高职工程力学教学

高职工程力学教学（共12篇）

高职工程力学教学 篇1

近年来, 高等职业技术教育的教学目标已由过去的纯理论教学转变为以培养技能应用型人才为主, 这类人才必须适应生产、服务、管理、建设等第一线的需要, 具备必要的理论知识和较强的动手能力。为适应教育改革与时代发展的要求, 职教教师必须紧跟时代步伐, 大胆更新教育理念。工程力学作为一门基础理论课, 为后续专业课程提供理论依据和相应的计算方法, 应以“实用、够用”为原则, 删繁就简, 才能在课时被大大压缩的情况下, 取得令人满意的教学效果。

一、高职工程力学课程教学面临的问题

1. 教学方法落后, 教学手段单一

传统的工程力学教学方式就是老师在讲台上讲, 学生在下面听, 缺乏现代化的教学手段。由于图形比较多, 老师在黑板上画图既浪费时间, 又不全面, 不能全面地显示出工程对象的力学结构。学生感到抽象、枯燥、乏味、听不懂, 严重打击他们学习的主动性和积极性, 也谈不上培养他们解决工程实际问题能力。

2. 教材内容过于追求全面, 过于理论化, 很难适应职业教育的需要

传统工程力学课程体系沿袭上世纪80年代的教学体系, 在该体系下, 理论力学部分将静力学、运动学和动力学分开来讲, 花大量篇幅讲了运动学和动力学知识, 既空洞、立意又难, 作为高职院校学生很难听懂, 而且也背离了“适应、够用”的原则, 很难满足工程力学少学时教学的需要, 并且有些内容又与高中物理重复, 教材编排极不合理。

3. 教材中的例题和习题过于模型化, 缺乏与工程实际的联系

对于以培养应用型人才为目标的职业院校, 学习工程力学的目的, 主要是为了掌握对各类机械结构进行力学分析的基本方法, 培养学生对复杂或简单工程对象正确建立力学模型的能力, 与工程实际相联系的例题和习题是必不可少的。

二、应对措施

1. 重建课程体系, 优化教材内容, 编写校本教材

(1) 编写校本教材, 突出公理、定理的应用。在职业教育中, 重视的是理论体系“怎么用”而非要问“为什么”, 因而, 删除那些繁杂的推导过程, 重点培养学生应用定理、公理解决实际问题的能力。工程力学教材内容应围绕以掌握概念为基础, 以强化应用为重点, 以计算分析为手段的中心内容展开。在这一指导原则下, 组织人员编写校本教材。校本教材的编写应在对传统教材内容进行合理整合的基础上, 结合学校学生素质情况, 引入联系工程实际的、具有代表性的例题、习题和思考题, 适当增加实验教学课时和力学大作业, 强化实验环节, 培养学生动手能力, 培养技能型、应用性型人才。打破工程力学由理论力学和材料力学两部分简单组合的原课程体系, 将教材的整体框架按静力学、杆件的四种基本变形、组合变形重新组合, 在讲完静力学后, 即可安排材料力学部分的教学, 并将外力分析与内力、应力、强度、刚度分析有机结合起来, 以加强知识的联系性和科学性, 使学生提高理论联系实际的能力。

(2) 优化教材内容, 突出“适用、够用”。对课程进行重组、删减、增加、拓展。删除运动学与动力学的内容, 重点抓好静力学教学。而在静力学部分, 受力分析是基础, 是关键。只有正确进行受力分析, 才能对复杂力系进行简化, 正确建立物体在力系作用下的平衡方程并解决工程实际问题。这里要让学生初步树立一种力学解题思路, 将复杂的力学问题简单化、条理化。那就是解决静力学平衡问题的“三步曲”:第一步, 确定研究对象;第二步, 取分离体并画受力图;第三步, 列静力学平衡方程求解。只要学生能够完整地走完这三步, 则所有的静力学平衡问题均可解决。这样不仅能使复杂问题简单化, 烦杂问题条理化, 还能教给学生一种解决实际问题的思维方式, 从而引起学生对工程力学这门课程的学习兴趣, 进而学好工程力学这门课程。

(3) 采用模块化教学。在我国, 模块化教学法大概从上世纪90年代已经开始进行探索。它是以现场教学为主, 以技能培训为核心的一种全新的教学模式。在准备阶段 (即备课) , 应以岗位任务为依据确定模块, 以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线。在实际应用中, 可以将受力分析、平面力系、空间力系、四种基础变形、组合变形、压杆稳定单独作为教学模块, 根据不同的专业, 通过模块间灵活合理的搭配, 培养学生宽泛的基础人文素质、基础从业能力, 进而培养其合格的专门职业能力。

2. 改革教学方法及手段

(1) 用生活实例解释力学中的定理、公式, 取代繁杂的数学推导 (证明) 过程。力学中的定理、推论较多, 可结合实际, 把一些枯燥的定理、公式用形象生动的生活实例来阐明。如讲到等截面面积的空心圆轴与实心圆轴承受载荷能力大小时, 可以引导学生观察脚手架为什么用空心的而非实心的, 并进而作答。通过举例, 使同学们觉得力学并不深奥, 而是与生活实际密切联系, 使他们产生学习兴趣, 并化为一种学习动力。

(2) 制作课件, 采用多媒体教学方式, 减少板书时间, 提高教学效率和效果。利用课件进行多媒体教学, 将一些工程实例、抽象难懂的内容通过屏幕生动地展现在学生面前, 不仅形象生动, 赏心悦目, 而且能够体现启发式教学过程, 做到新内容、新体系、新方法、新手段的有机结合, 提高课堂节奏和教学效率, 提高课程的教学质量。

(3) 加强实验教学, 提高学生动手能力。实验教学的目的, 主要是为了提高感性认识, 培养学生的动手能力。如在万能材料试验机上进行材料力学性能实验时, 首先通过计算机模拟有关实验过程, 并开放实验室, 让学生利用课外时间熟悉仪器设备及实验程序, 再上机操作。这样既可缓解设备不足的矛盾, 也可减少实验材料的消耗。对于工程实际中或身边的力学问题, 可以引导学生利用力学知识和方法, 进行分析和研究, 使学生有一种成就感。

(4) 探索新的教学方法。目前的教学模式还是以课堂讲述为主, 教师讲, 学生听, 越讲越细, 越讲越深, 学生不能事先掌握学习内容, 学习主动性和积极性得不到发挥。可采取让学生课前预习, 课上讨论的形式进行。对于例题, 还可采取“研究式”, 即先留时间让学生自己分析解题思路, 提出问题, 然后由教师引导学生经论证和数学演绎, 最后得出结果。更多更好的教学方法还需要教师在实践的过程中去探索。

3. 要善于调动学生学习的主动性、积极性

(1) 一开始就引入一些工程、生活中的实例, 勾起学生欲知答案的好奇心。如足球运动员如何踢出弧线球, 天花板上的横梁截面为什么是矩形, 建筑工地上搭建脚手架的钢管为什么是空心的, 千斤顶为什么能承受那么大的重量, 挑水的扁担有变形为什么感觉到肩膀比较舒服 (受力的冲击小) 等等。学生对此类贴近生活的例子很感兴趣, 会一下子拉近工程力学与现实生活的距离, 使学生能从一开始就对工程力学产生浓厚的兴趣。

