時間：2022-09-05 18:55:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程力學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.1以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式使學(xué)生接受和消化知識產(chǎn)生困難在應(yīng)用型本科院校，大部分學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)能力和自我的控制能力差。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，工程力學(xué)課程教學(xué)更看重課程的系統(tǒng)性和完整性，對于數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)的要求較高，使得整個教學(xué)過程較為復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)工程力學(xué)課程時，產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)習(xí)興趣不濃，對知識的接受和消化存在困難。
1.2學(xué)習(xí)過程枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣由于工程力學(xué)課程所包含的理論力學(xué)部分和材料力學(xué)部分所涉及到的內(nèi)容本身就具有抽象性和復(fù)雜性，也包含一些難以理解的內(nèi)容。而且工程力學(xué)課程一般開設(shè)在第2、第3學(xué)期，這個階段學(xué)生很少接觸具體的工程問題,缺乏必要的感性認(rèn)識,因此在學(xué)習(xí)中往往無法將理論與實際聯(lián)系起來,出現(xiàn)似乎能聽懂，但不知道怎么去用、用到何處的問題，這與學(xué)生所感興趣的實際工程向去甚遠(yuǎn)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強，增加了學(xué)習(xí)難度。此外工程力學(xué)課程的概念多，理論性、邏輯性強。理論力學(xué)分析問題、解決問題的方法靈活多樣；材料力學(xué)內(nèi)容龐雜,實踐性強。如果教師不采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行教學(xué),則很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.3高校教師一職多能，教學(xué)過程無法形成有效的PDCA循環(huán)PDCA是英語單詞Plan(計劃)、Do(執(zhí)行)、Check(檢查)和Action(處理)的第一個字母，PDCA循環(huán)就是按照這樣的順序進(jìn)行質(zhì)量管理，并且循環(huán)不止地進(jìn)行下去的科學(xué)程序。教學(xué)質(zhì)量的提高和教學(xué)目標(biāo)的完成，貫穿于整個教學(xué)過程。教學(xué)過程包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)測量、教學(xué)評價等等。在教學(xué)過程中使用PDCA循環(huán)：P-確定教學(xué)目標(biāo)；D-在教學(xué)過程中所采用的教學(xué)手段和方法；C-教學(xué)效果評價；A-對教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行改正，確保教學(xué)目標(biāo)的完成。教師是整個教學(xué)過程的組織者，每個部分的完成都離不開教師，但在整個教學(xué)過程中由于高校教師一職多能的特點，導(dǎo)致無法有效對教學(xué)過程進(jìn)行組織，在PDCA循環(huán)中缺失環(huán)節(jié)，導(dǎo)致無法對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行有效控制，達(dá)不到預(yù)期效果。
2工程力學(xué)課程改革的研究
工程力學(xué)課程的定位，決定了課程的重要性，作為土木工程專業(yè)學(xué)生來說需要熟練掌握。所以針對所提出的問題，提出一些改革建議，以供參考。
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革工程力學(xué)課程是一門應(yīng)用性較強的課程，是土木工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，是連接高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理與結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、土力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計等課程的橋梁，是土木工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)由基礎(chǔ)教育向工程實踐教育的重要轉(zhuǎn)折點，其在實踐教學(xué)中的作用越來越明顯，但是教學(xué)內(nèi)容過分強調(diào)力學(xué)作為一門獨立學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，而忽視力學(xué)作為應(yīng)用學(xué)科的實用價值。工程力學(xué)的任務(wù)是學(xué)會如何對力學(xué)問題建模、如何將模糊的問題和想法用數(shù)學(xué)來描述，并培養(yǎng)提出、分析、設(shè)計以及解決科學(xué)和工程問題的能力。為了能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，拓寬學(xué)生運用力學(xué)的方法解決實際的工程問題，應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容上加以優(yōu)化。一是重視基本概念、原理和方法的更新，增加新的教學(xué)內(nèi)容，如工程力學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)、新進(jìn)展、新概念、新實驗以及國內(nèi)外土木工程等領(lǐng)域的實際問題。二是為了使學(xué)生對力學(xué)課程產(chǎn)生興趣，在緒論課程中應(yīng)引入經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展史。目前，在教材編寫中，由于“少而精”的要求，緒論中更多的是介紹課程的研究內(nèi)容、研究任務(wù)、研究方法以及研究目的，而弱化了力學(xué)發(fā)展史的介紹。從古代墨子“力，形之所以奮也”到牛頓力學(xué)《自然哲學(xué)原理》的編寫，再到哈密頓《一個動力學(xué)普遍方程》的發(fā)表，經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷的漫長的時間，期間出現(xiàn)了很多促使力學(xué)發(fā)展的科學(xué)家，如牛頓、麥克斯韋、達(dá)朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹，可以達(dá)到喚醒、激勵、鼓舞學(xué)生的目的。三是強調(diào)概念性和實踐性內(nèi)容的重要性，適當(dāng)減少計算性內(nèi)容。工程力學(xué)具有基礎(chǔ)性和應(yīng)用性的特點，在教學(xué)內(nèi)容安排中，一方面弱化理論推導(dǎo)過程，另一方面應(yīng)適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學(xué)素材；例題中，應(yīng)突出對實際問題的力學(xué)模型建立過程的描述，在課后習(xí)題中引入基于力學(xué)分析的工程實踐的綜合運用實例，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生用力學(xué)方法分析問題和解決問題的能力。
2.2教學(xué)方法的改革工程力學(xué)教學(xué)方法的改革，關(guān)鍵在于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一方面可以通過制作精美的教學(xué)課件增加課堂的趣味性和直觀性。現(xiàn)有的課件和通常意義上所說的板書并沒有多大區(qū)別，只是將原來用在黑板上推導(dǎo)完成的公式，放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學(xué)過程中，達(dá)不到吸引學(xué)生的目的，自然無法引起學(xué)生的興趣?？紤]到在工程力學(xué)課程教學(xué)中會用到大量的力學(xué)簡圖和實驗結(jié)論，如果可以將這些力學(xué)簡圖和試驗項目（如在理論力學(xué)課程運動學(xué)篇中出現(xiàn)的連桿機構(gòu)，材料力學(xué)課程中桿件的各種變形等等）用類似flas的直觀方式表現(xiàn)出來，就可以豐富課件的內(nèi)容，增加學(xué)生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學(xué)課程中的基本原理都是建立在實驗基礎(chǔ)上，但目前力學(xué)的教學(xué)中，由于條件所限，工程力學(xué)課程中的實驗部分主要集中在材料力學(xué)的一些驗證試驗中，如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應(yīng)力試驗、扭轉(zhuǎn)試驗等等。這些試驗的開設(shè)，能在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，但要達(dá)到力學(xué)教學(xué)的目的，還有一定的距離。為了改變這一現(xiàn)狀，可以借鑒一些國外大學(xué)經(jīng)典力學(xué)的教學(xué)方法，在這些課程的教學(xué)中，教師在每堂課的教學(xué)中會會通過隨堂實驗的方式，驗證本堂課所涉及到的相關(guān)內(nèi)容和原理，盡管這些實驗的結(jié)果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現(xiàn)場教學(xué)。土木工程專業(yè)是應(yīng)用性較強的一門學(xué)科，作為土木工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，應(yīng)該在在學(xué)期中，安排2-4個學(xué)時將教學(xué)從教室搬到現(xiàn)場，通過利用現(xiàn)場的工程實物，教會學(xué)生如何對實際工程問題模型化，并用所學(xué)的力學(xué)知識進(jìn)行分析解答。
2.3教學(xué)模式的改革傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心的“填鴨式”教學(xué)，教師起主導(dǎo)作用。由于高校教師一職多能的特點，使得教學(xué)過程質(zhì)量控制稍顯不足。鑒于這種情況，應(yīng)對傳統(tǒng)教學(xué)模式加以改革，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。在這一過程中，應(yīng)以班級為基礎(chǔ)建立4-6人為一組的學(xué)習(xí)小組進(jìn)行研討式教學(xué)。研討課教學(xué)是讓學(xué)生參與教學(xué)，教學(xué)相長，師生互動，通過專題研討使學(xué)生主動建構(gòu)和拓展知識，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。教師可以針對課程重難點問題，設(shè)置相關(guān)專題討論課。教師通過引導(dǎo)，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生間通過互動交流，對所學(xué)的知識進(jìn)行拓展。也可以設(shè)置一些與學(xué)科前沿相關(guān)的內(nèi)容及熱點，學(xué)生通過課后查閱文獻(xiàn)，以小組為單位，通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示，并由教師與其他同學(xué)進(jìn)行提問、討論，最后教師進(jìn)行總結(jié)和點評。此外，在作業(yè)形式中也應(yīng)該改變傳統(tǒng)以課后習(xí)題為主的作業(yè)模式，為了能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，可以布置一些研究型的題目，通過查閱文獻(xiàn)，以論文的形式的完成。比如通過材料力學(xué)課程中梁的合理設(shè)計問題，可以提出鋼筋混凝土梁的合理設(shè)計問題、鋼梁的合理設(shè)計問題等等，然后將這些題目布置下去，讓學(xué)生查閱資料，并完成相關(guān)論文。總之，要以這種教學(xué)形式改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，實現(xiàn)課堂教學(xué)從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變。
3結(jié)論和總結(jié)
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；素質(zhì)教育；工程能力
中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10052909（2012）06006103工程力學(xué)是機械、土建等工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，提高綜合素質(zhì)。
一、工程力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題
其一，雖然強調(diào)工程力學(xué)課程為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎(chǔ)，但不重視課程本身與實踐的聯(lián)系。由于教材忽視理論與工程實際之間聯(lián)系，如果教師僅按照教材講授，會顯得機械和枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)時就容易把它看作是一門抽象難懂的理論課程。理論與工程實際脫節(jié)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
其二，課程教學(xué)以傳授知識為教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生片面地認(rèn)為只要會做題就行，忽視課程本身對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
