的学习；三是要学会归纳问题的共性，在分析讨论时将不同问题的分析方法进行总结，训练学生总结、归纳的能力[3]。

二、工程力学课堂教学的过程设计

工程力学这门课程的特点是概念多、知识点杂、理论公式推导复杂。在学时不多的情况下，要达到学生掌握知识、锻炼思维的目的，取得系统、良好的教学效果，需要任课教师根据专业特点，采取学生容易接受的形式，对教学过程进行精心设计。工程力学课程的教学，可以采用设问互动式教学方法。

1.工程力学课程教学设问互动式教学方法设计。基于工程力学的课程特点，设问互动式教学方法将课程知识点的教学分为四个部分：设问、分析、求解、总结。设问就是提出问题，问题的提出可以吸引学生注意，激发学生学习的兴趣，引导学生思考[4]。问题的提出不可随意，应注意以下问题：提出的问题必须与所分析内容紧密联系；提出问题的时机要自然、前后逻辑联系紧密，是前面所学知识的深化，也是后续课程马上要学习的知识，使学生学习的思路连贯；问题不可抽象，应以学生普遍熟悉的实际应用为主；问题应难易适中，让学生能积极回应。这样的设问应贯穿整个教学的始终。设问，提醒学生从已经学过的概念和原理来着手思考、回答问题之后是知识点问题的分析，分析的过程实际是老师用正确的思路和方法，引导学生进行思考的过程，这个过程老师要根据学生前面学习掌握的知识，根据知识点之间前后的逻辑关系，循循善诱，一步一步调整、引导学生思考的方向，最后明确分析的思路和方法。分析之后就是求解，求解的过程实际上是用分析确定的方法来建模、推导的过程，这个过程要思路清晰，逻辑严密，主要是要让学生掌握相关问题建模的方法，求解的思路和过程，对于过程较为简单的推导求解，也可以指出建模和分析的思路，让学生自己进行分析推导，锻炼学生自学和思维的能力。在分析、求解这两个步骤中，精心设计的一个个问题要贯穿其中，引导学生积极思考，也可以适当地设计小组讨论，进一步吸引学生的注意力，激发学生学习的主动性。第四步是总结，教师对相应的知识点分析的思路、求解过程建模的方法、过程中的重点及最后得出的结论进行总结，进一步理清思路，强调重点。

2.工程力学课程教学设问互动式教学方法的实施策略。工程力学课程教学设问互动式教学方法实施的目的是教授分析方法，开发学生思维，引导学生自主思考和学习。教师要掌控整个教学过程，除了要对课堂讲授知识非常熟悉之外，还需要有良好的沟通、表达和组织能力，良好的专业素养和丰富的工程应用经验。对于教学过程的设计，应注意以下几个方面的问题：第一，授课过程中要让学生明白知识点前后逻辑关系。工程力学这门课程虽然概念多、知识点杂，但是知识点之间是有逻辑关系的。独立讲解知识点，学生会觉得陌生、枯燥，影响课堂学习效果。教师在讲解新的知识点之前，应将知识点的来历以及后续课程中的应用作一个概括的说明，学生了解了知识点的来源和应用之后，学习会更投入，效果会更好。第二，工程应用问题引导教学。在教新的知识点之前，不直接切入知识点，而是先就工程应用当中的实际问题设问，让学生思考问题在哪里或如何解决，再结合课本知识，引出新的概念或知识点，这样有的放矢，学生的思维、情绪会随着问题调动起来。第三，公式的推导逻辑要严密。工程力学教学过程中，杆的拉压、圆轴的扭转、梁的弯曲以及一点的应力状态分析这部分内容应力的分布及应力公式的推导是必须要的课堂上重点讲解的，这对学生深入、清晰了解构件的应力分布情况，了解分析问题的方法以及锻炼思维是非常有帮助的。这部分课程的讲解要梳理课本内容，制作思路清晰、表达明确的多媒体课件，向学生展示分析的模型、思路、方法及最后的结论。讲解过程中结合设问、强调、板书等形式，达到掌握知识、训练思维的效果。

三、结束语

工程力学课程的教学，课堂教学始终是重点，对于课堂教学内容的选择及教学过程的设计是我们要重点考虑的问题，当然，课堂教学不是全部，要让学生达到掌握知识，熟练运用，同时掌握学习方法，锻炼创新思维的目的，工程力学课程的实践教学，课程考核的形式也需要我们进一步探讨。

参考文献：

[1]刘新柱，王冬，等.基于创新能力培养的工程力学教学改革与实践[J].黑龙江教育，2014，（1）.

[2]杨磊，李艳聪，等.《工程力学》教学改革探讨[J].机械，2009，（8）.

[3]鲁中健，杨汉嵩，等.《工程力学》课程课堂教学改革的探索与实践[J].价值工程，2011，（3）.

[4]徐文毅.问题链式教学模式在工程力学课程教学中的应用[J].武警学院学报，2014，（1）.endprint