(2) 提倡对话式教学, 加强与学生的互动。教师可以给学生创造一种自由的学习环境, 与学生建立和谐的关系, 课堂上留出时间允许学生自由发言, 自由提问, 鼓励质疑, 促进学生独立思考, 形成师生间良好互动关系, 这样有利于学生理解、深化、拓宽所学内容。这样一方面能够提高学生在公开场合的应对能力, 提高学生心理素质, 增强自信心;另一方面有利于培养学生的语言表达能力, 由被动接收变成主动吸纳。通过参与, 还能使学生从知识的接受者变为研究者、思考者。

(3) 改变教学观念, 以学生为主体, 教师为指导。要彻底提高教学效果, 只有充分挖掘学生的主动性, 通过提问的方式, 多让学生主动参与其中, 自己寻找答案, 才能充分调动学生学习力学的积极性, 完成由应试教育向“应用”教育转变。

工程力学教学改革, 需要所有从事该门课程教学的教师们长期探讨、不断摸索。爱因斯坦说过:“发展独立思考和独立判断的一般能力, 应当始终放在首位, 而不应当把获得专业知识放在首位”。把职业教育的教学定位在能力和素质教育这个更高的层面, 我们还有很多的问题需要思考、努力。

参考文献

[1]邹春伟, 郭少华.谈力学教学模式的改革[J].力学与实践, 2003, (5) .

[2]张宇星.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育, 2005, (4) .

[3]邬学强.工程力学教学改革的思考与实践[J].职业教育研究, 2005, (6) .

高职工程力学教学 篇2

摘要：课程教学改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。《建筑力学》是高职高专院校土建施工类专业一门重要的职业技术课，是学习后继职业技术课程和从事技术工作的重要基础。为了提高该课程的教学质量，结合高职教育要求、学生素质特点以及教学实践经验等，本文从教学理念、教学内容、教学模式、教学方法和手段、课程考核环节、师生交流等方面进行了探讨和实践。

关键词：教学改革、教学理念、教学模式

近年来，我国高等职业教育蓬勃发展，作为高等教育的一种类型，有其鲜明的特点。为了进一步落实《国务院关于大力发展职业教育的决定》，教育部出台了《关于全面提高高等职业教育教学质量的意见》。其中重点指出课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。本文结合高职教育要求、学生素质特点以及笔者从事高职教育教学实践的经验对《建筑力学》课程教学改革进行探讨。

1、积极转变教育教学理念[1]

我国高职教育近年来才大力发展，高职院校大部分由中专院校升格而来，教师一般来自中专院校或本科院校或研究型院校。高职教育有别于中职教育和本科教育，中职教育理念和本科教育理念都不能很好的适应高职教育，因此需要教师积极转变教育教学理念，探索高职教育发展规律，才能提高教育教学质量，培养符合社会需要的高素质、技能型专门人才。本着以人为本的绿色教育理念，为了适应高职教育特点，我一方面经常参阅相关资料、信息，学习高职教育文件，高职教育教学论文，不断学习高职教育理念；另一方面积极向有经验的教师请教，和学院督导交流思想，听取合理建议。在讲授《建筑力学》时，由重视知识体系本身的完整性转变重视知识的实用性；由单纯理论讲解转变为理论与实践相结合，学生在学习知识时不仅仅面对课本，有时还面对的施工现场、教学模型等；由传统的填鸭式教学模式转变为师生交流、讨论的互动式教学模式；由单一以分数来评定学习效果的结果性考核转变为综合考虑学习态度、出勤率、回答问题、作业和小测试、考试等方面的重能力和素质培养的全过程考核。高职教育理念逐渐清晰，教育理念的转变带来了教学效果的提高。

2、优化教学内容

《建筑力学》课程是高职高专院校土建施工类专业的一门重要职业基础课程，以物理学、数学为基础，整合了《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》的部分知识，培养学生具有初步对建筑工程结构问题的简化能力，一定的力学分析能力和计算能力，是学习有关职业技术课和从事专业技术工作的基础。由于它以物理学、数学为基础，知识点多，难度大，并且高职教育要求减少理论课时，学生基础知识相对薄弱（甚至还有些同学在高中学习文科），因此要想取得理想的教学效果，必须优化教学内容。对于后续的职业技术课程以及在生产、建设、管理和服务第一线暂时用不上的知识点不在课堂上讲授，鼓励感兴趣的同学可以通过自学方式去拓展视野；对于难懂的知识点注重实践应用而弱化理论推导；对于在教材中整合不当的问题进行修正。对于重要的知识点必须讲透，不能完全受课时的限制。比如平衡条件、内力，是强度计算十分重要的基础，并且对于不同的计算结构简图，表现形式又不相同，初学时很容易迷惑。因此在在授课时，根据学生的接受程度，合理安排课时。

总之，讲授的内容以“必须、够用”为度，让学生感觉它有用，而不是难，以增强学生学习的信心和兴趣。为职业技术课程学习和工作打下良好的基础。

3、改进教学模式

传统的填鸭式的教学模式，在整个教学过程中，教师以传授知识为中心，学生被动的接

受，很少能够主动参与教学过程。学生在这种单一的模式下很容易疲劳，养成依赖性，思维懒惰、僵化[2]。而高职教育不仅仅使学生掌握科学知识，更重要的是锻炼实践能力、学习能力、创新能力等，全面提高学生素质。因此就要求在教学过程中充分发挥教师主导作用，学生主体作用，使学生变被动学习为主动学习。相应的教学模式也应转变为学生能够积极参与的互动式教学模式，使学生能在启发、引导、讨论、自我发现下掌握知识。

4、丰富教学方法和手段

多样的教学方法和手段是提高教育教学质量的重要保障。因此在授课时，不能单一采用课堂讲授法，而要积极采用更适合学生积极参与的启发式教学法、问题教学法、讨论教学法、现场教学法、案例教学法、演示教学法等[3]，教师可以通过课件、挂图、构件模型来演示结构或构件的受力和变形。

5、抓好课程考核环节[4]

为了能够更加全面、客观的考核学生的知识、能力和素质，采用综合考虑学习态度、回答问题、纪律性、作业表现、考试成绩，重能力和素质的全过程考核[3]。

平时成绩占总成绩的20%，包括学习态度、出勤率、回答问题、作业和小测试等方面，分别占有一定的权重。考察学生的学习能力、创新能力和表达能力等；期中考试成绩占总成绩的30%，主要让学生对阶段性学习进行检测，发现学习中的问题，为以后继续学习找准努力的方向；期末考试成绩占总成绩的50%，主要题型有选择题、判断题、填空题、作图题、简答题、计算题，题型丰富多样，考察学生对基本概念、原理的掌握程度，力学分析能力和计算能力等。

6、加强师生交流

我在教学过程中也十分重视与学生的沟通交流、谈心，了解学生的基础知识情况，乐意接受的学习方式，以及自身授课中存在的不足。根据学生的特点，来调整安排授课形式、方法和手段等，力争以人为本、因材施教。在传授知识的同时，注重能力和素质的培养，为以后的职业技术课程学习和将来的工作打下良好的基础。