其三，“填鴨式”教學(xué)方法忽視了學(xué)生的主觀能動性，在引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)、主動探索和思維訓(xùn)練方面有較大的缺陷，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
其四，工程力學(xué)教材在內(nèi)容體系上將理論力學(xué)與材料力學(xué)兩部分內(nèi)容截然分開。材料力學(xué)按照桿件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲4種基本變形分別獨立地介紹。這樣的編排作為教材內(nèi)容體系無可厚非，但教學(xué)時如果照本宣科，一味孤立地研究某一問題，零散知識點的學(xué)習(xí)將使學(xué)生難以從整體上把握工程力學(xué)的全貌，不能形成知識體系，更何況利用工程力學(xué)的知識去解決工程實際問題。
工程力學(xué)對學(xué)生的情感態(tài)度、價值觀念、工作作風(fēng)以及綜合素質(zhì)都有著極為重要的影響。在教學(xué)過程中，教師要不失時機地引導(dǎo)學(xué)生體會工程力學(xué)給自己帶來的自尊和自信，感悟工程力學(xué)給自己帶來的智慧和啟迪，享受工程力學(xué)帶來的使自己終生受益的良好習(xí)慣，通過工程力學(xué)學(xué)習(xí)提高綜合素質(zhì)。因此，在工程力學(xué)課程教學(xué)全過程實施素質(zhì)教育策略，必須改變過去只重視傳授知識和技能卻忽視素質(zhì)培養(yǎng)的做法，探索工程力學(xué)課程素質(zhì)教育的具體實施方案，有意識地加強對學(xué)生人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)和工程能力培養(yǎng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作奠定良好的基礎(chǔ)。學(xué)生素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)是一項龐大而艱巨的系統(tǒng)工程，工程力學(xué)對提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)是相當(dāng)重要的［1］。
近年來，項目組從對學(xué)生工程能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的角度出發(fā)，結(jié)合實際的教學(xué)工作，對工程力學(xué)課程素質(zhì)教育的具體實施進(jìn)行了有益的嘗試。
二、通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境加強理論教學(xué)與實踐應(yīng)用的相互滲透
工科專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，首先要增強學(xué)生的實踐意識和工程意識。在人才培養(yǎng)過程中應(yīng)特別注意學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，在加強基礎(chǔ)理論教學(xué)，拓寬學(xué)生知識面，為學(xué)生打下寬厚的工程力學(xué)理論基礎(chǔ)的同時，加強基礎(chǔ)理論的應(yīng)用，把知識的應(yīng)用滲透到教學(xué)的全過程。
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
嚴(yán)慕容，等工程力學(xué)課程素質(zhì)教育探索與實踐
由于目前國內(nèi)大部分的工程力學(xué)教材關(guān)于工程實例的內(nèi)容不多，幾乎所有的例題和習(xí)題均是針對已經(jīng)簡化好的常見幾種標(biāo)準(zhǔn)的約束類型和桿、梁、軸、柱等模型，學(xué)生感覺課堂理論與工程實踐脫節(jié)。因此，在講授理論知識的同時應(yīng)盡可能創(chuàng)設(shè)與工程實際相近的教學(xué)情境，將抽象的理論與具體的工程實例結(jié)合講授，使學(xué)生感受到工程力學(xué)知識在工程實際中的重要作用，體會到所學(xué)課程的價值，并有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高課堂教學(xué)效果。如在學(xué)習(xí)了工程上常見的標(biāo)準(zhǔn)約束類型及約束反力之后，介紹工程實際中真實約束的構(gòu)造和作用，并要求學(xué)生在課后觀察分析生活和工程實際中各種具體約束，并把它與常見的標(biāo)準(zhǔn)約束類型歸類，使學(xué)生理解約束這一抽象概念。又如在講授彎曲強度理論中關(guān)于合理截面、合理支承、等強度梁等概念前，要求課前觀察實際工程中承受彎曲構(gòu)件的截面形狀、放置方式，并思考：“在截面積相等的前提下，圓管較實心桿在抗彎強度上有何優(yōu)點？吊運長桿狀構(gòu)件時，其合理的吊點是否應(yīng)設(shè)置在兩端？扁擔(dān)合理的截面形狀變化是什么？”問題的設(shè)置有助于引發(fā)學(xué)生觀察、思考，帶著問題預(yù)習(xí)，對授課難點可以在在課堂上安排適當(dāng)?shù)奶釂柡陀懻摥h(huán)節(jié)。又如講解軸的合理截面形狀的問題時，結(jié)合麥桿、動物的骨骼等空心圓截面，說明它們的合理性是自然界長期進(jìn)化的結(jié)果，通過這些直觀的事例加深學(xué)生對合理截面形狀的認(rèn)識?？傊?，把工程力學(xué)的應(yīng)用性環(huán)節(jié)貫穿每一個章節(jié)，起到了良好的教學(xué)效果。
三、通過探究式教學(xué)模式強化學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)
課堂教學(xué)中應(yīng)改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，采取教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的探究式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和自覺性，掌握自學(xué)方法，形成對知識信息的分析、綜合和運用能力，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的提高。通過不斷引導(dǎo)學(xué)生尋找各部分知識點的邏輯關(guān)聯(lián)，將課程所有知識點整合成完整的邏輯鏈圖，形成層次化、網(wǎng)絡(luò)化的工程力學(xué)知識體系。如在靜力學(xué)部分，按照一般的認(rèn)知規(guī)律，按特殊力系到一般力系的順序講授后，引導(dǎo)學(xué)生整理出從空間一般力系倒推出各種特殊力系合成與平衡的邏輯框圖，這樣學(xué)生就理清一般力系與特殊力系的邏輯關(guān)系，形成局部的知識網(wǎng)絡(luò)。又如講完軸向拉、壓變形后，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)出材料力學(xué)研究方法的步驟框圖，并指出扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形桿的強度、剛度等問題的分析思路是一致的，這樣，看似零散毫無關(guān)聯(lián)的知識點，由于研究方法的統(tǒng)一穿引形成了一條完整的主線。工程力學(xué)包含了理論力學(xué)與材料力學(xué)兩部分，內(nèi)容體系相對獨立且各有側(cè)重但又相互關(guān)聯(lián)。如果在教學(xué)中不注意引導(dǎo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中就會產(chǎn)生概念模糊、理論零散的感覺，不利于科學(xué)思維的培養(yǎng)。因此，教學(xué)時要注意這兩部分內(nèi)容之間的聯(lián)系與滲透，引導(dǎo)學(xué)生將這兩部分內(nèi)容連成有機的整體。在教學(xué)過程中，從各自研究對象、分析方法、基本概念上引導(dǎo)學(xué)生不斷地對比、關(guān)聯(lián)。如在講到位移時，提出位移分為剛性位移和變形位移兩類：若物體中任意兩點的相對位置沒有變化，則這時物體的位移稱為剛性位移，理論力學(xué)中，當(dāng)剛體作平動或轉(zhuǎn)動時的位移就是剛性位移；若物體中任意兩點的相對位置發(fā)生了變化，則這時物體的位移稱為變形位移，材料力學(xué)中所研究的物移，是與線應(yīng)變或角應(yīng)變有關(guān)的變形位移。又如在講解構(gòu)件內(nèi)力計算時，引導(dǎo)學(xué)生回顧理論力學(xué)中關(guān)于各種力系的平衡條件，使學(xué)生明白截面法其實就是力系平衡理論的應(yīng)用。此外，關(guān)于物體的彈性力勢能與構(gòu)件應(yīng)變能，剛體的轉(zhuǎn)動慣量與截面慣性矩、桁架內(nèi)力與拉壓桿的軸力等，通過這些相關(guān)概念、方法的對比分析，使學(xué)生加強課程章節(jié)之間和各方法之間的聯(lián)系，達(dá)到知識和方法的融合，起到溫故知新、融會貫通、事半功倍的效果。
在習(xí)題課中，著重引導(dǎo)學(xué)生以一題多解的思路進(jìn)行分析，強調(diào)平時作業(yè)中解題步驟表述的嚴(yán)密性和合理性，使學(xué)生對知識理解透徹、表達(dá)嚴(yán)謹(jǐn)。通過強化學(xué)生的邏輯思維訓(xùn)練，改變學(xué)生的工程力學(xué)知識點零散、系統(tǒng)性不強和理解不透徹的弊端，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。
四、通過工程事故案例分析培養(yǎng)學(xué)生人文素質(zhì)
事故分析是一門綜合性學(xué)科，涉及到力學(xué)、材料、設(shè)計、施工、質(zhì)量管理等多方面知識。教師在不斷優(yōu)化自己知識體系的同時，平時要多留心收集有關(guān)資料作為教學(xué)素材，在介紹有關(guān)知識點時穿插介紹相關(guān)的事故案例［2］。在教學(xué)中精選一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的案例進(jìn)行研究探討，如在講解連接件的強度問題時，介紹近期在中國多個城市發(fā)生的幾起電梯事故，其原因都是由于扶梯主機固定螺栓松脫或被切斷使主機支座移位，造成驅(qū)動鏈條脫離鏈輪，扶梯在重力的作用下下滑，導(dǎo)致多人傷亡。這樣鮮活的案例使學(xué)生樹立工程安全意識與社會責(zé)任感。由于各種原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)喪失承載能力、出現(xiàn)重大工程事故的例子不勝枚舉，有些可通過視頻等方式給學(xué)生直觀感受，如：播放1940年11月7日美國華盛頓州的塔科馬大橋在風(fēng)載下倒塌的視頻，這起由于對大橋的空氣動力學(xué)問題和結(jié)構(gòu)分析不嚴(yán)密所致的事故；美國紐約911恐怖襲擊事件中高達(dá)110層的世貿(mào)中心雙子塔倒塌的力學(xué)原因，可以結(jié)合壓彎組合、沖擊、材料的力學(xué)性能等方面進(jìn)行分析；因核反應(yīng)堆外殼所承受的蒸汽壓力和溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計值而發(fā)生強度失效，導(dǎo)致了1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站大爆炸的案例。此外還有常見于報端的有關(guān)建筑工地棚架失穩(wěn)、塔吊鋼絲斷裂等導(dǎo)致的工程事故等。殘酷的工程事故造成了重大人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)的損失，令學(xué)生心靈震撼。工程力學(xué)教學(xué)中分析一些重大工程事故案例的力學(xué)問題，使教材上看似枯燥的力學(xué)知識如強度、剛度、穩(wěn)定性、材料的力學(xué)性能等，在事故分析中更顯得鮮活而重要，教學(xué)中通過重大工程事故分析非常有說服力，使學(xué)生從內(nèi)心深處產(chǎn)生學(xué)好材料力學(xué)的強大動力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，在培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)的同時培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)， 即責(zé)任意識、安全意識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、可持續(xù)發(fā)展的能力，以使教學(xué)達(dá)到“傳道、授業(yè)、解惑”的最高境界，真正實現(xiàn)教書育人［3］。
五、通過課程設(shè)計強化學(xué)生綜合分析問題能力
在工程力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，可針對不同專業(yè)的要求，從強度、剛度、穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，在工程實際中選取一些較為復(fù)雜的構(gòu)件，要求學(xué)生從全面、整體的角度予以解答，并撰寫課程設(shè)計論文。這樣既可以深化課堂內(nèi)容，使知識系統(tǒng)化，又可培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用工程力學(xué)原理解決實際工程問題的能力，做到學(xué)中做、做中用，學(xué)用結(jié)合，既能系統(tǒng)應(yīng)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課知識（如高等數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、算法語言、計算機和工程力學(xué)等），又為后繼課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，使各教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容有機聯(lián)系。學(xué)生在撰寫論文的過程中，可以鍛煉綜合分析和解決問題的能力及獨立獲取知識的能力，強化學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
［1］胡海巖.對力學(xué)教育的若干思考［J］.力學(xué)與實踐，2009，31（1）：70-72.
