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摘 要：工程力学是工科各专业的专业基础课。为适应国家对卓越工程师的培养需要，整合工程力学课程的教学内容并建成知识模块，增加分析性实验贯穿始末，采用“三环节”与多种教学模式相结合的教学方法，提高学生应用能力、创新能力以及自身素质。
关键词：工程力学 教学内容 教学模式 创新能力
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）02（a）-0038-02
工程力学是工科各专业一门重要的专业基础课，它以高等数学为研究工具，同时，又以结构力学、弹性力学、机械设计基础等后续课程为其延伸，起着承上启下的作用，对培养学生的科学素质、工程素质及创新能力有着重要的意义[1]。
传统的工程力学课程在教学内容和教学模式上基本上没有变化，这对于21世纪对应用型、创新型人才培养的需要是不适用的，并具有一定的局限性。因此，本课程在教学内容和教学模式两方面的改革势在必行。
1 教学内容的整合
为实现《工程力学》课程的实用性和先进性，将教学内容进行优化整合。
首先，本门课程是《理论力学》和《材料力学》的融合。通过对《理论力学》和《材料力学》的传统教学内容进行精心的编排与整合，去粗取精，并添加部分现代工程力学分析方法，使之分成《理论力学》和《材料力学》两分册，按二个学期分别授课。
其次，工程力学课程的特点是多层次、多专业，学时分配和教学内容都差别比较大，因此将课程内容构建成模块，可根据各专业对工程力学课程的不同需求，分层次选择不同的模块进行教学。
最后，在本课程中，除了正常的演示性实验、操作性的实验外，增加贯穿整个课程的分析性实验。即在理论力学演示性实验时，分小组自选任意的小机构作为分析对像，也可以选择身边常见的结构作为研究对象。随着课程的深入，进行静力学受力分析、运动分析、动力分析以及后面材料力学中的强度和刚度计算。使学生对所学知识融会贯通，学有所用。
2 教学模式的改革
教学模式的改革，是提高教学质量的重要因素，关系到学生创造能力的培养和提高。改变传统的灌输式、填鸭式教学模式，突出学生的主体地位，以学生发展为本，以教师为主导[2]。重点表现在抓住课前、课上、课后三环节，针对不同的环节采用不同的教学模式，将传统讲授方式与合作学习式、问题讨论式等教学模式有机的结合起来，充分发挥各个环节在教学中的作用，使学习成为三环节的连续过程，使学生真正的成为主题。
2.1 课前环节—— 分步骤的预习制度的建立
由于工程力学课程理论性比较强，有的比较抽象，因此，预习对于学习本课程很重要，能起到事半功倍的效果。预习制度的建立分两步，首先，每次课结束前，把下次课要讲内容的重点和难点罗列出来，让学生有目的的去预习；其次，让学生带着问题去听课，每次上课前，将自己预习过程中遇到的问题写在一张纸上，然后，在上课前交给老师，老师利用课间大致看看问题，在课程结束之前，老师对学生提出来的具有代表性的问题，进行具体的解答。这样可以推动学生预习，加强学习效果。
2.2 课上环节—启发式、问题讨论式等多种教学模式的应用
首先，采用多媒体与板书相结合的教学手段，根据内容选择最佳的授课方式。例如，在讲运动学模块的内容时，课上多采用多媒体教学，直观的演示物体的运动规律；而在讲基本变形模块中的做内力图问题时，则尽量去采用板书教学，使学生能够跟着老师的思路，按照规律，逐步的画出内力图。
其次，不同的知识模块，要尽量的总结出相应的分析和解决问题的主线，使学生能够对研究的问题思路清晰，做到有的放矢。例如在讲授基本变形模块中，要突出研究的主线，即：实际问题—— 力学模型—— 约束反力—— 内力（图）—— 应力分布规律—— 最大应力（应力状态）—— 度条件（刚度条件）—— 强度计算（刚度计算）[3]。这样能够使学生掌握问题的求解思路和步骤，题目虽然灵活多变，但解题也不会脱离主线。
再次，结合工程案例采用分析讲解与启发式相结合的方法进行教学。
列举工程中的实际例子，把力学教学内容的讲解溶于工程背景中，并逐步启发学生寻找工程背景中的力学问题并给以一定的分析，这样学生在学习力学时就会发生学习迁移，更容易加深对力学原理、基本概念、定理、公式推导、计算方法的掌握和理解。比如，对机械类专业学生讲授材料力学知识模块中的内容时，引用工程机械减速器设计作为工程情景。也可以讲一些与力学相关的小故事，例如，阿基米德发现杠杆定律，激发学生的学习兴趣。教学实践证明，联系工程情景教学法不仅可以使抽象的力学知识通俗化、形象化，还可以活跃课堂气氛，提高学生学习积极性。