在以后的教学过程中，我将继续解放思想，深化教学改革，不断提高教学质量，为高职教育贡献一份力量。参考文献：

[1] 丁晓玲 曾桂香.高职《建筑力学》教学改革的探索与实践.力学教学与教学改革交流会学术论文集，2006

[2] 张亚芳 禹奇才.建筑力学课程体系教学改革刍议.广州大学学报，2002（3）

[3] 张立柱 关于《建筑力学教学改革的思考与实践》.辽宁师专学报，2005（1）

浅谈高职工程力学课程教学改革 篇3

关键词：工程力学；教学改革；实践能力；研究

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）17-0113-02

随着社会的发展，企业对高职人才的需求量增加，对毕业生的要求也在提高，因此要使培养的人才满足发展需要，就必须把企业对人才的要求贯彻到学生培养的教育理念、培养目标、教学内容和教学方法、教学评价等各个环节中，使学生切实打好学习基础，养成良好的学习习惯，培养有效的学习方法，使教学与岗位紧密结合，达到学生既学到了扎实的理论基础，又具备了较强的实践动手操作能力，从而实现高职教育的人才培养目标。

面对高职教育的培养目标，各高职院校纷纷在教学计划中不断削减工程力学课程的课时，而其课时削减、内容不减带来的后果就是，教师在大纲的要求下，将过多的教学内容灌输给学生，这种方法显然增加了学生理解和消化所学知识的难度。目前，国内的高职工程力学课程过分追求系统性和完整性，内容重复多，缺乏与后续课程联系，与工程实际的联系不够紧密，不利于培养高素质技能型人才。因此，对教学内容和教学方法进行改革，更加注重培养学生工程意识、力学建模能力和分析解决实际工程问题的能力，使学生既有较强的实践能力，有助于学生树立符合市场机制的就业观念，提高自学能力，为后续发展的学习打好基础。

一、教学内容的调整

教学内容调整应根据教学大纲要求，结合学生的特点和后续专业课程的需要，遵循“实用为核心”、“够用为度”的原则，加大实践操作力度，拓宽知识广泛性。

一是删除不必要的公式推导和理论演绎过程，直接给出结论进行应用。例如将“力的平移定理”的结论直接给出应用，删除之前全部的推导过程。

二是强调力学建模的方法和解题思路。围绕工程实际问题进行建模分析，将实际构件融入到教学中，增强学生的工程意识，提高分析解决工程问题的能力，简明扼要，精讲多练。解题过程中更加注重解题思路，发挥学生学习的主体作用，提高自学能力。如讲解静力学中考虑摩擦时物体的平衡问题时，大部分学生都能举出砖夹子的使用原理，经过对砖夹子的建模及其结构和工作原理的分析，学生学起来更轻松且有动力。讲解材料力学中基本变形的强度问题时，强调外力分析、内力求解和应力计算三个步骤，这个思路的养成有利于提高学生的分析判断能力和自学能力。

三是避免内容的重叠和脱节。力的概念、摩擦和动能定理在高中物理力学部分已经接触到，这里强调它们在实际中的应用，引导学生主动串联所学知识，使知识融会贯通，灵活应用。

四是加强与专业课的衔接。多选用与后续课程相关的例题。工程力学为专业课提供实用的计算方法，使学生在学习前就清楚工程力学课程各项内容与将来专业课程之间的联系，明确学习目标。例如弯扭组合变形是后续《机械原理与设计》课程必不可少的内容，可以引用工程机械减速器中轴类零件的设计，作为工程情境讲解梁的组合变形，既能使学生掌握组合变形的分析方法，又能明确组合变形要解决的实际任务。既使学生学会力学基础知识，更能将力学知识应用到工程设计过程中，将知识转化为能力。

二、教学方法的优化

工程力学是理论性较强的学科，公式多，内容抽象，加上传统的、单调的教学模式，使大多数学生感到枯燥，教学的结果是对知识死记硬背，缺乏学习的积极性和主动性，不利于高职学生提高创新能力。因此，如何在教学过程中提高学生兴趣成了关键问题。

1.多举实例，增强学生感性认识

学生接触实际少，对实际构件的认识不足，缺乏兴趣。所以多举一些生活实例和工程实例，例如搬砖用的砖夹子、盖高层的起吊机、自行车链条、千斤顶螺杆等，使学生产生新鲜感，加深对实际问题的认识，促使他们积极思考。在材料力学变形讲解中，引用擀面杖和面片进行拉压受力和变形学习，让学生自己分析强度与材料的关系，得出强度准则。

2.采用类比法寻找解题思路

类比方法是由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。根据平衡状态是运动的特殊形式，即加速度a=0，将牛顿第二定律以不同的形式在静力学和动力学分别应用，在分析构件受力情况下的平衡和运动问题时可采用类比的解决方法。静力学和动力学的这种既对立又统一的关系，使学生对两种状态的认识更加清晰，有助于培养学生解决物体的受力与运动之间关系的分析能力。在材料力学部分对四种基本变形也可以采用类比法分析。例如轴向拉（压）变形是按照外力、内力和强度三个步骤进行分析，这三个步骤同样适用于扭转变形、弯曲变形和剪切变形的分析。通过比较外力、内力、变形的不同，使学生能正确判断受力和变形关系，进而增强对组合变形的强度分析能力，提高分析和解决工程构件强度问题的能力。

3.采用提问、测验和及时评价等方法，鼓励学生学习，增强参与意识

本课程理论多，涉及面广，通过情境教学法、任务驱动法、评价法等相结合的方法，促使学生积极思考，从被动接受转变为主动求学，发挥主观能动性。

4.强化实验教学，增强实践意识

为培养现代化应用型高技能人才，必须转变教育观念，加强实践教学环节，合理制定实验方案，完善实验教学体系，改进实验教学硬件及教学手段，规范实验教学的各个环节，加深学生对实验课的理解，积极发挥学生的主观能动性，培养学生的科学思维能力和科学态度。

5.恰当运用多媒体手段，合理利用工程分析软件

开阔学习视野，拓展学习的时空，提高学生对工程机械的感性认识和分析能力。通过多媒体动画演示增强对工程机械构件在受力过程中的变形和运动的感性认识，使抽象的问题具体化。例如在讲解物体系统受力分析时，先绘出单个构件受力，然后用PPT软件制作单个受力构件移动的动画，从而实现整个系统的受力分析，使学生在整个过程感知作用与反作用的关系以及内力和外力的区别。又例如通过观看桥式起重机工作过程的视频，可以帮助学生分析横梁的受力、变形和重物的运动情况，有利于建立横梁的力学模型，对其进行受力分析和运动分析，提高学生的工程意识、建模能力及分析能力。同时可以利用计算机辅助软件分析优化复杂工程结构的力学性能。

通过对工程力学课程的改革，提高了学生的学习兴趣，从根本上巩固了力学理论基础，体现了工程力学的工程实践性。通过相关课程内容的相互融合和渗透，形成相对完整、比较协调的体系，以使工程力学教学在专业教学计划整体优化中发挥更大效用。

参考文献：

[1]陈乐生.机械类专业《理论力学》教学改革的尝试[J].力学与实践,2003,(25).