論文摘要： 多媒體教學(xué)提供了提供了一種新的、有效的教學(xué)手段。本文分析了《工程力學(xué)》課程使用多媒體教學(xué)的必要性， 并針對教學(xué)中出現(xiàn)的問題以及如何提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果闡述了一些觀點。
引言
《工程力學(xué)》是工科類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容。該課程能否學(xué)好，對后續(xù)課程，如《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《流體力學(xué)》有著比較重要的影響。不同于理論力學(xué)或是材料力學(xué)的單獨學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，普遍感到難學(xué)，究其原因，主要有以下幾點：第一，《工程力學(xué)》內(nèi)容相對較多，課時相對較短，學(xué)生在學(xué)習(xí)初始就感到很困難；第二，《工程力學(xué)》是一門與工程實際聯(lián)系非常緊密的專業(yè)基礎(chǔ)課，許多內(nèi)容有著強烈的工程背景，例如點的合成運動，是解決機構(gòu)運動中各構(gòu)件的運動關(guān)系，涉及很多后繼課程才研究的機構(gòu)，學(xué)生缺少對這些機構(gòu)的了解和認(rèn)識，特別在有多個剛體組成的系統(tǒng)運動時，各構(gòu)件的運動及相互聯(lián)系難以想像；第三，這門課程的特點是概念公式繁多，并有著獨特的思考分析方法，尤其是在材料力學(xué)部分的四種基本變形中，涉及很多新的概念，需要有較強的空間想象及分析能力才能很好地理解。筆者結(jié)合在該課程課堂教學(xué)中引入多媒體教學(xué)手段的實踐和體會，提出了在工程力學(xué)課程教學(xué)中采用多媒體電子教案，以提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
1.多媒體輔助教學(xué)的必要性
按照課程教學(xué)基本要求，學(xué)生要熟練掌握基本概念和基礎(chǔ)知識，具備較熟練的計算能力和初步的實驗分析能力。《工程力學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容多而時間短。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即“粉筆＋黑板＋教師講述”的方式，其優(yōu)勢在于可以使學(xué)生跟隨教師的思路，明白邏輯推理的每一個步驟，比較適合人的思維過程。但由于板書、畫圖、語言說明需要占用大量的課堂時間，教學(xué)內(nèi)容有限，教學(xué)效率較低，隨著課內(nèi)教學(xué)的計劃學(xué)時數(shù)量的減少，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不適應(yīng)課程的教學(xué)情況。學(xué)生在《工程力學(xué)》的學(xué)習(xí)過程中普遍感到較難，理論力學(xué)部分抽象，材料力學(xué)部分公式繁多，整體課程單調(diào)、枯燥，提不起興趣。這就要求課堂教學(xué)的形式要在活躍性和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣上下功夫，避免學(xué)生對《工程力學(xué)》課的認(rèn)識誤區(qū)。因此，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，引入新的教學(xué)方法是非常必要的。
多媒體輔助教學(xué)設(shè)計是近年來出現(xiàn)的先進(jìn)教學(xué)模式。它集影像、圖形、文字、動畫、聲效于一體，給學(xué)生營造了一種全新的、動態(tài)的學(xué)習(xí)情境，使一些抽象的概念、理論變得直觀，使一些無法言傳的知識具體化、形象化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。同時可節(jié)約大量板書的時間，讓大量的工程實例輕松走進(jìn)課堂，增加課堂的信息量，從而加快教學(xué)節(jié)奏，增強教學(xué)效果。
2.多媒體輔助教學(xué)的實踐
在現(xiàn)今的工程力學(xué)教學(xué)實踐中，學(xué)生普遍認(rèn)為能較好地把重點、難點及教師難以表達(dá)的知識點通過圖片、動畫等形式生動地表現(xiàn)出來，有助于他們對工程力學(xué)基本概念和基本理論的理解，從而達(dá)到應(yīng)用多媒體進(jìn)行教學(xué)的目的。
通過多媒體課件的制作對有關(guān)教學(xué)重難點分類顯示，引導(dǎo)學(xué)生深入淺出、系統(tǒng)地掌握有關(guān)知識，如：約束的種類，力系的分類，點的運動形式，剛體的運動形式，動力學(xué)的求解方法，以及材料的基本變形等。同時也可以利用多媒體的特殊優(yōu)勢將一些平時難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容清楚地展現(xiàn)在學(xué)生面前，如：靜力學(xué)部分約束的解除與受力分析，運動學(xué)部分中各種構(gòu)件的運動形式，材料力學(xué)中的桿件的基本變形形式以及其中的內(nèi)力應(yīng)力分析等等。通過多媒體中的動畫模擬，學(xué)生能更真實地獲得直觀經(jīng)驗，解除學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)中的憑空想象之苦，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。再有，工程力學(xué)課程中的一些常規(guī)實驗也可利用多媒體技術(shù)在課堂上展示，如：灰口鑄鐵和低碳鋼的拉伸實驗，可以清晰地演示出試件在整個過程中的破壞形式及最后的斷口形狀，繪出相應(yīng)的σ-ε曲線，標(biāo)明相應(yīng)的四個變形階段，清晰明了；又如鑄鐵發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形破壞時的最終斷口的螺紋形式，等等。通過多媒體演示實驗也填補了力學(xué)實驗學(xué)時少的缺點。
3.多媒體輔助教學(xué)的體會和建議
多媒體輔助教學(xué)使用了大量的可視性、可比性、可聽性教學(xué)素材，使學(xué)生可以很形象地觀察理解物體運動的規(guī)律。例如在《工程力學(xué)》講解固定鉸鏈約束中，就可以利用多媒體教學(xué)的特點，用動畫的形式將銷釘、構(gòu)件及底座分離開，然后再組合成固定鉸鏈，并演示其運動規(guī)律及約束條件。似如這種圖文并茂、聲形輝映、生動逼真、色彩鮮明、表現(xiàn)力強的表現(xiàn)形式，能最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，大大提高教學(xué)效率，是傳統(tǒng)教學(xué)模式不能達(dá)到的。
對于習(xí)慣于滿灌式的傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生來說，邏輯抽象思維能力、分析問題的能力和解決問題的能力都比較欠缺，而工程力學(xué)課程教學(xué)著重點是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和分析問題的能力，實現(xiàn)從實物到受力簡圖、從平面力系到空間力系的延伸，從理想模型的受力分析到變形實物的平衡和運動變形規(guī)律的總結(jié)，提高學(xué)生解決實際問題的能力，例如，《工程力學(xué)》課一個很大的教學(xué)難點是培養(yǎng)學(xué)生的受力分析能力，而物體的受力分析又受制于空間想象力，因此，在教學(xué)中應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力為突破口。多媒體輔助教學(xué)能突出其空間形象的表達(dá)，能夠充分展示各種約束的受力特點，清晰表達(dá)物體的空間受力，讓學(xué)生能夠輕松自如地畫出受力圖，為更好地學(xué)習(xí)后續(xù)知識打好基礎(chǔ)。
多媒體輔助教學(xué)的人機界面不等于傳統(tǒng)的師生面對面的交流界面，多媒體技術(shù)不等于信息量，信息不等于理解，如何把多媒體技術(shù)用好，強化多媒體時代的教師作用，將是現(xiàn)代教師面臨的較大的難題。在多媒體課堂教學(xué)中，教學(xué)人員要知道多媒體輔助教學(xué)只是一種手段，它既不能代替教師的教，也不能代替學(xué)生的學(xué)，教、學(xué)雙方的主觀能動性的發(fā)揮仍是至關(guān)重要的。應(yīng)該在吃透教材的基礎(chǔ)上，利用合理的結(jié)構(gòu)使其形象、生動地突出重點、難點，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。
多媒體輔助教學(xué)會給學(xué)生帶來對教學(xué)方式不習(xí)慣、視覺易疲勞等問題。在常規(guī)教學(xué)中，黑板上的文字保留時間相對較長，這為學(xué)生自我調(diào)節(jié)精力集中提供了方便；而多媒體教學(xué)則不然，照片、文字一旦放過便不復(fù)存在，這就給聽課者以壓迫感，打亂了學(xué)生們頭腦的思維慣性。因此，許多學(xué)生對多媒體授課存在一些反感情緒。同時由于多媒體教室都配有厚厚的窗簾，課件中的色彩刺激強烈，學(xué)生在教室中容易視覺疲勞。所以在課件的制作上應(yīng)多采用暗色底紋以盡量減少學(xué)生視覺疲勞，并適當(dāng)?shù)赜谜Z言語調(diào)、手勢等形體語言與學(xué)生進(jìn)行直接交流和溝通。特別是配合黑板這個不可代替的媒體，它營造的教育模式以及由此產(chǎn)生的氛圍，是多媒體做不到的。例如在點的復(fù)合運動教學(xué)中，通過黑板教學(xué)讓學(xué)生了解絕對速度、相對速度、牽連速度的概念，推導(dǎo)出速度合成定理，再通過多媒體課件演示這些速度的合成分解與物體運動之間的關(guān)系，這樣將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體輔助教學(xué)適度地聯(lián)合起來，能創(chuàng)設(shè)最佳的教學(xué)情境，從而實現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。
多媒體輔助教學(xué)須防止課堂教學(xué)本末倒置。并非所有內(nèi)容都適合多媒體教學(xué)，對于內(nèi)容多，主要以文字?jǐn)⑹鰹橹鞯牟糠?，不適用采用多媒體教學(xué)，因為這樣教學(xué)會使教學(xué)更加枯燥無味，使得學(xué)生對知識點的理解不深刻。也不要一味追求表面上的新穎、動感，過多地運用強烈色彩、圖片和動畫，看起來熱熱鬧鬧，使學(xué)生被這種綜合刺激所吸引，事實上卻對學(xué)生造成誤導(dǎo)，使他們的注意力過多地集中在多媒體技術(shù)的各種展示技巧上，而忽視教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)，造成本末倒置，會不知不覺地使學(xué)生把精神愉悅當(dāng)作學(xué)習(xí)的最終目的，影響了教學(xué)效果。
4.結(jié)語
綜上所述，現(xiàn)代媒體有它不可抗拒的魅力。面對21世紀(jì)高質(zhì)量工程人才的培養(yǎng)，《工程力學(xué)》現(xiàn)代化教學(xué)需要合理利用多媒體課件，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的洞察力?？梢灶A(yù)見，在課堂上采用多媒體輔助教學(xué)前景光明，它的成功運用促使我們在今后的教學(xué)改革實踐中不斷求索，勇于創(chuàng)新，促進(jìn)教學(xué)思想、教學(xué)理論及教學(xué)手段的改革與發(fā)展，為培養(yǎng)國家發(fā)展急需的高素質(zhì)人才做出更多的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
［1］哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組.理論力學(xué)（第6版）［M］.北京：高等教育出版社，2002.
［2］劉鴻文.材料力學(xué)（第4版）［M］.北京：高等教育出版社，2004.
［3］范欽珊.工程力學(xué)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2002.
［4］王左輝，徐海燕，高玉華等.《理論力學(xué)》多媒體教學(xué)的探索和實踐［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，16，（1）：34-37.