最后，适当的采取问题讨论与自学相结合的方式进行教学：根据实际的教学情况，不能舍重就轻，一味的组织大家课上讨论，而忽略教学进度和教学内容。因此，将问题讨论式教学模式与学生们的自学相结合，在课上留下问题，指定内容进行自学，学生自行整理、总结，在下次课利用部分时间进行有针对性的、总结性的发言讨论，既锻炼了学生的自学能力、表达能力，也能完成教学内容，达到事半功倍的效果。
2.3 课后环节—合作学习式和自学式教学模式的应用
首先，采用合作学习式的教学方式布置大作业：组织5～6个学生分成一个小组，布置具有工程背景的大作业，小组成员通过合作，共同完成一项任务。过程包括自己去查阅文献，整理知识点、不同分工、共同讨论、制作结题报告、最后以ppt的形式在课堂上给同学们讲解。
其次，通过自愿式和安排式相结合的辅导答疑形式来实现因材施教。这样，既可以对学生的学习情况进行摸底，掌握学生的个性和学习习惯，从而因材施教；又对学生的学习起到推动督促的作用。指定答疑时，可让学生事先查阅文献，查找与课程相关的工程实例，答疑时，给老师讲解原理和内容，既可以锻炼学生的能力、促进学习兴趣、调动热情，又能为教学积累素材。
对于“三环节”的教学模式，并不是所有章节内容都千篇一律的使用，这样也会无形中增加学生的负担。授课教师可以根据不同的章节内容，选择不同的环节和相应的教学模式，达到最佳的授课效果。
3 教改的效果和体会
通过对卓冶2011班级学生的教学实践，体会到了教学内容改革和三环节教学模式的应用对激发学生的学习兴趣、活跃思维、增强创新能力等方面的有效性。尤其对于学生自身素质（例如表达能力、合作协调能力、分析问题解决问题的能力）的提高比较显著。但也存在着一些不足，例如学生的课程科目比较多，学生对每门课程的喜爱程度不一样，因此，预习制度的推广就会受到一些影响。其次，融会贯通的教学内容和讨论式教学模式要求教师有宽广的知识面和扎实的知识体系，这对教师的要求进一步提高。因此，教学改革无论是教师自身还是学生方面，都还需要继续深入扩展和完善。
参考文献
[1] 杜庆华.力学与工程应用[M].北京：中国林业出版社，1998.
[2] 林静.高校新型课堂教学模式的选择及实现方法[J].中国大学教学，2011（9）：74-77.
[3] 张文阁.以材料力学课程为载体.努力实践对学生综合能力的培养—— 力学课程报告论坛[M].北京：高等教育出版社，2006.
关键词：工程力学 教学内容 教学模式 创新能力
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）02（a）-0038-02
工程力学是工科各专业一门重要的专业基础课，它以高等数学为研究工具，同时，又以结构力学、弹性力学、机械设计基础等后续课程为其延伸，起着承上启下的作用，对培养学生的科学素质、工程素质及创新能力有着重要的意义[1]。
传统的工程力学课程在教学内容和教学模式上基本上没有变化，这对于21世纪对应用型、创新型人才培养的需要是不适用的，并具有一定的局限性。因此，本课程在教学内容和教学模式两方面的改革势在必行。
1 教学内容的整合
为实现《工程力学》课程的实用性和先进性，将教学内容进行优化整合。
首先，本门课程是《理论力学》和《材料力学》的融合。通过对《理论力学》和《材料力学》的传统教学内容进行精心的编排与整合，去粗取精，并添加部分现代工程力学分析方法，使之分成《理论力学》和《材料力学》两分册，按二个学期分别授课。
其次，工程力学课程的特点是多层次、多专业，学时分配和教学内容都差别比较大，因此将课程内容构建成模块，可根据各专业对工程力学课程的不同需求，分层次选择不同的模块进行教学。
最后，在本课程中，除了正常的演示性实验、操作性的实验外，增加贯穿整个课程的分析性实验。即在理论力学演示性实验时，分小组自选任意的小机构作为分析对像，也可以选择身边常见的结构作为研究对象。随着课程的深入，进行静力学受力分析、运动分析、动力分析以及后面材料力学中的强度和刚度计算。使学生对所学知识融会贯通，学有所用。
2 教学模式的改革
教学模式的改革，是提高教学质量的重要因素，关系到学生创造能力的培养和提高。改变传统的灌输式、填鸭式教学模式，突出学生的主体地位，以学生发展为本，以教师为主导[2]。重点表现在抓住课前、课上、课后三环节，针对不同的环节采用不同的教学模式，将传统讲授方式与合作学习式、问题讨论式等教学模式有机的结合起来，充分发挥各个环节在教学中的作用，使学习成为三环节的连续过程，使学生真正的成为主题。