[2]徐鹏,关学峰.应用现代教育技术深化材料力学教学改革研究[J].中北大学学报(社会科学版),2005,21(3).

[3]马景槐.工程力学教学改革的研究与实践[J].江苏技术师范学院学报,2005,11(6).

[4]陈景秋,张培源.工程力学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[5]刘文顺等.工程力学教学中的创新教育探究[J].辽宁高职学报,2008,(6).

[6]陈丽华.工程力学教学改革的探索与实践[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2007,3(3).

高职类《工程力学》教学改革探讨 篇4

1. 课堂教学中多举实例，加深学生对所学内容的理解

《工程力学》中的很多理论性内容比较抽象、难以理解，如果教师能在课堂教学中通过大量的实例进行说明，学生就能从中得到直接的感性认识，并结合所学的内容，由感性认知上升到理论认知，进而培养起浓厚的学习兴趣。比如：在讲授杆件的扭转变形时，可以举一些生活中的例子，如拧干毛巾上的水时，毛巾发生的变形就是扭转变形;天津大麻花的形状本身就是一种扭转变形。这两个实例简单、形象、易懂，教师继而引申到传动轴的扭转变形，学生了解了前面所举的两个简单例子后，对于机械传动中轴发生的扭转变形就不会感到很难理解。讲定轴转动时，教室里就有现成的例子，如电风扇的转动，门绕门轴的转动等。讲固定端约束时可以举底端埋在地下的电线杆和化工厂的各种塔器等。实例通俗易懂、容易理解，教师再因势利导，帮助学生实现从实例的感性认知到理论的理性认知的升华，他们对于抽象的理论就不再感到难以理解。“兴趣是最好的老师”，教师课堂上边讲理论边举实例，一方面能调动学生学习的兴趣和积极性，另外一方面使学生感到所学的内容不再空洞、枯燥、乏味，活跃课堂气氛，从而提高教学效果。

2. 对于相似的知识点应加以总结比较，避免发生混淆

总结比较法是很重要的一种教学方法和学习方法，把形式或者内容相近的知识点进行总结比较分析，使学生弄清楚它们之间的联系和区别，避免把它们混淆在一起，张冠李戴，以巩固所学的知识。如直杆拉(压)变形的胡克定律的一种表达式为：

式中EA称为截面的抗拉(或抗压)刚度;圆轴发生扭转变形，扭转角的计算公式为：

式中GIP称为圆轴的截面抗扭刚度;梁发生弯曲变形时用曲率表示的梁弯曲变形的基本公式为：

式中EIZ称为梁的截面抗弯刚度。

上面三个公式形式相近，且分母部分名称相似，但适用对象完全不同。学生在利用公式进行相应计算时，经常把公式搞混，导致计算错误。在学完这几部分内容后，教师引导学生对这三个公式进行总结，比较分析它们的联系和区别，明确各自的应用范围，学生就不容易把它们混淆了。再如力(系)和平面力偶(系)也有相似之处，它们的对比可以通过表格形式(如表1所示)表达。通过总结比较，力(系)和平面力偶(系)的联系和区别一目了然，学生对它们的区别更加明确，印象更加深刻，既巩固了所学的知识，也便于归纳和记忆。又如，材料的拉(压)胡克定律表达式和剪切胡克定律表达式非常相似，也有可比性。材料的拉(压)胡克定律表达式为：

材料的剪切胡克定律表达式为：

两个公式均可以称为胡克定律，但应用对象不同： (1) 式适用于材料发生拉伸(或压缩)变形，而 (2) 式则适用于材料发生剪切变形。两个公式中字母表示的含义也很接近，有必要让学生加以比较，明确两个公式各自的适用范围以及各字母所代表的含义，以免混淆在一起。它们的比较如表2所示。

3. 在理论教学中穿插力学史教育，以活跃课堂气氛

《工程力学》理论性强，但单纯的理论讲述缺乏吸引力，学生听课兴趣不高，教学效果不佳。力学史中有一些有意思的故事和趣闻，在理论教学中不妨穿插这些故事和趣闻，以活跃课堂气氛，提高学生听课的兴趣。如讲静力学时可以介绍一下阿基米德，他是静力学的奠基人，古希腊伟大的数学家、力学家，后人对阿基米德给予了极高的评价，把他和牛顿、高斯并列为有史以来三个贡献最大的数学家。他确立了力学的杠杆定律和浮力定律。在高数方面他的成果有阿基米德螺旋线，此螺旋线在机械方面的应用是阿基米德蜗杆(其端面齿廓是阿基米德螺旋线)。再如讲到强度时，其概念是：构件抵抗破坏的能力。为加深学生对于什么是强度的理解，可以引用中国古代经典著作《韩非子》：“凡理者，方圆、短长、粗靡、坚脆之分也。”坚，即坚固，强度高;脆，即脆弱，容易破坏、强度低。区别物体的坚脆，在现在的工程上就是研究物体的强度问题。笔者在教学实践中发现当讲到这些内容时，学生立即精神振奋、兴趣盎然、注意力集中，说明在理论教学中适当地穿插一些力学史故事可以起到活跃课堂气氛，调动学生学习积极性，改善教学效果的作用。

4. 教学中采用启发式提问，多问几个为什么

教师在课堂教学中多提问几个为什么，加强师生互动，改变学生一味被动接受的局面，能促使他们开动脑筋，主动积极地思考，深刻理解和掌握所学知识，提高学习效率和效果。例如质点的达朗伯原理，其方程表达式为：

式中F———主动力，

FN———约束反力，

Fg———惯性力。

从形式上看，上式是个平衡方程(因为等式的右边是0)，故质点应处于平衡状态，但实际上，质点并不处于平衡状态，而是作变速运动，这就与平衡方程产生了“矛盾”。此时教师可以向学生提问：为什么对质点所列的方程是一个平衡方程，而质点却不处于平衡状态?方程的平衡与质点的状态有着什么样的联系?此平衡方程与质点的变速运动是否矛盾?如果不矛盾，又怎么解释这种现象?答案当然是不矛盾。这几个提问对于真正理解达朗伯原理非常重要。待学生作出回答后，教师针对学生的回答引导学生：惯性力Fg作用在哪一个物体上?Fg实际上并不作用于运动的质点，而是作用在使质点改变运动状态的物体上，它是一个虚加在质点上的力。因此这里所谓的平衡是一个假想的平衡状态，上面的方程式也只是形式上的平衡。通过提问和引导，学生就很容易理解达朗伯原理的本质，使抽象问题简单化。再比如：传动轴有时为什么设计成空心的?为什么快艇的艇身设计成鱼腹式?这些问题都是与力学息息相关的。这种启发式提问教学，可以充分发挥学生的主观能动性，提高他们的探究能力和学习热情。

5. 课堂教学与实践相结合，增强理论课程的实用性

《工程力学》是基础理论课，讲理论原理的内容较多，不少学生误认为这门课没有实际用处，学不学都一样。教师在教学过程中，应尽量做到理论与实践相结合，而且应该让学生认识到学习《工程力学》的重要性以及它与实践的密切关系。比如，任何工程结构或机械设备的设计都必须作力学分析，包括机械运动状态的分析和强度、刚度、稳定性的计算。任何构件都必须有足够的强度，如化工厂各种压力容器要承受风载荷、雪载和地震等的影响，必须满足强度要求，在设计时要根据这些载荷的大小对压力容器的强度进行校核，强度只有满足要求才能加工制造并投入使用;构件受力后会变形，为不影响正常使用，构件必须满足刚度的要求。如机械传动中的齿轮变形过大会导致啮合不良;化工厂塔器内的隔板变形过大，溶液浓度差别就会太大，进而影响化学反应的正常进行。因而设计齿轮和隔板时对它们的刚度都要进行校核。以上这些实践都是和《工程力学》密不可分的。在教学过程中把生产实践和理论原理相结合，提高理论课程的实用性，学生就不再感到这门课学了没有用处，反而会增加他们学习这门课程的兴趣和积极性。

教师在教学过程中应灵活地运用多种教学方法，以活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣和积极性，锻炼他们的思维能力，提高教学效果，最终达到培养学生分析问题和解决问题能力的目的。

参考文献

[1]张德润, 董文夫.工程力学 (机) [M].北京:机械工业出版社, 2000.8.