論文關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；課堂教學(xué)；多媒體教學(xué)；教學(xué)方法
課堂教學(xué)是教師與學(xué)生之間以知識為媒介的交流過程，是按照教學(xué)大綱，通過恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法向?qū)W生演示教材，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的環(huán)節(jié)，是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。由于近幾年高校擴招，生源素質(zhì)下降，部分學(xué)生文化基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)興趣較低，再加上《工程力學(xué)》這門課理論性強，內(nèi)容抽象、公式繁多，因此很多學(xué)生深感這門課程難學(xué)，甚至稱之為“天書”。那么如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高工程力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，搞好工程力學(xué)課堂教學(xué)，是每一位一線力學(xué)教師所關(guān)注的問題。筆者多年從事《工程力學(xué)》的教學(xué)，現(xiàn)就如何克服上述難題談幾點認(rèn)識。
1上好第一堂課
工程力學(xué)課程一般安排在第三學(xué)期，此時的學(xué)生對專業(yè)課了解甚少，又缺乏工程實踐知識，不知道這門課程與他們的專業(yè)有什么聯(lián)系?也不知學(xué)習(xí)這門課程有什么用處?只聽說難學(xué)，掛科率高。要解決這些問題，必須上好第一堂課。因為第一堂課學(xué)生出勤率最高，每位學(xué)生都帶著好奇心來了解該課程和授課教師。第一堂課講解的好壞將決定教師是否能夠有效地展示自己的教學(xué)水平和教學(xué)方式以及是否能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
首先，教師要精心組織授課內(nèi)容，講好緒論。通過緒論，使學(xué)生了解工程力學(xué)課程研究的對象、內(nèi)容和解決問題的方法。制作課件時可采用結(jié)構(gòu)示意圖的形式，讓學(xué)生對所學(xué)知識有一個總的了解。教師要對學(xué)生所學(xué)專業(yè)有所了解，向?qū)W生重點介紹工程力學(xué)對后續(xù)主要專業(yè)課程的重要作用，使學(xué)生意識到學(xué)好這門課程對自己掌握專業(yè)知識的重要性，從心底重視這門課程，從而激發(fā)學(xué)生對本課程的濃厚興趣。
其次，詳細(xì)介紹本校學(xué)生參加省和全國競賽所取得的成績，讓學(xué)生認(rèn)識到普通院校的學(xué)生也能學(xué)好力學(xué)課程并取得優(yōu)異的成績。
最后，教師要注意個人素質(zhì)。上課要有精氣神，語言要清楚、規(guī)范，盡可能生動形象，眼睛要注視學(xué)生，和學(xué)生有心靈的溝通，從而拉近師生之間的心里距離，使學(xué)生對教師產(chǎn)生信任和認(rèn)同，從而喜愛教師的教學(xué)方式。
2采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，提高教學(xué)效室
2．1合理利用多媒體技術(shù)
工程力學(xué)與工程實際聯(lián)系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學(xué)問題，而大部分學(xué)生缺乏對生活和生產(chǎn)實踐的感性認(rèn)識，單靠教師的口述和板書很難讓學(xué)生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學(xué)，可以將書本上靜止不動的各種機構(gòu)、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，從視覺上讓學(xué)生接觸工程實際，有助于他們接受和理解工程力學(xué)中的基本概念和基本理論，從而達(dá)到培養(yǎng)分析問題、解決問題能力的目的。例如“點的合成運動”一章，動點、動系的選擇是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難向?qū)W生演示機構(gòu)的運動情況，不利于學(xué)生對知識的理解與掌握。教師可以用動畫演示凸輪機構(gòu)的運動情況，形象地展示各構(gòu)件的運動以及它們之間運動的關(guān)聯(lián)點，邊播放邊引導(dǎo)學(xué)生討論動點的選取。通過直觀的體驗，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)選擇不是常接觸點為動點時，無法確定相對運動，從而使學(xué)生更深刻的理解選擇與動系常接觸的點作為動點的選擇原則。使用多媒體教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的優(yōu)勢，但也存在著不足。比如一張幻燈片顯示的內(nèi)容有限，一堂課所講的內(nèi)容需多張幻燈片展示，導(dǎo)致課件內(nèi)容保留時間短，大部分學(xué)生沒有充分的時間理解知識，更沒有時間記筆記，以至復(fù)習(xí)時不知道從哪入手，從而影響學(xué)習(xí)效果。
因此在課堂教學(xué)中，教師要注意把傳統(tǒng)的教學(xué)方法(粉筆+黑板)和多媒體教學(xué)有機的結(jié)合，對于抽象的、難以直接用語言表達(dá)的內(nèi)容應(yīng)采用多媒體教學(xué)；對一些重點、難點和典型例題，教師應(yīng)親自在黑板上邊講邊寫，引導(dǎo)學(xué)生分析解題思路，然后總結(jié)，從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
2．2多種教學(xué)方法相結(jié)合
工程力學(xué)由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成，內(nèi)容多、知識面廣，教師應(yīng)引入多種教學(xué)方法，如互動式、啟發(fā)式、對比式、討論式等組織教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，主動獲取知識，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如在講平面任意力系的簡化時，先在黑板上畫出平面任意力系，接著提出問題：
(1)力系中的各力能否等效的平行移動到剛體內(nèi)任一指定點?
(2)各力平移后的結(jié)果如何?
由于力的平移定理、平面匯交力系的合成、平面力偶系的合成等基本理論學(xué)生已經(jīng)掌握，學(xué)生很樂意回答，會爭先恐后的發(fā)言。當(dāng)?shù)贸鲋魇?、主矩的概念后，進(jìn)一步問學(xué)生，主矢、主矩與合力、合力偶相同嗎?引導(dǎo)學(xué)生分析主矢、主矩的計算過程，再提出問題：
(1)主矢是一個力嗎?是整個力系的合力嗎?它的大小、方向與簡化中心位置有關(guān)嗎?
(2)主矩是一個力偶嗎?是整個力系的合力偶嗎?它的大小、轉(zhuǎn)向與簡化中心位置有關(guān)嗎?
以這些問題作為解決主矢、主矩概念難以理解的難關(guān)，圍繞問題層層深入，啟發(fā)中有互動，互動中有啟發(fā)，既激發(fā)了學(xué)生的參與意識，活躍了課堂氣氛，又啟迪了學(xué)生的思維，還克服了學(xué)生長時間觀看幻燈片引起的視覺疲勞，明顯地提高了課堂教學(xué)效率。
討論式教學(xué)一般用于階段性復(fù)習(xí)，如在繪制受力圖時，可先讓學(xué)生討論錯誤圖有哪些錯誤，然后由一個學(xué)生向大家講述，最后由教師總結(jié)繪制受力圖時應(yīng)注意的問題，從而使學(xué)生對所學(xué)知識記憶深刻。討論式教學(xué)方法既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又密切了師生關(guān)系，使教學(xué)達(dá)到良好效果。
2.3理論聯(lián)系實際，多舉實例
對工程力學(xué)中一些抽象的概念、定理和公式，可聯(lián)系生活實例加以解釋，使學(xué)生覺得力學(xué)并不難學(xué)。如講力偶時，可以汽車方向盤和擰衣服為例：講光滑接觸面約束時，可以講臺上的粉筆盒為例；講力對軸之矩時，可以教室的門進(jìn)行演示；講疲勞極限時，可以反復(fù)折鐵絲使鐵絲斷裂為例。通過這些常見的實例，加深學(xué)生對基本概念的理解，使學(xué)生感受到工程力學(xué)并不深奧，而是與生活實際密切聯(lián)系，覺得學(xué)有所用，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動力。
3加強教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量
3．1重視習(xí)題課，精選例題
工程力學(xué)課程的教學(xué)必須安排一定學(xué)時的習(xí)題課。習(xí)題課應(yīng)以“討論”為中心組織教學(xué)，內(nèi)容上應(yīng)注意基本概念和習(xí)題訓(xùn)練并重。教師對例題要精選，要選典型的、學(xué)生易出錯的、綜合性強的題目。講解時，重點講分析過程、解決辦法，最后討論一題多變的求解方法，輻射出更多有關(guān)的知識點，并加以小結(jié)。通過習(xí)題訓(xùn)練，加深學(xué)生對知識點的理解、記憶和運用，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
3．2培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化做作業(yè)
教師上完課后要布置一定量的作業(yè)，并嚴(yán)格要求學(xué)生做題時書寫格式和解題步驟要規(guī)范化，繪圖要正規(guī)化。另外光布置不行，教師一定要及時、認(rèn)真地批改作業(yè)。批改作業(yè)時，不光是在作業(yè)上畫鉤、畫叉，還要糾正錯誤，要有批語。只有這樣嚴(yán)格訓(xùn)練，學(xué)生到了課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時，才會思路清晰、計算準(zhǔn)確、書寫工整，繪圖質(zhì)量才會高。
3．3重視評教，自我完善
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；教學(xué)改革；項目式教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）29-0262-02
高等職業(yè)院校中工科專業(yè)開設(shè)的一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課――《工程力學(xué)》，這門課程知識涉及到許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。學(xué)習(xí)該課程要求學(xué)生須掌握基本的力學(xué)知識，為日后工程實際中碰到的力學(xué)問題的解決提供了理論基礎(chǔ)，另外力學(xué)知識對培養(yǎng)創(chuàng)新思維也是大有益處的，掌握力學(xué)知識的多少是衡量一名工程技術(shù)人員發(fā)展后勁的主要因素。該課程概念多、理論性強、內(nèi)容抽象且理解難的特點，增加了教學(xué)的難度。據(jù)以往整體的教學(xué)情況看，相當(dāng)一部分學(xué)生因?qū)W起來吃力造成心理懼怕。總結(jié)本人多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，就如何提高工程力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量提一些看法。
一、工程力學(xué)課程和教學(xué)中存在的問題
（一）從其課程來看，存在的問題主要有兩個
1.教材與普通力學(xué)的內(nèi)容重疊較多，且過于繁瑣。目前，學(xué)生所使用的教材包含理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個部分，總共二十多章，每章又有若干小節(jié)，而且理論力學(xué)部分許多內(nèi)容是與中學(xué)普通力學(xué)相似的，加上在教材的編排過程中也沒有較好地將各章節(jié)內(nèi)容融會貫通，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)盲目心理，不知道哪章是重點，學(xué)這章干什么，與前后章節(jié)有何關(guān)聯(lián)，因此很多學(xué)生學(xué)習(xí)某章節(jié)內(nèi)容時往往感覺不到其重要性，于是不用心學(xué)，自然也就難學(xué)好了。
2.課時量偏少，學(xué)生沒有足夠的學(xué)習(xí)時間。相比其他專業(yè)課程，許多學(xué)校在工程力學(xué)的課時安排上都顯得偏少，一般只有2～4節(jié)課，經(jīng)常是上一章的內(nèi)容學(xué)生還沒來得及消化，新的內(nèi)容又講完了。于是，工程力學(xué)課程和機械制圖課程一起被學(xué)生稱為是考試通過率最低的兩門課程，尤其是對于自考生，工程力學(xué)是作為國考科目，而學(xué)生自身物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)又比較薄弱，學(xué)起來更是難上加難。
（二）從工程力學(xué)的教學(xué)情況來看，最突出的問題是：教學(xué)方法和手段較為落后，課堂教學(xué)無法激起學(xué)生的興趣
1.“填鴨式”的落后教學(xué)方法依然占領(lǐng)著主導(dǎo)地位，這種在教學(xué)中以教師為主體，學(xué)生被動做聽眾的教學(xué)方式，使師生間的互動性差，在這種被動形式下，學(xué)生不能表達(dá)自己的真實想法及觀點，自己的疑問也不能及時反饋給教師。