2.1 课前环节—— 分步骤的预习制度的建立
由于工程力学课程理论性比较强，有的比较抽象，因此，预习对于学习本课程很重要，能起到事半功倍的效果。预习制度的建立分两步，首先，每次课结束前，把下次课要讲内容的重点和难点罗列出来，让学生有目的的去预习；其次，让学生带着问题去听课，每次上课前，将自己预习过程中遇到的问题写在一张纸上，然后，在上课前交给老师，老师利用课间大致看看问题，在课程结束之前，老师对学生提出来的具有代表性的问题，进行具体的解答。这样可以推动学生预习，加强学习效果。
2.2 课上环节—启发式、问题讨论式等多种教学模式的应用
首先，采用多媒体与板书相结合的教学手段，根据内容选择最佳的授课方式。例如，在讲运动学模块的内容时，课上多采用多媒体教学，直观的演示物体的运动规律；而在讲基本变形模块中的做内力图问题时，则尽量去采用板书教学，使学生能够跟着老师的思路，按照规律，逐步的画出内力图。
其次，不同的知识模块，要尽量的总结出相应的分析和解决问题的主线，使学生能够对研究的问题思路清晰，做到有的放矢。例如在讲授基本变形模块中，要突出研究的主线，即：实际问题—— 力学模型—— 约束反力—— 内力（图）—— 应力分布规律—— 最大应力（应力状态）—— 度条件（刚度条件）—— 强度计算（刚度计算）[3]。这样能够使学生掌握问题的求解思路和步骤，题目虽然灵活多变，但解题也不会脱离主线。
再次，结合工程案例采用分析讲解与启发式相结合的方法进行教学。
列举工程中的实际例子，把力学教学内容的讲解溶于工程背景中，并逐步启发学生寻找工程背景中的力学问题并给以一定的分析，这样学生在学习力学时就会发生学习迁移，更容易加深对力学原理、基本概念、定理、公式推导、计算方法的掌握和理解。比如，对机械类专业学生讲授材料力学知识模块中的内容时，引用工程机械减速器设计作为工程情景。也可以讲一些与力学相关的小故事，例如，阿基米德发现杠杆定律，激发学生的学习兴趣。教学实践证明，联系工程情景教学法不仅可以使抽象的力学知识通俗化、形象化，还可以活跃课堂气氛，提高学生学习积极性。
最后，适当的采取问题讨论与自学相结合的方式进行教学：根据实际的教学情况，不能舍重就轻，一味的组织大家课上讨论，而忽略教学进度和教学内容。因此，将问题讨论式教学模式与学生们的自学相结合，在课上留下问题，指定内容进行自学，学生自行整理、总结，在下次课利用部分时间进行有针对性的、总结性的发言讨论，既锻炼了学生的自学能力、表达能力，也能完成教学内容，达到事半功倍的效果。
2.3 课后环节—合作学习式和自学式教学模式的应用
首先，采用合作学习式的教学方式布置大作业：组织5～6个学生分成一个小组，布置具有工程背景的大作业，小组成员通过合作，共同完成一项任务。过程包括自己去查阅文献，整理知识点、不同分工、共同讨论、制作结题报告、最后以ppt的形式在课堂上给同学们讲解。
其次，通过自愿式和安排式相结合的辅导答疑形式来实现因材施教。这样，既可以对学生的学习情况进行摸底，掌握学生的个性和学习习惯，从而因材施教；又对学生的学习起到推动督促的作用。指定答疑时，可让学生事先查阅文献，查找与课程相关的工程实例，答疑时，给老师讲解原理和内容，既可以锻炼学生的能力、促进学习兴趣、调动热情，又能为教学积累素材。
对于“三环节”的教学模式，并不是所有章节内容都千篇一律的使用，这样也会无形中增加学生的负担。授课教师可以根据不同的章节内容，选择不同的环节和相应的教学模式，达到最佳的授课效果。
3 教改的效果和体会
通过对卓冶2011班级学生的教学实践，体会到了教学内容改革和三环节教学模式的应用对激发学生的学习兴趣、活跃思维、增强创新能力等方面的有效性。尤其对于学生自身素质（例如表达能力、合作协调能力、分析问题解决问题的能力）的提高比较显著。但也存在着一些不足，例如学生的课程科目比较多，学生对每门课程的喜爱程度不一样，因此，预习制度的推广就会受到一些影响。其次，融会贯通的教学内容和讨论式教学模式要求教师有宽广的知识面和扎实的知识体系，这对教师的要求进一步提高。因此，教学改革无论是教师自身还是学生方面，都还需要继续深入扩展和完善。
参考文献
[1] 杜庆华.力学与工程应用[M].北京：中国林业出版社，1998.
[2] 林静.高校新型课堂教学模式的选择及实现方法[J].中国大学教学，2011（9）：74-77.
[3] 张文阁.以材料力学课程为载体.努力实践对学生综合能力的培养—— 力学课程报告论坛[M].北京：高等教育出版社，2006.