[2]张秉荣, 章剑青等.工程力学[M].北京:机械工业出版社, 2005.7.

[3]刘鸿文.材料力学[M].北京高等教育出版社, 1992.

工程热力学教学课件 篇5

第一章、基本概念

1、边界

边界有一个特点(可变性)：可以是固定的、假想的、移动的、变形的。

2、六种系统(重要!)

六种系统分别是：开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。

a.系统与外界通过边界：功交换、热交换和物质交换.

b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。

c.系统的取法不同只影响解决问题的难易，不影响结果。

3、三参数方程

a.P=B+Pg

b.P=B-H

这两个方程的使用，首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压，即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。正用1，负用2。

ps.《工程热力学(第六版)》书8页的系统，边界，外界有详细定义。

第二章、气体热力性质

1、各种热力学物理量

P：压强[单位Pa]

v：比容(单位m^3/kg)

R：气体常数(单位J/(kg*K))书25页

T：温度(单位K)

m：质量(单位kg)

V：体积(单位m^3)

M：物质的摩尔质量(单位mol)

R：8.314kJ/(kmol*K)，气体普实常数

2、理想气体方程：

Pv=RT

PV=m*R。*T/M

Qv=Cv*dT

Qp=Cp*dT

Cp-Cv=R

另外求比热可以用直线差值法!

第三章、热力学第一定律

1、闭口系统：

Q=W+△U

微元：δq=δw+du (注：这个δ是过程量的微元符号)

2、闭口绝热

δw+du=0

3、闭口可逆

δq=Pdv+du

4、闭口等温

δq=δw

5、闭口可逆定容

δq=du

6、理想气体的热力学能公式

dU=Cv*dT

一切过程都适用。为什么呢? 因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用

6、开口系统

ps.公式在书46页(3-12)

7、推动功

Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需要的微观的能量)

a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。

b、推动功不能够被我们所利用，其存在的唯一价值是使气体流动成为开系。

8、焓(重要!)

微观h=u+PV U分子静止具有的内能 PV分子流动具有的能量

a、焓是一个状态量，对理想气体仍然为温度T的单值函数。

b、焓在闭口系统中无物理意义，仅作为一个复合函数。

9、技术功

从技术角度，可以被我们利用的功

Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(轴功)

q=△h+Wt当忽略动位能时，Wt=Ws

q=△h+Ws=△PV+△u+w(膨胀功)

10、可逆定容的方程

Ws=-∫VdP 表示对外输出的轴功。

与dU相同，dh=CpdT对一切理想气体成立

第四章

理想气体的热力过程及气体压缩

1、P—V图

初始点①，终止点②

步骤1：在①画出4条线：等压、等容、等温、绝热

步骤2：②在等压线上方(下方)为升压(降压)

②在等容线右侧(左侧)膨胀(压缩) 功W>0(<0)

②在等温线上方(下方)升温(降温) △T>0(<0)

②在绝热线上方(下方)吸热(放热) △Q>0(<0)

步骤3：写出多变过程n的范围

2、多变过程的求解步骤：

a、先求出所有过程的初终点P、V、T

b、确认各过程的多变指数n=

c、各过程△u=Cv*△T，△h=Cp*△T

d、求出Q、W、Wt

e、画出P—V图(验算)

ps.书67、68页表4-1包含了所有我们所学的.基本情况(此表十分重要!!!)

第五章、热力学第二定律

1、热效率η=1-Q2/Q1 (Q2取正值)

2、卡诺循环：

其意义在于指明了热变功的极限

η(max)=1-T2/T1

3、熵变的公式推导：

δq=Tds=Pdv+CvdT

ds=P/v*dv+Cv/T*dT

△s=Rln(v2/v1)+Cvln(T2/T1)

δq=Tds=△h+Wt=-vdP+CpdT

ds=Cp/T*dT-R/P*dP

△s=Cpln(T2/T1)-Rln(P2/P1)

4、可逆公式小结：

δq=Tds

δw=Pdv

δwt=-vdP

第七章、水蒸气

1、工业中水蒸气是实际气体，无法使用理想气体的方程。

2、水蒸气的发生过程

①定压预热

②饱和水定压汽化(T不变)

③干饱和蒸汽定压过热

3、水蒸气的p-v图

一点：临界点(气液不分的点);

两线：饱和液体线(临界点右下方曲线)

饱和蒸汽线(临界点左下方曲线)

三区：未饱和液体区(饱和液体线左侧，临界等温线以下)、湿饱和蒸汽区(饱和液体线以及饱和蒸汽线包围区域)、过热蒸汽区(饱和蒸汽线右侧，临界等温线以下)。

五种状态：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。

4、干度：x=mv/(mv+mw)

ps.概念以及公式在课本124、125页(7-2)

第八章、湿空气

1、湿空气=干空气+水蒸气

2、分压定律、分容积定律、质量成分、容积成分、摩尔成分、折合分子量(湿空气)、混合气体参数的计算、绝对湿度，相对湿度、含湿量、湿空气的焓、干球温度、露点温度、绝热饱和与湿球温度的概念和对应相关的公式都要熟悉。

3、这里讲解如何在焓湿图中找含湿量、干球温度、湿球温度和露点温度。

首先你得知道其中两个量。

例子：已知一个房间内的干球温度为25℃，含湿量为5(g/kg(a))，求湿球温度和露点温度?

首先露点温度是干球温度干球温度为25℃，含湿量为5(g/kg(a))对应点垂直下来到等相对湿度为100%的线所对应的温度。

其次湿球温度是干球温度干球温度为25℃，含湿量为5(g/kg(a))对应点做左下方45°等焓线至等相对湿度为100%的线所对应的温度。

其他的都是以此类推!!!