2.學(xué)生因數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差而產(chǎn)生抵觸心理。力學(xué)是由數(shù)學(xué)演變而來的，是數(shù)學(xué)的化身。兩者緊密相聯(lián)，只有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)扎實了，工程力學(xué)學(xué)起來才不費勁。目前，在高職院校中，不少學(xué)生在剛開課的工程力學(xué)中已了解到它與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系，感覺到工程力學(xué)的難度，且因考試中通過率低從而給學(xué)生造成心理上的壓力非常大，特別是數(shù)學(xué)成績差的學(xué)生，抵觸工程力學(xué)的心理由此產(chǎn)生。
3.教材內(nèi)容不足，考核方式單一。因教材是教學(xué)中最基本、最重要的依據(jù)，所以教學(xué)質(zhì)量的提高首要問題是選好教材，但目前高職院校所用的工程力學(xué)教材基本是本科教材的一個壓縮版，這些教材基本忽略了高職院校的教學(xué)特點，教材內(nèi)容層次上差別也不大，面對就業(yè)渠道多樣性的高職院校學(xué)生，根本無法滿足這些不同層次、專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。另教材內(nèi)容著重理論知識，嚴(yán)重缺乏學(xué)生的實際動手實踐，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力。而這種工程力學(xué)教材僅以閉卷考試為主，而考試中的內(nèi)容也多是教材中的理論依據(jù)，學(xué)生只需死搬硬套教材中的公式即可解決問題，更別說可以將這些公式、概念運用于工程實際中，這樣就遠(yuǎn)離了高職院校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，更脫離了社會對學(xué)生的要求。
工程力學(xué)課程有一個很大的特點，就是其理論知識簡單明了，并且和中學(xué)物理多少有些關(guān)聯(lián)，而主觀題型卻又多為抽象的力學(xué)模型。這種情況導(dǎo)致的后果是，學(xué)生在理解概念的過程中，往往會認(rèn)為它就是中學(xué)物理，于是沒有花工夫去認(rèn)真琢磨；而解答力學(xué)題目時，又因為無法迅速在現(xiàn)實中找到相應(yīng)的例子，加上理論知識運用得不夠熟練，導(dǎo)致束手無策。
二、工程力學(xué)教學(xué)改革的建議
作為工科專業(yè)一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課工程，力學(xué)課程知識涉及的領(lǐng)域廣，包括機械類、建筑類在內(nèi)的許多專業(yè)都要開設(shè)這門課程。目前，對于這門課程的改革已經(jīng)有許許多多的模式，相比之下，本人比較認(rèn)可項目式教學(xué)法。
（一）區(qū)別項目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)
項目教學(xué)法是教學(xué)活動中師生們共同實施進(jìn)行的一個完整的項目工作，須滿足如下條件：一定教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)應(yīng)具有一定的應(yīng)用價值；教學(xué)課題中的理論知識與實際技能應(yīng)相互結(jié)合；與現(xiàn)實商業(yè)經(jīng)營活動或者企業(yè)實際生產(chǎn)過程應(yīng)有直接關(guān)系；學(xué)生有在一定時間范圍內(nèi)獨立制定、實施計劃的機會，并有自己自行組織、安排的學(xué)習(xí)行為；成果展示應(yīng)明確且具體；在項目工作中遇到的困難、問題，學(xué)生能自己克服并處理；項目工作難度要求學(xué)生遇到實際問題應(yīng)運用知識、技能去解決；項目工作成果應(yīng)在學(xué)習(xí)結(jié)束時師生進(jìn)行共同評價。
項目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別可由下表得知：
（二）實施項目教學(xué)法的步驟
教師開展項目活動題目時，應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)大綱、學(xué)生的興趣及能力、地方資源等條件進(jìn)行選擇，然后初步計劃應(yīng)根據(jù)項目活動的基本結(jié)構(gòu)框架來設(shè)計。五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)和三個主要階段的結(jié)合形成基本結(jié)構(gòu)框架。實施項目活動時教師要提前做好準(zhǔn)備，充分設(shè)計好活動的各個環(huán)節(jié)，實行活動時應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況進(jìn)行靈活的安排。
例：在2008-200年的第一學(xué)期，依據(jù)實際情況，我們給出了力學(xué)系實習(xí)車間屋頂?shù)膹姸扔嬎恪⒘W(xué)系實習(xí)車間吊車梁的強度校核及改進(jìn)措施、不同支承條件下的彈性薄板的變形計算等多個題目，結(jié)合其中一個項目：“力學(xué)系實習(xí)車間吊車梁的強度校核與改進(jìn)措施”，下面來闡述一下項目教學(xué)法的實施步驟。
1.三個主要階段。
第一階段：活動的開始。教師為了解學(xué)生的已有經(jīng)驗及對討論項目的題目的認(rèn)識，讓學(xué)生們把他們的已有經(jīng)驗和知識用不同方式的表達(dá)出來，就在學(xué)生講述自己的經(jīng)驗，表達(dá)自己理解已知概念的同時，學(xué)生們的興趣已在不斷增加，在教師的幫助下已能逐步設(shè)計自己的活動了，學(xué)生在設(shè)計項目活動中遇到的問題也在教師的幫助下學(xué)會了調(diào)查，在教師啟發(fā)下得以解決。
吊車梁屬于常用設(shè)備，通過教師的啟發(fā)學(xué)生在討論中掌握了其構(gòu)造、使用功能以及存在的問題，進(jìn)一步了解當(dāng)前結(jié)構(gòu)情況下的強度校核、初始撓度的作用、對比工字梁與葙形梁的優(yōu)缺點、問題的存在與措施改進(jìn)、后梁改進(jìn)的強度計算等。
第二階段：活動的開展。為學(xué)生走出教室到實地工作創(chuàng)造機會，教師為學(xué)生提供資源，幫助他們進(jìn)行調(diào)查并提供各種建議，學(xué)生運用自己掌握的基本技能，根據(jù)自己的水平選擇表達(dá)的方式。為使學(xué)生能相互了解他們的工作，通過經(jīng)常討論自己的工作彼此互提建議和幫助，教師可采用個人展示、匯報和組織小組討論的方法以取得活動的順利開展。
明確目標(biāo)之后，查閱國內(nèi)外吊車梁的有關(guān)資料，學(xué)生結(jié)合已掌握的力學(xué)知識對比分析不同類型吊車梁，針對目前使用的吊車梁中存在的問題，提出相關(guān)改進(jìn)方案，并與教師共同討論最終確定改進(jìn)措施。
第三階段：活動的結(jié)束。為讓學(xué)生總結(jié)活動的意義，并讓學(xué)生表達(dá)自己的研究成果，教師可通過集體討論、集體答辯等的教學(xué)形式，幫助學(xué)生選擇不同方式、內(nèi)容有目的地將此次活動的全過程及成果分享出來，讓學(xué)生們回顧、評估整場活動，并用有想象力的方式加強了學(xué)生的記憶，由此讓學(xué)生產(chǎn)生新的想法和發(fā)展學(xué)生對該項目的新的興趣，從而轉(zhuǎn)向下一個新的項目活動的開展。
2.五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
構(gòu)成項目活動的基本框架是因為關(guān)鍵環(huán)節(jié)能靈活穿插在三個階段中的，其他細(xì)節(jié)活動也都是圍繞這些環(huán)節(jié)所開展的，這五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：實地考察、調(diào)查、表達(dá)、討論和展示，稱它為五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)是由于：①僅用三個階段來做計劃根本不夠具體；②這五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)給學(xué)生們提供了一個清晰的活動框架，幫助學(xué)生清楚了解自己需要干些什么。這樣極強的結(jié)構(gòu)伸縮性，讓學(xué)生在這個結(jié)構(gòu)框架的指引下，用獨特且靈活的方式通過各種不同努力最終成功地完成各自不同的工作。
總之，項目教學(xué)突出優(yōu)點就在于將實踐與研究融入教學(xué)過程中，與傳統(tǒng)教學(xué)有機結(jié)合相互補充，所以在工程力學(xué)教學(xué)中實施項目式教學(xué)法是十分有幫助的。
參考文獻(xiàn)：
[1]王晶.《理論力學(xué)》新體系的探索與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，1999，（05）.
[2]戴玉華，徐思東，羅仙平.工程力學(xué)教學(xué)改革探討[J].理工高教研究，2003，（06）.
[3]常江.工程力學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J].遼寧高職學(xué)報，2007，（09）.
1、機械設(shè)計與制造就業(yè)方向：可從事計算機輔助設(shè)計與制造方面的產(chǎn)品設(shè)計、制造與開發(fā)、機械系統(tǒng)自動控制等方面的設(shè)計工程師、工藝師、CAD/CAM技術(shù)員、檢測維修、管理及銷售人員。
2、機械設(shè)計與制造主干學(xué)科主學(xué)力學(xué)、機械工程。 主要課程：工程力學(xué)、機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)、微型計算機原理及應(yīng)用、機械工程材料、制造技術(shù)基礎(chǔ)。 主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實習(xí)，認(rèn)識實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)，社會實踐，課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計（論文）等，一般應(yīng)安排40周以上。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
英文名稱：Journal of Nanjing University of Science and Technology(Natural Science)
主管單位：工業(yè)和信息化部
主辦單位：南京理工大學(xué)
出版周期：雙月刊
出版地址：江蘇省南京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1005-9830
國內(nèi)刊號：32-1397/N
郵發(fā)代號：
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1977
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽：
聯(lián)系方式
英文名稱：Journal of Xi＇an University of Technology
主管單位：陜西省教育廳
主辦單位：西安理工大學(xué)
出版周期：季刊
出版地址：陜西省西安市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1006-4710
國內(nèi)刊號：61-1294/N
郵發(fā)代號：
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1978
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞 教學(xué)示范中心 實驗教學(xué) 基礎(chǔ)力學(xué)
中圖分類號：G644.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.10.005
Research and Practice on the Construction of
National-level Mechanics Experimental Teaching Demonstration Center
JIN Liqiang， XING Huainian， LIU Zengli， LI Da， SUN Kai， LI Shuhui， ZHANG Xiaopeng
（Department of Engineering Mechanics， Dalian University of Technology， Dalian， Liaoning 116024）
Abstract To construct the national-level experimental teaching demonstration center is regarded as the opportunity， combining with the specific cases of the construction and reform of the laboratory of the mechanics experimental center in Dalian University of Technology， the guidelines， the reform of experimental teaching contents and methods， the construction of experimental teaching system， the construction of experimental teaching team， the effect of experiment teaching.
Keywords teaching demonstration center ；experimental teaching； elementary mechanics
0 引言
國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)是教育部、財政部關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)的內(nèi)容之一，代表了高校實驗教學(xué)的先進(jìn)水平，起到引領(lǐng)實驗教學(xué)改革方向的作用。大連理工大學(xué)力學(xué)實驗教學(xué)中心以我校力學(xué)重點學(xué)科為依托，充分發(fā)揮自己的長處，形成了與工程實際、科學(xué)研究緊密結(jié)合的教學(xué)特色，為培養(yǎng)工程型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才發(fā)揮了非常積極的作用。①②
1 實驗教學(xué)理念與改革思路
大連理工大學(xué)高度重視實驗教學(xué)，在課程管理、實驗教學(xué)內(nèi)容與方法改革、實驗教學(xué)體系的建設(shè)、師資隊伍建設(shè)以及實驗室基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)條件的建設(shè)等方面制定了一系列相應(yīng)的政策措施，有關(guān)政策已經(jīng)得到配套落實，真正將實驗教學(xué)作為促進(jìn)學(xué)生個人素質(zhì)、能力、知識協(xié)調(diào)健康發(fā)展的重要手段。
本中心教學(xué)改革立足于面向21世紀(jì)培養(yǎng)創(chuàng)新型高層次人才的需要，加強基礎(chǔ)實驗教學(xué)基地建設(shè)，提高本科生一、二年級學(xué)生的基礎(chǔ)力學(xué)實驗教學(xué)水平和質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。同時注意教學(xué)與科研相結(jié)合，把國內(nèi)外有關(guān)科研和教學(xué)的先進(jìn)方法和實驗手段融入到實驗教學(xué)中，使學(xué)生了解到國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新前沿。努力把實驗中心建設(shè)成在實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗設(shè)備和實驗技術(shù)等方面都處于國內(nèi)先進(jìn)水平的開放型實驗教學(xué)中心。
2 實驗教學(xué)內(nèi)容與方法改革
2.1 改變教學(xué)觀念
在新的實驗教學(xué)中，堅持以學(xué)生為主體，以教師為指導(dǎo)，改變過去以教師為中心的傳統(tǒng)做法，而是要將學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性激發(fā)出來，讓學(xué)生自己來動手操作，增強學(xué)生的實驗技能和動手能力。
2.2 基礎(chǔ)力學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的改革
（1）長期以來，理論力學(xué)和材料力學(xué)實驗內(nèi)容簡單、缺乏思考性和創(chuàng)新性，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。因此在新體系中對一些純驗證性和缺乏思考性的實驗，進(jìn)行了內(nèi)容上的更新和改造。
（2）增加了從工程實際中轉(zhuǎn)化而來的工程模擬實驗。一直以來，實驗課都被認(rèn)為只是理論課的“附屬”，為了改變這一看法，同時也是為了讓學(xué)生樹立起可以通過用實驗課上所學(xué)到的知識和方法來解決工程實際問題的能力和信心，讓同學(xué)學(xué)好力學(xué)實驗的積極性得到激發(fā)，在實驗教材中增加了全新的工程模擬實驗。因為這些實驗內(nèi)容貼近工程實際，可以讓學(xué)生體驗一次準(zhǔn)真刀真槍的實驗，在實驗中了解和感受解決實際工程問題的全過程，讓學(xué)生感受工程、認(rèn)識工程，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和工程概念。將來自工程實際的模擬實驗簡化與提煉，使之能夠適合在實驗室內(nèi)完成。③
（3）為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，指導(dǎo)學(xué)生寫研究性論文，直接參與科研課題。經(jīng)過改革后的實驗教學(xué)在內(nèi)容上豐富了，形式上也多樣了，這就給學(xué)生寫研究論文提供了大量的素材。同學(xué)們在實驗教學(xué)中寫研究論文的同時，還能感受到理論知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，養(yǎng)成求知精神和創(chuàng)新意識，同時還會影響學(xué)生的人生觀、價值觀、思維方式及解決問題的方法和能力，對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到很大的幫助。通過讓學(xué)生參加課題研究，可以將其所學(xué)的理論知識與實驗技能相融合，既增強了實驗與研究能力，又培養(yǎng)了科學(xué)精神，真正實現(xiàn)了多種能力培養(yǎng)和提高。
2.3 教學(xué)方法的改革
（1）采用多媒體、電視片、幻燈片及網(wǎng)絡(luò)等多種形式教學(xué)。豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容，擴大信息量，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。開通網(wǎng)上選課系統(tǒng)平臺，讓學(xué)生可以根據(jù)自己的時間，靈活選擇自己的上課時間，大大方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)效率。
（2）在實驗教學(xué)中，充分發(fā)揮實驗課的特點，采用“四多”的教學(xué)方法，即引導(dǎo)學(xué)生“多看、多想、多動、多用”。多看，就是觀察實驗現(xiàn)象。多想，就是動腦思考，培養(yǎng)思考能力。對觀察的現(xiàn)象多問幾個為什么，引導(dǎo)學(xué)生去聯(lián)想，啟發(fā)他們靈感、挖掘創(chuàng)造力。多動，就是培養(yǎng)動手能力。動手操作是實驗課的特點之一，讓學(xué)生操作，自己進(jìn)行實驗。多用，就是練習(xí)用學(xué)過的原理、技術(shù)、和方法解決工程問題。多用的另一含義是通過知識融合、貫通，達(dá)到知識創(chuàng)新。采用“四多”的教學(xué)方法追求的是對學(xué)生多種能力的培養(yǎng)，即觀察能力、思考能力、解決實驗問題能力和創(chuàng)新能力。
（3）采用組合式教學(xué)方法，追求科學(xué)性、系統(tǒng)性和融合性。科學(xué)性――知識學(xué)習(xí)由低到高螺旋式上升，學(xué)用結(jié)合，學(xué)以致用；系統(tǒng)性――把實驗原理操作、應(yīng)用和總結(jié)提高串起來，形成一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)過程；融合性――把知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、能力培養(yǎng)等融合在一起。
（4）采取開放式的實驗教學(xué)。實驗室采用開放式教學(xué)，不僅在時間上開放，而且通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺實施教學(xué)內(nèi)容上開放，同時還對大連市兄弟院校開放實驗教學(xué)。④
3 實驗教學(xué)體系建設(shè)
經(jīng)過幾年的不斷改革與探索，通過對實驗課程的整體框架的調(diào)整，對實驗項目和內(nèi)容的重新設(shè)計和改革，我中心已經(jīng)基本建立起了多層次實驗教學(xué)體系框架下的基礎(chǔ)力學(xué)實驗新體系，并編寫出版了相應(yīng)的基礎(chǔ)力學(xué)實驗新教材。新體系由四個層次構(gòu)成：基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、設(shè)計實驗和研究型創(chuàng)新實驗。⑤
（1）基礎(chǔ)實驗。根據(jù)課程的要求，精選幾個基本的實驗，對學(xué)生進(jìn)行基本知識、基本概念、基本方法和基本技能的系統(tǒng)訓(xùn)練，包括改進(jìn)后的拉伸實驗、電測法基本原理及技術(shù)、彎扭組合應(yīng)力測試、振動實驗等，該部分實驗占總實驗學(xué)時數(shù)的30%左右。
（2）綜合實驗。是基礎(chǔ)實驗的補充和延續(xù)，實驗內(nèi)容涉及面較廣，具有一定綜合性，學(xué)生可按自己的興趣、特長和條件選做?？蓴U大學(xué)生的知識面，并培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識的能力，該部分實驗包括組合梁應(yīng)力分析實驗、綜合振動實驗等，占總實驗學(xué)時數(shù)的20%左右。
（3）設(shè)計性實驗。由學(xué)生完成整個實驗過程，具有設(shè)計性和研究性。著重培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、動手能力和研究能力，有利于他們潛力的開發(fā)，該部分實驗包括傳感器制作、船用腳手架應(yīng)力測試分析、高強螺栓連接板抗滑移系數(shù)測定、設(shè)計振動實驗等，占總實驗學(xué)時數(shù)的40%左右。
（4）研究型創(chuàng)新實驗。主要采用兩種方法，其一是新材料，新的結(jié)構(gòu)形式和新實驗技術(shù)的力學(xué)實驗，讓少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生完成，具有探索性和研究性。其二是由學(xué)生自擬題目和內(nèi)容，在老師的指導(dǎo)下完成，仍然具有探索性和前沿性。對這兩種學(xué)生實行導(dǎo)師制，有利于拔尖人才培養(yǎng)。該部分實驗占總實驗學(xué)時數(shù)的10%。
新體系包含的四個層次不是孤立的，而是一個有機的整體。在內(nèi)容上不僅前后融合貫通、互相連接，而且逐步向更高層次上引導(dǎo)學(xué)生。例如從基礎(chǔ)到綜合，是補充和延續(xù)，從基礎(chǔ)到工程模擬，是應(yīng)用前面知識來解決工程實際問題。從工程模擬到設(shè)計實驗則是從“用”又回到更高層次的“學(xué)”，包含自主性、研究性和創(chuàng)新性。
有機整體還體現(xiàn)在把素質(zhì)教育作為一條紅線貫徹始終，不僅要具有科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)，而且還要把塑造學(xué)生素質(zhì)的思想寓于教學(xué)之中。例如在每一個實驗的前面有一“引子”，或說明問題的提出，或說明實驗的工程背景，用以指出每個實驗不是憑空想象出來的，使學(xué)生了解任何科學(xué)知識都源于生產(chǎn)實踐并且有其歷史發(fā)展形成過程，這是一種集成的過程，有益于激發(fā)學(xué)生對實驗的學(xué)習(xí)興趣與熱情。
4 實驗隊伍建設(shè)
力學(xué)實驗教學(xué)中心教學(xué)隊伍的建設(shè)首先得益于學(xué)校對實驗師資隊伍建設(shè)的高度重視。為此，學(xué)校根據(jù)實驗中心教學(xué)工作量明確實驗教師的編制，有計劃地為中心引進(jìn)高水平人才，提高實驗師資隊伍的整體水平。在工作量考核、教學(xué)酬金的發(fā)放、職稱評定等政策方面，實驗教師都與理論課教師享受同等待遇。政策措施的得力，激勵了一大批高水平的教師積極投入到實驗教學(xué)中來。
本中心的建設(shè)在很大程度上得益于我校力學(xué)重點學(xué)科建設(shè)的有力依托與支持。力學(xué)實驗教學(xué)中心承擔(dān)了世界銀行高等教育發(fā)展與改革項目，工程力學(xué)系有一大批高水平教師積極參與該項目，并得到了學(xué)校、系、兄弟院系及大連市部分兄弟高校的大力支持。材料力學(xué)、理論力學(xué)、工程力學(xué)、光彈性力學(xué)、流體力學(xué)等教研室的授課老師多次與實驗室教師一起探討實驗教學(xué)的改革及其與理論課程的貫穿與協(xié)調(diào)問題，使實驗課真正成為與理論課相互支持相互印證的重要課程。
為了保障實驗教學(xué)隊伍的建設(shè)本中心制定了完善的措施與制度，其中包括專職教師必須參加相關(guān)理論課程的聽課、考試制度，組織全體教師定期的教學(xué)研討制度，新參加工作人員的培訓(xùn)考核制度及與外校老師定期進(jìn)行學(xué)習(xí)交流制度等。實驗中心還積極為教師科研創(chuàng)造條件，制定相應(yīng)獎勵政策，并且鼓勵中心專職人員參加理論課教學(xué)工作，鼓勵參與教材、教學(xué)參考書的編寫以及教學(xué)軟件的研發(fā)等工作，使他們自身的科研能力和教學(xué)水平得到不斷提高。同時還鼓勵新留校工作的年輕教師繼續(xù)深造，攻讀更高的學(xué)位，至今已有6人攻讀博士、碩士學(xué)位。
5 實驗教學(xué)效果
力學(xué)實驗教學(xué)中心從優(yōu)化學(xué)生的知識，培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的角度，從加強創(chuàng)新精神，提高實踐能力和綜合素質(zhì)的高度，建立了基礎(chǔ)力學(xué)實驗課的新體系，對原有實驗項目和內(nèi)容進(jìn)行了更新和改造，增加了設(shè)計性和研究型的實驗，增加了工程模擬實驗和工程課題轉(zhuǎn)化實驗。實驗內(nèi)容和方法改革的實驗項目占總項目的20%以上，新增設(shè)的工程模擬實驗有4項，轉(zhuǎn)化工程課題實驗5項，設(shè)計性或綜合性的實驗達(dá)到30%以上，極大地豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容。
多層次實驗教學(xué)體系和開放式實驗教學(xué)模式的實施有效地提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解更加深刻了，對實驗學(xué)習(xí)的興趣提高了，課上所提的問題增多（下轉(zhuǎn)第67頁）（上接第11頁）了而且思維更加開闊了，學(xué)生開始主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)質(zhì)量明顯提高，對實驗中深層次的問題進(jìn)行探究。從學(xué)生的評價和體會中看出教學(xué)效果?！耙郧翱蠢蠋熥鰧嶒灒F(xiàn)在自己動手做實驗，參與設(shè)計和操作，體會很深。做完實驗似乎有種成就感，使自己更有激情投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中?！?/p>
從學(xué)生的實驗報告中看到教學(xué)效果。通過對動力系三個班級的統(tǒng)計，改革前學(xué)生在實驗報告中提出自己的想法和觀點的占10%左右，而改革后在報告中提出創(chuàng)新見解的占70%；改革以前只有個別同學(xué)寫小論文，現(xiàn)在寫小論文的達(dá)30%。
6 結(jié)語
根據(jù)大連理工大學(xué)建設(shè)研究型大學(xué)的總體目標(biāo)，結(jié)合國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，配合并依托我校力學(xué)重點學(xué)科建設(shè)目標(biāo)，以實驗教學(xué)改革促進(jìn)實驗中心建設(shè)，在培養(yǎng)學(xué)生能力和提高學(xué)生素質(zhì)等方面實驗教學(xué)發(fā)揮了重要作用，使實驗中心在實驗教學(xué)質(zhì)量、軟硬件建設(shè)、管理模式和師資水平等各方面均達(dá)到國內(nèi)同類實驗中心一流水平。
在力學(xué)實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)中，將實驗教學(xué)與科研課題、工程實際相結(jié)合，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要作用，完善開放式實驗教學(xué)的管理模式和各項規(guī)章制度，形成了一整套實驗指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)的可供推廣的經(jīng)驗?；炯寄苡?xùn)練實驗和綜合性實驗以現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、師資隊伍、管理模式為主體，確保大多數(shù)學(xué)生的實驗教學(xué)質(zhì)量。研究設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗以高水平教師為主要指導(dǎo)力量，發(fā)揮教研室、科研團體在實驗教學(xué)中的作用，為優(yōu)秀學(xué)生的成長創(chuàng)造條件。配合學(xué)校力學(xué)重點學(xué)科的建設(shè)，充分發(fā)揮我校力學(xué)學(xué)科雄厚的教學(xué)與科研師資力量，使我中心的教學(xué)與科研工作更上一層樓，為培養(yǎng)現(xiàn)代科研創(chuàng)新型人才提供深厚的土壤。
注釋
① 杜明輝，葉朝良，劉鵬.國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的研究與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2011（7）：130-133.