第九章、气体和蒸汽的流动

1、稳态稳流的含义

稳态：状态不随时间变化

稳流：流量恒定

2、连续性方程(前提：稳态稳流)

ps：书164页公式(9-1、9-2)

3、绝热稳定流动能量方程(增速：必须以本身储能的减少为代价，适用于任何工质、可逆和不可逆方程)

ps：书164页公式(9-3、9-4、9-5、9-6)

4、音速：a=√(kRT)

理想气体：只随着绝对温度而变化

5、马赫数：M=c/a (a：音速; c：气体流速)

①M>1 超音速

②M=1 临界音速

③M<1 亚音速

因书上的公式概念都很清晰，就不做过多介绍。

ps：书166、167页(9-7、9-8、9-9、9-10、9-12)

6、在此介绍一下题型：

一、流体流过一喷管(喷管的设计计算)

已知Po、To(如P1、T1、c1求出滞点)、Pb(背压或者说环境压力)、k=1.4，求最大c。

设计的触发点为P2=Pb才能达到最大速度cm

解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc

故c2

②Pb/Po<0.528=Pc/Po 则Pb

故c2>c临 故c2>a

分类讨论:若co

若co>c临 则为渐扩型喷管

二、流体流过一渐缩型喷管(喷管的校核计算)

已知Po、To、h2、Pb。求最大c。

解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc

故P(min)=Pb c

②Pb/Po<0.528=Pc/Po 则Pb

高职工程力学教学 篇6

关键词：高职工程 力学教学 改革 創新性尝试

前言：工程力学在各生产领域中的应用范围非常广，涉及到生产、建设、服务、管理等多项服务内容。为此，高职院校采用拓展专业能力方法，设置工程力学教育课程，积极改革教育思想，努力研发新型教育模式。

一、工程力学教学发展历程

1.1思想转变

在竞争激烈的高等教育环境，高职学校逐渐找准了定位，认识到了自身的培养重心，不再一味强求比肩，而是针对行业人才的薄弱点，转战能力培养、操作技能训练领域。因为高职教育培养的是“实用型”人才，所以学生不一定要拥有扎实的理论基础，但是其动手能力必须非常强。这一思想解放，给工程力学教育提供了广阔的发展空间。由于力学理论抽象、复杂，知识薄弱，理解能力较差的高职学生很难完全理解知识点，做到融会贯通。这时，学校恰如其分的选择了摒弃“学术型”、“理论型”作为人才的培养目标，专攻能力培养，在教学中突出“理论服务于实践操作”的教学思想。这种教育取舍，为高职院校打开了教育新局面。

1.2认识角度

虽然思想转变，给高职学校减轻了教育负担，但是单一“以应用为目的”的教学方式依然存在发展漏洞和教育弊端。因此，学校根据工程力学的教育规律，结合多年教育经验，站在全新认识角度，分析工程力学教育内容的重点和要点。首先，确定深化概念的重要性，认可理念宣讲的必要性；其次，从基础理念和实际操作两方面入手，分析理论与技能之间的关联性和矛盾关系，找出约束、平衡方法，设置丰富的实践活动，并优化教学方法，让力学知识更加立体；最后，把平面汇交力系、平行力系和力偶系等作为平面一般力系的特殊情况来处理，采用定性分析的方法，针对教学难点问题，提出解决方案。

二、高职工程力学教学创新性尝试

2.1学习方法

从学习方法入手，改变学生学习习惯，端正其学习态度。如：围绕力学知识，创建问答竞赛，老师事先说明比赛规则和比赛范围，划定知识点，让学生预先复习，在考核之前，老师针对预习效果进行测试，测试成绩的30%记录总成绩。之后，老师重新捋顺知识点，结合工程实例，带领学生分析工程结构、构件的力学变化情况。宣讲完毕，再进行深度考核，考核内容加深，考核成绩的70%记录总成绩。每个知识点教学都采用这种考核方式，时间长了，学生自然而然地养成预习的习惯，同时，学生们的竞争意识也能敦促他们积极总结知识点，做好课后复习。

2.2学习手段

工程力学的背景性很强，所以学校也会利用多媒体教学，向学生展示真实、客观的工程实例。在多媒体课件上，学生能够根据力学模型的变化情况，准确描绘出力学在工程结构、构件中的变化规律和特征。以动画图像解释抽象力学知识，可以减轻老师的教育负累，为老师提供较大空间的教学资源。如“约束与约束反力”、“空间力的投影和力矩计算”、“提高梁弯曲强度的主要措施”等教学课程，知识点多、板书信息量巨大、讲解要求高，传统教学根本无法在规定教学时间内完成教学任务，所以多媒体教学是工程力学教育创新尝试的必然手段。

2.3实验辅助教学

针对理论性强、应用要求高的力学知识，学校还会采用辅助教学方式，融合实践与理论内容，让基础理论发挥实际应用能力，让抽象改变转变成具有说明作用的工程理论。如：学校会引进大批量小型工程模型，老师根据工程力学知识点，设计模型结构，拟定实验议题，让学生根据实验要求动手操作。在此过程中，学生既可以采用“以理论指导操作”方法，也可以使用“以操作代替理论分析”方法，二者的能动性相当，都能够将抽象理论和实践操作有机的结合在一起。学生在规定的设计标准下，操作力学实验，如同培育自己的作品一样，他们的关注度和思维能力都会大幅度提升。

2.4成绩测评

学校不应将考试成绩作为标准成绩，应按照教学内容和教学模式分类，使其能够反映学生日常学习情况、学生力学理论探究能力、学生基础概念掌握能力等内容。

2.4.1平时成绩

平时成绩包括学生课堂考核成绩、实验测评成绩、实践操作成绩等，同时，老师也可以将上课发言、提出探究问题、口头研究报告等“软性”成绩融入其中，全方位呈现学生日常客观的学习状态。

2.4.2论文考核

根据老师拟定议题，学生结合自身储备知识，合作完成论文设计。论文考核的目的在于让学生学会交流沟通，阐述自身观点，获得较为有效、科学的结论。

2.4.3闭卷考试成绩

这部分以考核学生基本概念、基本分析能力为主，按传统的考试方式限时完成。闭卷成绩占总成绩比重很大，约占55%左右。

结论：实践证明，创新性尝试对拓展工程力学教学内容、思想，提高教学质量、效率、水平具有积极影响。因此，学校应从解决现实问题入手，以创新教育模式、丰富教育思想为核心，定位职业技术教育发展目标。

参考文献：

[1]刘新柱，王冬，潘佳卉.基于创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2014，13（01）：139-140.

[2]李颖.高职土木工程力学教学模式改革的实践和探索[J].科技与企业，2013，10（06）：243-244.