② 張亦良，張偉.突出地方大學(xué)特色，建立“開放創(chuàng)新試驗室”[J].實驗技術(shù)與管理，2008.25（2）：16-19.
③ 徐紅玉，王彥生，劉宗發(fā)，梁斌.工程力學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2010（12）：133-135.
論文關(guān)鍵詞： 力學(xué)課程 實驗環(huán)節(jié) 科學(xué)素養(yǎng) 創(chuàng)新能力
論文摘要： 力學(xué)課程是工程技術(shù)人才所必須學(xué)習(xí)的課程之一，由于課程的概念性強、抽象性強、應(yīng)用性強等特點，課程中實驗環(huán)節(jié)的設(shè)置是必不可少的，而且實驗對課程的學(xué)習(xí)有著非常大的促進(jìn)作用，實驗環(huán)節(jié)是培養(yǎng)工程技術(shù)人才科學(xué)素養(yǎng)，創(chuàng)新能力的有效途徑，我們在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)加深對實驗環(huán)節(jié)教學(xué)的探索，提高實驗環(huán)節(jié)的課時比率，提高力學(xué)教學(xué)水平，促進(jìn)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新。
1前言
力學(xué)課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，大部分的工科專業(yè)的學(xué)生都要進(jìn)行學(xué)習(xí)。按照學(xué)生層次、專業(yè)類別、力學(xué)知識深度的不同，力學(xué)課程包括《建筑力學(xué)》、《工程力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《理論力學(xué)》等。對于建筑，機械，航空等這些與工程結(jié)合密切的專業(yè)來說，力學(xué)課程是及其重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是這些專業(yè)學(xué)生學(xué)好專業(yè)課的一個重要前提。力學(xué)課程的特點就在于它所研究的問題都是與工程實際相結(jié)合的，是在生產(chǎn)生活中實實在在所遇到的問題。我們知道，實驗也是解決實際工程問題的方法之一，因此力學(xué)課程的學(xué)習(xí)與實驗就有了不可分離的關(guān)系。在力學(xué)課程中加開實驗環(huán)節(jié)，就成了學(xué)好力學(xué)課程的有效方法。力學(xué)課程的學(xué)習(xí)離不開實驗環(huán)節(jié)，加入實驗環(huán)節(jié)是學(xué)好力學(xué)課程的最直觀，最有效的方法。所以，實驗環(huán)節(jié)在力學(xué)課程中的作用是十分重要的。
2實驗環(huán)節(jié)可以更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課程的興趣
興趣是推動人認(rèn)識活動行為的重要動機，在課堂上，如果學(xué)生對所學(xué)的知識懷有興趣，便會抱積極的態(tài)度、以愉快的心情去參與進(jìn)去，從而體驗到學(xué)習(xí)是一種無窮的樂趣。而力學(xué)理論的學(xué)習(xí)是枯燥無味的，課程內(nèi)含力學(xué)相關(guān)基本概念和術(shù)語，有很多易混淆的名詞，力學(xué)作用情景抽象，實際應(yīng)用性強，如果不加以正確有效的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，會很容易讓學(xué)生知難而退，放棄對課程的學(xué)習(xí)。因此必須針對力學(xué)課程概念性強、抽象性強，應(yīng)用性強等特點對學(xué)生進(jìn)行一步一步的引導(dǎo)，這就需要力學(xué)實驗的配合進(jìn)行。力學(xué)實驗主要包括材料力學(xué)實驗，結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗，根據(jù)課程的重點難點設(shè)置不同的實驗項目，達(dá)到幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。比如在材料力學(xué)部分，材料的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)等內(nèi)力的概念在學(xué)生中有很多疑點，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、思維能力。講解每一概念后，到實驗進(jìn)行對應(yīng)的實驗項目，對實驗過程進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，對實驗后的試件破壞形式和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，使學(xué)生對相關(guān)的內(nèi)力概念有一個深刻的理解。從而解決了力學(xué)課程概念性強，情景抽象的問題。對于力學(xué)課程實踐應(yīng)用性強這個特點，這就要求在講課過程中必須加入工程實際問題的舉例。比如說，在材料的軸向拉伸和壓縮試驗中，做實驗的目的是什么，在工程實際中的作用是什么，這個實驗可以對機械零件，建筑材料進(jìn)行檢測，是研究材料性能，設(shè)計新零件等所必須要進(jìn)行的實驗，比如說:起重裝置中載重件的設(shè)計、減速器中傳動軸的設(shè)計等都需要進(jìn)行實驗，都需要經(jīng)過周密的科學(xué)的計算才能設(shè)計尺寸選取材料。在力學(xué)課程的教學(xué)中根據(jù)課程的這些特點，有針對性的開設(shè)實驗項目，激發(fā)學(xué)生們對力學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成從實驗方面解決問題，在快樂中學(xué)習(xí)的習(xí)慣，教師應(yīng)充分利用力學(xué)學(xué)科的特點及實驗條件為課程服務(wù)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決學(xué)生在力學(xué)學(xué)習(xí)中的問題。
3實驗環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
科學(xué)素養(yǎng)(ScientificLiteracy)主要包括人們對于科學(xué)知識達(dá)到基本的了解程度;對科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本的了解程度;對于科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本的了解程度等三方面，科學(xué)素養(yǎng)是公民基本素質(zhì)的一部分。當(dāng)今培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)已成為時代呼喚高科技人才的需求，已成為今后社會進(jìn)步、國家生存發(fā)展對公民綜合素質(zhì)的普遍要求?，F(xiàn)在努力培養(yǎng)掌握科學(xué)技術(shù)的新世紀(jì)的公民就意味著將來提高國家的國際地位和綜合國力?？茖W(xué)教育的目標(biāo)有兩個特點:一方面是把如何學(xué)習(xí)科學(xué)納人科學(xué)教育的目標(biāo);另方面是強調(diào)學(xué)生個性和潛能的發(fā)展。因此為了適應(yīng)國家建設(shè)、科技事業(yè)發(fā)展的需要，創(chuàng)新型人才應(yīng)該具備良好的科學(xué)素養(yǎng)，應(yīng)該具備必要的科學(xué)知識，科學(xué)的思維方式，對科學(xué)的理解，科學(xué)的態(tài)度與價值觀，以及運用科學(xué)知識和方法解決問題的意識和能力 [1] 。力學(xué)知識作為工程技術(shù)人才的所必須具備的知識，力學(xué)課程的教學(xué)也就顯得格外的重要，在教學(xué)過程中，必須要把對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高作為教育的一個基本目標(biāo)。學(xué)生經(jīng)過高等學(xué)校的學(xué)習(xí)，理工科的學(xué)生應(yīng)該具備良好的道德品質(zhì)、豐富的知識和技能、具有創(chuàng)造性思維和分析問題解決問題的能力，具有誠信的態(tài)度和健康向上的精神，成為國家建設(shè)的棟梁。為了達(dá)到教育目標(biāo)，需要靠教育過程中的各個教學(xué)環(huán)節(jié)來體現(xiàn)，而實驗環(huán)節(jié)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)起著重要作用。對于理工類的許多學(xué)科和專業(yè)，力學(xué)是主修骨干課程，它既有一條發(fā)展的主線，又與其它課程有著密切聯(lián)系。 通過對力學(xué)專門知識的系統(tǒng)的深入的鉆研和專業(yè)工程中的應(yīng)用訓(xùn)練，學(xué)生逐步掌握廣博深入的力學(xué)知識，學(xué)會正確的思維方法，獲得分析和解決工程中與力學(xué)有關(guān)問題的能力。實驗又在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中處于承上啟下的重要階段。力學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要。在實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行過程中讓學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行有意義的建構(gòu)，通過使用先前所學(xué)的力學(xué)理論去進(jìn)行有意義的建構(gòu)當(dāng)前試驗內(nèi)容，如果遇到問題需要課后找資料自學(xué)，這就培養(yǎng)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，即學(xué)會學(xué)習(xí);同時在實驗中，學(xué)生通過一個完整的科學(xué)研究過程的訓(xùn)練，初步瞳得如何從事科學(xué)研究，培養(yǎng)了實踐能力，即學(xué)會做事;在實驗中，與指導(dǎo)老師的溝通，與同組同學(xué)的溝通與合作，在全班同學(xué)面前的表達(dá)能力等，既學(xué)會協(xié)作;同時，學(xué)會力學(xué)實驗的實踐操作技能，掌握技術(shù)，適應(yīng)生存。在這一系列的過程中，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在慢慢的培養(yǎng)起來。
4力學(xué)實驗與工程實際結(jié)合緊密，是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的必要手段
實驗在各個學(xué)科中的地位都是十分重要的，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，離不開實驗，不經(jīng)過實驗檢驗的理論，也僅僅是空頭理論。力學(xué)課程的教學(xué)過程更是離不開實驗環(huán)節(jié)，在力學(xué)發(fā)展的道路上，許多科學(xué)家的發(fā)明、創(chuàng)造都是靠大量科學(xué)實驗而得到的結(jié)果，因而實驗?zāi)芰υ谂囵B(yǎng)現(xiàn)代工程技術(shù)人才中，占有重要的地位。在力學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中，肯定會遇到很多困難，結(jié)合實驗進(jìn)行學(xué)習(xí)是一個十分有效的方法。實驗教學(xué)是一種智力與能力，理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)活動。其功能是鞏固加深對力學(xué)基本概念，基本理論的理解，并使學(xué)生在接觸和熟悉實驗儀器的使用過程中掌握基本測試技能，了解科學(xué)的實驗方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論綜合分析問題和解決實際問題的能力，有利于養(yǎng)成學(xué)生手腦并用，細(xì)心觀察事物的習(xí)慣，讓學(xué)生了解進(jìn)行實驗是解決工程問題的有效手段。所以，實驗教學(xué)是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，與理論教學(xué)是相輔相成的。要培養(yǎng)出優(yōu)秀科技人才，離不開實驗教學(xué)。
5力學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)
創(chuàng)新能力是能夠創(chuàng)造出具有社會價值的新理論和新事物的各種心理特點的綜合，是指能獨創(chuàng)性解決問題的能力。主要包括創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造性想象，而以創(chuàng)造性思維為創(chuàng)造性心理的核心。創(chuàng)造性思維是人類思維的綜合，是智力發(fā)展的高級表現(xiàn)形式。當(dāng)人類進(jìn)入了21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是日新月異，國家之間，行業(yè)之間的競爭越來越激烈，其中，人才的競爭更是愈演愈烈，說到人才的競爭歸根結(jié)底是創(chuàng)新能力的競爭。在培養(yǎng)工程技術(shù)人才的教育過程中，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分必要和重要的。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是各個學(xué)科教育的重要目的，學(xué)科發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開創(chuàng)新能力[2]。力學(xué)學(xué)科的教育更是應(yīng)該注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這就要求在教學(xué)過程中通過多方面的訓(xùn)練提高學(xué)生的思維能力，發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。力學(xué)實驗就是一個很好的訓(xùn)練手段。工程力學(xué)實驗作為工程力學(xué)課程的組成部分，它對學(xué)生實際操作技能的訓(xùn)練，動手能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新思維的形成等都有重要作用。在力學(xué)實驗包括基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、開放性實驗等，學(xué)生通過基礎(chǔ)實驗熟練掌握了儀器、設(shè)備的使用方法和工作原理，完成教學(xué)大綱要求的基本實驗技能。之后，再通過進(jìn)行綜合性實驗，讓學(xué)生把相關(guān)的知識用實驗的方法結(jié)合起來去解決問題，提高學(xué)生對知識的綜合認(rèn)知水平。最后，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計性，創(chuàng)新性實驗，此類實驗才是實驗環(huán)節(jié)的關(guān)鍵所在，實驗者的設(shè)計思想和動手能力將在這一階段集中地體現(xiàn)出來。讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，包括實驗所用儀器，實驗步驟，實驗原理等，在設(shè)計性實驗中，學(xué)生將成為實驗研究的主角，通過專業(yè)基礎(chǔ)知識與工程實際相結(jié)合，一定能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造性，尤其是提供了所學(xué)知識的縱向和橫向擴展與創(chuàng)新的舞臺，既加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用又訓(xùn)練了學(xué)生解決問題，處理問題的能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。
6小結(jié)
力學(xué)教學(xué)具有理論性、工程實踐性強的特點，實驗環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中必不可少的，實驗對教學(xué)的作用也是十分明顯的，但是，現(xiàn)階段我們的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)還不是很成熟，有些院校對力學(xué)實驗課時比率設(shè)置較低，或者借課改減少其所占比率。我希望廣大的力學(xué)教育工作者繼續(xù)加深對力學(xué)教學(xué)方法的探索，尤其是對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的特點，提高力學(xué)教育的水平，多多培養(yǎng)出具有良好科學(xué)素養(yǎng)，創(chuàng)新能力強的新時代工程技術(shù)人才!
參考文獻(xiàn)
[論文摘要]論文結(jié)合教學(xué)實踐，提出了以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主、以現(xiàn)代化教學(xué)手段為輔的教學(xué)方法。結(jié)合實例講清楚基本概念，夠用為度重點突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學(xué)應(yīng)遵循的模式，并與多媒體輔助教學(xué)手段有機地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，達(dá)到提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。
一、前言
《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué)，它建立在現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔?、原理的抽象性、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點，對學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。
我校機械設(shè)計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動、水力學(xué)、流體機械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。
為此，作者通過教學(xué)實踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。
二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主
《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識模塊，它要求學(xué)生具備扎實的微積分知識、力學(xué)知識等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因為在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點、強調(diào)難點，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動，會達(dá)到很好的教學(xué)效果。
(一)結(jié)合實例，講清楚基本概念
流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計客運量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時刻（站點）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點跟蹤，它與跡線的定義對應(yīng)；②在每一公交站點安排記錄員，記錄不同時刻經(jīng)過該站點車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應(yīng)。
在講解伯努利方程原理的時候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強越小；反之亦然。
概念是公式推演的基石，沒有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會達(dá)到事半功倍的效果。
（二）以用為度，重點突出理論公式的應(yīng)用
伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始，強調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義，掌握公式的實際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動力學(xué)伯努利方程時，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規(guī)律時，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程，因為它在解決一般平衡流體內(nèi)部的壓強分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續(xù)性方程和動量方程的學(xué)習(xí)，只強調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點突出。
不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。
三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔
當(dāng)前以計算機多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識開始，逐步上升到理性認(rèn)識，進(jìn)而能夠達(dá)到運用知識解決問題的能力。
結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團隊制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計與制作多媒體課件時，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團隊收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時候，制作了雷諾實驗的FLIASH素材，以動畫的形式向?qū)W生展示了流體流動的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。
多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學(xué)重點；也有的教師忽略學(xué)生對課件內(nèi)容理解消化的時間，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。
四、總結(jié)
流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R貫通，突出重點，化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實踐中的體會，愿與同行共同切磋。
基金項目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程
[參考文獻(xiàn)]
[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學(xué)[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2006．
勤于鍛煉，增強體質(zhì)
每天清晨天剛微亮，在清華大學(xué)南面的中老年網(wǎng)球場上，就有不少老同志開始打網(wǎng)球，如此的運動，他們風(fēng)雨無阻地已經(jīng)堅持了幾十年。在這個健康、團結(jié)、快樂的集體中，有一位白發(fā)長者：他是這個老年團隊中年齡最大(82歲)、球齡最短(10年)、球藝進(jìn)步最快(這是球友們公認(rèn)的)、堅持最好的(幾乎不請假)的好隊員。要問這位長者是誰?他就是中國科學(xué)院院士，清華大學(xué)工程力學(xué)系教授黃克智先生。
黃克智院士今年82歲，他從40歲開始堅持每天清晨跑步，一跑就跑了26年，累計里程估計已繞地球好幾圈了。當(dāng)他66歲時，有人勸他老年人鍛煉方式以太極拳最適宜，于是他66歲開始學(xué)習(xí)太極拳，并把楊氏、陳氏等各式太極拳都學(xué)了一遍，這樣堅持了幾年，他又發(fā)現(xiàn)太極拳對他來說運動量不夠，雖然自己已到70高齡，但精力還是非常充沛，體力也比一般同齡人要好。于是黃克智又想給自己加碼，換個運動量大些的鍛煉方式――在古稀之年，他參加清華大學(xué)初級游泳班，和一批孫子輩的小學(xué)生們在同一個游泳池內(nèi)接受從零開始的訓(xùn)練；游了2年，他又感到不滿意，這次可不是鍛煉的方式，而是時間不合適(因為清華游泳池只有中午對老年人開放)，游泳一次幾乎要花掉他3個小時的工作時間，這讓他覺得時間上付出太多，必須另找出路。于是在72歲高齡時，黃克智又干了一件讓人吃驚的事―學(xué)習(xí)打網(wǎng)球。從那時起，他每天堅持，至今已10年有余。按照黃克智自己的說法：“這是我最后一次選擇，網(wǎng)球給了我極大的快樂，那就是健康與友誼。打網(wǎng)球，這也是我最滿意的一次選擇?！?/p>
自從堅持打網(wǎng)球以來，黃克智自己覺得受益匪淺。體重減輕了，大肚子消失了，原有的三高老年病(高脂血癥、高血壓，高血糖)都控制住了。雖已82高齡，但他精力充沛，目前仍在教學(xué)、科研第一線滿負(fù)荷地工作。當(dāng)黃克智嘗到了堅持鍛煉的甜頭，他就覺得必須把這件事告訴年輕人，讓他們認(rèn)識到堅持鍛煉，注重健康要從年輕時做起。于是他一方面教育自己在國外的兩個兒子，要求他們每天鍛煉。現(xiàn)在在美國當(dāng)教授的兒子，也和他一樣帶著妻子每天堅持鍛煉1小時；黃克智自己早晨和夫人(77歲)每天打網(wǎng)球1小時，他們真可稱得上模范的鍛煉之家了。另一方面，黃克智動員工作組里的年輕人參加鍛煉。介紹他們參加網(wǎng)協(xié)，幫助他們聯(lián)系球場；起步時，幫他們配置球拍、網(wǎng)球；親自上場檢查他們出席情況，有時他自己也會充當(dāng)教練。
自從打網(wǎng)球以來，黃克智夫婦感到晚年生活十分充實。這是一個非?？鞓?、和諧的團隊。真如他自己所說：“打球增強了我的體質(zhì)，增加了快樂，增進(jìn)了友誼，保證了我精力充沛的一天工作?！?/p>
健康是工作成就的保證
現(xiàn)在許多同志，人未老，心先老，只要一退休，就認(rèn)為自己的一切都快結(jié)束，手腳懶了，不愿動了，頭腦懶了，不再考慮問題了，于是真的很快出現(xiàn)老態(tài)了，并且各種老年病也相繼而來了。在黃克智身上永遠(yuǎn)看不到“老的心態(tài)”――他自己從不服老。黃克智的一生，是不停學(xué)習(xí)、不停研究新科學(xué)技術(shù)的一生。
他的生活十分規(guī)律：清晨4點半起床就開始工作1.0～1.5小時，然后迎著晨曦前往球場鍛煉1小時。出一身大汗，回家洗澡，吃早點，然后休息半小時，上午9～12時開始工作。午睡1.0～1.5小時后，下午3～6時工作，傍晚6～7時散步。晚上除了特別任務(wù)，黃克智一般不工作，彈1小時鋼琴，晚10點開始準(zhǔn)備休息。目前他的生活非常單一，除了工作就是打球，對于社會上的花花綠綠新聞，從不關(guān)心。他常勸有些年輕人，要看準(zhǔn)目標(biāo)，努力地、安心地工作；要做到功到自然成，不要太刻意地去追求回報，否則自己活得很累，別人還不見得對你很認(rèn)可。
由于黃克智一生不懈地努力，他的工作成績顯善培養(yǎng)了77位研究生(兩位已當(dāng)上中科院院士，兩個學(xué)生獲百篇優(yōu)秀博士論文獎)，獲得過40余項國內(nèi)外學(xué)術(shù)獎；出版過7部教材與專著，300多篇學(xué)術(shù)論文。他自己在學(xué)習(xí)上從不滿足，永遠(yuǎn)要向新的學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)軍。平均每10年他都要更換一個新的學(xué)科方向(而且在每一個學(xué)科方向都作出了出色的成果)，緊緊跟上國際先進(jìn)水平。在上世紀(jì)60年代，黃克智主要研究殼體理論；70年代研究壓力容器；在改革開放后，他主要研究斷裂力學(xué)、宏細(xì)觀力學(xué)等新領(lǐng)域；80年代黃克智研究智能材料相變力學(xué)，成功地與他的學(xué)生根據(jù)熱力學(xué)、細(xì)觀力學(xué)和材料相變物理機制提出了一個新的相變本構(gòu)模型，解釋了屈服應(yīng)力依賴于溫度曲線在轉(zhuǎn)變溫度處的異?，F(xiàn)象，并應(yīng)用于陶瓷的相變增韌。70歲以后，他轉(zhuǎn)向了微米力學(xué)和納米尺度力學(xué)的研究，并在這兩個領(lǐng)域的研究中，與合作者發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造了很多新的知識和理論。他在國際頂級力學(xué)雜志中發(fā)表的論文，多次在每年超過9000篇力學(xué)論文中被引用率位列前10名，獲得美國機械工程師協(xié)會(ASME)2004年唯一Melville大獎。80歲以后的他，又開始轉(zhuǎn)向可伸展電子元件的力學(xué)，我們相信他在這方面也一定會取得好的成果!
由于在科研和教學(xué)過程中的突出表現(xiàn)，黃克智連續(xù)獲得了多項獎勵，包括清華大學(xué)2004―2005年度首屆突出貢獻(xiàn)獎，“首屆孺子牛金球杰出獎”，“國家普通高校優(yōu)秀教學(xué)成果特等獎”，“國家自然科學(xué)二等、三等獎(各兩項)”等獎項。在80華誕之際，黃克智榮獲“2007年中國十大教育英才”稱號，2008年11月5日，黃克智又榮獲第四屆全國老教授協(xié)會“科教興國貢獻(xiàn)獎”。
以上提到的是他個人的一些成果，但正如黃克智自己說的：“我認(rèn)為我最主要的成果是我以一生的努力，和其他老師一起，帶出一支老中青相結(jié)合的高水平、團結(jié)向上的學(xué)術(shù)骨干隊伍，在清華大學(xué)形成了一支實力比較雄厚的固體力學(xué)博士生指導(dǎo)力量?！?/p>