高职工程力学教学 篇7

《土力学与地基基础》是高职建筑工程类专业的一门主要的专业基础课程, 占有重要的地位。其突出特点是内容丰富, 具有较强的理论性和实践性, 房建、水利和道路桥梁等工程的兴建都离不开它。作为任课教师, 必须具备丰富的理论知识和实践经验, 才能讲授好该门课程, 使学生达到课程要求的学习目的和要求。现就本人在《土力学与地基基础》课程教学的实践, 谈谈自己在教学方面的一些体会。

1 教材的选用

教材的选用非常重要。目前针对不同层次的《土力学与地基基础》教材很多。有本科层次的, 有高职高专的, 有中职学校用的。即便是高职用的, 针对专业不一样所采用教材也应不一样。针对建筑工程类专业, 要求教材具有的特点是理论讲述尽量简化, 内容主要是土力学中的基本理论和地基基础工程设计和施工中常见的技术问题, 阐述一些典型的基础工程、岩土工程经验, 再辅以部分工程实例。

2 基本概念的教学

《土力学与地基基础》教学的主要任务是要求学生掌握基本的土工知识, 并能运用它去分析和解决实际中的工程技术问题。为此, 在讲授时要把基本概念讲透。《土力学与地基基础》中的基本概念较多, 讲解时必须注意方法, 否则学生听起来会感到头绪多而零乱, 运用时不知从何下手。比如, 土的物理性质指标共有十几个, 采取由感性认识上升到理性方法, 使学生充分理解和牢固记忆。在讲土的饱和度时, 先说明土中存在水和气体, 即具有孔隙性, 若把干土放在水中会观察到气泡从水中冒出。而饱和度是指土体饱水的程度, 是反映土的吸水性和容纳水的持水性的间接指标。土要吸水和容纳水必须有土以外的水存在, 它吸水后只能存在土的孔隙中, 因此饱和度定义公式中只能牵涉到构成土的孔隙体积以及水的体积, 故定义为土中水的体积和孔隙体积之比。

对易于混淆的概念要讲清楚概念建立的客观条件。如土的重度定义为单位体积土所受的重力, 但为什么分天然重度、干重度、饱和重度和有效重度呢?这是因为土在不同环境条件下有不同的状态, 其重力和体积之比也不同。一般有潮湿状态、烘干状态和饱和状态之分, 也就有天然重度、干重度和饱和重度, 但有效重度怎么会存在呢?因为土位于水中会因水的浮力作用而降低其有效重力。这些重度的区别还可以从应用方面去理解。比如干重度主要应用于评价土坝渗透性和压缩性等方面, 有效重度主要应用于土的强度计算等方面, 饱和重度应用于地下水位以下方面等。

3 基本实验教学

《土力学与地基基础》中几个常规实验一定要做, 并且与课堂内容同步走。实验的主要目的是使学生掌握实验方法和技能, 同时又反过来对基本概念和经验公式加深理解。土工实验有其特殊性, 方法尽管简单, 程序也不多, 但应是很严谨的, 必须持科学的态度, 这一点教师应反复强调, 切莫为统一结果而随意更改数据, 因为同一地方的土也不可能是均质的, 或者取土导致扰动性不同, 实验数据不同理所当然。这样使学生养成尊重事实、尊重科学的良好习惯。

4 基本计算教学

《土力学与地基基础》中计算公式较多, 掌握它的关键在于学生对公式的理解程度, 包括公式的推导和应用。因此, 讲授时应着重这两方面。公式的推导无外乎借用理论力学、材料力学、弹性力学等, 这一点必须给学生讲清楚。依学生的基础一般涉及到理论力学、材料力学的内容都按静力平衡原理或材料的基本组合变形来推导。在计算方面必须说明其适用条件和范围, 如果补充其计算思路过程, 效果会更好些。如地基附加应力计算一节为教学重点和难点, 计算公式多, 学生运用起来经常混淆, 引导学生正确应用公式的方法是补充计算思想图。

基本应用包括分析问题和解决问题能力的培养两方面, 这是本课程的焦点, 不可缺少。通过这方面的训练, 学生能学以致用。很多学生提出来要求教师增加这方面的教学内容, 但限于学时数, 课堂上是无法进行的。与本课程有关的土体工程常见的挡土墙的设计、斜坡稳定性验算、地基承载力确定和基础设计及处理措施的选择, 作为教师应充分收集有关资料, 利用学生所掌握的理论知识精心组织教学。

《土力学与地基基础》这门课程一般学生不会重视, 要想达到良好的教学效果教师是关键。教师要善于启发和开导学生从而提高学生的兴趣, 讲课很重要。要想讲好这门课程, 必须备好课。备课未必采用死板方法写在教案上, 可全记在脑子里, 但要做到心里有数。一次课首先确定教学重点和难点, 以及哪些内容是需要掌握的、哪些内容是需要了解的, 并且合理安排每个内容需讲授的时间。讲授要注意前后内容的连贯性, 板书内容不必多但要条理化, 这样即使少数学生课堂上没听懂的, 课后看笔记进一步钻研也可弄懂。另外适量的辅导也必不可少。

5 教学方法的改进

作为高职专业, 《土力学与地基基础》课时并不多, 其中的基本概念、基本理论和重点内容, 可采用教师讲解为主教学;而其它内容, 则可采用学生自学为主的教学方法。

课程中一些专业术语和基本原理, 例如“土压力”、“沉井基础”等, 学生以前从未听过, 单纯让学生自主学习, 肯定会降低学习效率、影响授课进度。以教师讲解为主, 引导学生进入学习本门课的最佳状态, 不失为一种好的教学方法。

教师应根据课程内容的特点, 确定适合于自学为主的内容, 例如“地基处理”一章, 浅显易懂, 鼓励学生不仅阅读教材相关知识, 而且运用图书馆和网络教学系统自主学习。通过网络学习, 学生不仅可以拓宽知识面, 还能充分把握学习的主动权, 及时掌握学科的最新动态, 并在获取知识的过程中, 逐步培养他们的探索意识和自学能力。

在教学中还应贯穿工程实例教学、启发式教学等方法。实例教学是理论联系实际的需要, 是实现教学目的的需要。例如在讲授“土坡稳定分析”时, 紧扣所讲知识, 恰当引用工程实例。在教学过程中鼓励学生用所学的知识分析和解决平时所能见到的岩土工程问题, 引导启发学生从专业的角度思考问题, 培养他们分析问题、解决问题的能力。

将启发式教育贯穿于教学全过程, 给学生必要的启发, 引导学生积极思维, 培养学生科学的学习方法和创造性思维能力。即使是精讲为主的内容, 也不意味着教师从上课不停地讲到下课, 满堂灌, 不顾学生的反映与接受程度, 而是要想办法给学生积极思维创造条件, 引导启发他们积极思考所学知识, 主动接受所讲内容, 变被动接受为主动学习。

以上几点是对本人几年教学体会的总结。我们在教学中应始终把学生的创新能力和综合素质的提高放在第一位。教师必须要有多方面知识的储备, 充分备课, 精心组织, 认真实施每个教学环节, 对此教师必须不断提高自身的素质, 特别是职业道德素质。

参考文献

[1]王伟, 杨尧志.论《土力学基础工程》教学与培养创新人才[J].山西教育学院学报.2001 (1) .

[2]刘之葵, 周亶.土木工程专科专业《土力学与地基基础》课程教学实践与体会.高教论坛.2004 (6) .

高职工程力学教学 篇8

1 课程设计理念

由于课程目的是培养学生的职业适应能力和应变能力, 因此, 课程设计必须以培养学生的能力为主线, 以培养学生的职业能力为目标。

1.1 课程内容职业能力化

课程内容应与工作任务相关度高, 联系紧密。课程内容的职业能力化是教学内容的实际、实用、实践, 基础理论服从于实际应用的需要, 应以“必需、够用”为度, 把知识与工作任务之间的联系作为课程设计主线。

1.2 课程知识组织项目化

以项目为载体, 使知识在与工作任务的动态联系中形成有机整体。在真实的学习情境中, 知识才能在学生的认知结构中与工作任务建立有机的联系。

1.3 课程学习过程完整化

每一个工作任务都只是完整工作过程的一个环节, 为了防止围绕孤立的工作任务进行教学, 就必须整合被分解的工作任务, 这样有利于学生形成完整的职业能力和从整体意义上理解每个工作任务以及激发学习兴趣。

1.4 课程教学过程实践化

在解决了学什么的前提下, 需要进一步解决如何学的问题。为避免教师围绕任务进行单方向、静态的讲知识, 而不是围绕任务展开情景性活动, 应彻底地改变教学形态, 实现“教、学、做”一体, 培养学生的工作思维, 并在此过程中, 促进学生可持续发展能力的培养。

2 设计思路

本课程以解决工程实际中的水力学问题为导向, 在行业专家的指导下, 对水利工程专业学生在工作中所面临的水力分析与计算等问题进行任务与职业能力分析, 以岗位工作典型任务分析为依据, 从而形成本学习领域的主要教学内容, 通过在实际领域进行组织教学, 引导学生在实验实习活动中学会分析计算方法和掌握一定的实验试验技术, 达到解决水利工程中水力学问题的基本技能等。培养学生初步具备专业操作过程需要的基本职业能力及在实际工作过程中的技能技术。

课程内容的编排和组织是以企 (行) 业需求、学生的认知规律、多年的教学积累为依据确定的。立足于职业能力培养, 对课程内容的选择标准作了根本性改革, 打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式, 转变为以典型工作任务为中心组织课程内容, 并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务, 并构建相关知识理论, 发展职业能力。

3 教学内容设计

经过水利行业专家深入、细致、系统的分析, 并借鉴了国内外职教成果, 本课程最终确定了以下学习项目:水位测量、压强测量、流速测量、流量测量、静水压强原理、静水压强应用、液体运动的两种方法、水头损失、动量方程、层流和紊流、连续性方程、能量方程、谢才公式和曼宁公式、孔口、管嘴出流、有压管流的水力计算、明渠均匀流的水力计算、明渠非均匀流的水力计算、堰流与闸孔出流的水力计算、渗流的水力计算。这些学习项目是以中小型水利工程设计的工作过程为线索设计的, 增强了课程的针对性、应用性、实践性和开放性。课程内容突出对学生职业能力的训练, 理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行, 并融合了相关职业资格证书对知识、技能和职业态度的要求。项目设计均为以工作过程为主线带动理论学习与技能训练相结合的任务驱动模式, 教学过程中, 采取理实一体教学, 给学生提供丰富的实践机会。

教学内容的针对性与适用性课程内容是实现课程目标的重要载体, 包括胜任岗位职责所需专业知识、工作技能和工作态度的培养, 包含了职业角色对从业者的各项能力要求。只有在课程开发过程中选择出职业岗位所需要的知识和技能, 才能保证专业人才培养目标的实现。

根据水利工程建设和管理岗位工作和职业能力要求, 综合考虑了课程的实用性、可容性和发展性等因素, 确定了11个项目, 18个工作任务, 30个活动设计见表1。

4 考核设计

《水力学》课程, 考核成绩采用以下考核设计, 课程考核比例分配如下:

期末综合性课程考核成绩=1+2+3+4

1= (理论考试+技能考核) 60%, 其中, 理论考试占40%, 技能考核占60%;

2=职业素质10%, 吃苦耐劳, 尊师敬业, 团结合作, 诚信守时;

3=课堂表现10%, 考勤记录, 发言频次, 讨论活跃, 观点新颖;

4=平时实训20%, 技能展示, 实验试验, 成果展示, 报告撰写。

5 教学方法和手段设计

《水力学》课程采用项目驱动、案例教学、讲练结合、学做合一的教学模式。把课堂设在实验室, 把水力综合训练内容揉合在整个教学过程中的教学模式, 理论教学与实践教学有机地结合起来, 边讲边练, 使学生掌握水力学的基本理论和具有水利工程水力计算能力, 做到“教、学、练、做”一体化。

5.1 任务驱动、项目导向教学方法, 重视学习与工作实际一致性

本课程从专业能力、社会能力和方法能力三方面综合考虑, 根据省内中小型水利建设和管理岗位需求, 提炼出典型工作任务作为课程学习情境, 并确保课程“知识点”总量不变。课程以真实工作过程为依据, 整合重组相关的理论、实训、实习内容, 围绕“学生为主体”的教学思想设计了10个项目。以项目为载体, 学习工作任务集合了学生在完成工作任务过程中要掌握的理论知识、解决的方法、总结的技能经验等, 营造真实的工作环境, 引导学生的学习过程, 在学生的学习过程中融入潜移默化的行动过程, 从而养成良好的工作习惯。

5.2 理实一体教学模式, 实现理论教学与实践技能的融合

根据学生特点、课程特点, 采用课堂与实习地点一体化, “教学做”一体化的教学模式, 将课堂搬到实训室、生产现场进行, 采用理论和实训同步学习方式进行。理论学习和学做结合, 实训重点解决单一任务知识、技能的学习和训练, 教师边讲课, 边演示, 边指导;学生边学习, 边动手, 边提问, 实现理论教学与实践技能的融合。

5.3 数字化学习模式, 充分发挥学习主体的作用

课程网络教学平台提供多样、有效、实用、共享、多层次的学习资源, 学生可以根据自己的需要、能力和兴趣开展数字化学习, 不再被动地接受信息。不仅传授了知识, 更把传授知识和发展职业技能与素质培养统一了起来。

5.4 开放式的课堂教学模式

在课程的教学过程中, 实施了开放式的课堂教学模式, 将枯燥的知识讲解变为设疑、提问、会谈商讨、课堂辩论、教师点评, 学生上台讲解分析问题, 组织学生自己备课、讲解、并接受其他同学的提问、打分等。这种开放式的课堂教学模式生动活泼、师生互动, 极大地激发了学生的学习兴趣, 有效地开发了学生的思维创新潜能, 并为学生的逻辑思维能力、语言表达能力以及良好心理素质的培养提供了一个宽松、愉悦的环境和尽情展示的舞台。其次就是边讲边练, 讲练结合。教师演示与学生动手相结合, 培养学生动手能力, 激发学生探索水力现象的兴趣, 同时对学生进行职业素质教育。加强实验教学的实践性、开放性。实验室全天开放, 学生自己安排实验, 并按实验评价指标对学生所做实验进行考核评价。培养学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力, 还培养学生吃苦耐劳、合作互助的团对精神。

构建数字化学习环境, 提高学生的自主学习能力, 采用计算机虚拟仿真、多媒体、网络等措施, 提升课程建设水平。融教、学、练、做、讨论为一体, 提倡教与学的灵活化。教师讲与学生学、练、做及师生讨论相结合, 使学生在师生互动、课堂活跃气氛中学习。教学过程以项目为导向, 突出工学结合。把工程案例融入教学中, 以项目为导向设计水力计算的教学过程, 提高学生对水力学的认识, 培养学生分析问题、解决问题的能力, 激发学习兴趣。加强Excel等工具在工程水力学中应用, 提高学生水力计算能力。

摘要：高职院校主干课程教学设计是高职院校提高教学质量的前提和保障。主要针对高职院校水利工程专业《水力学》课程教学设计, 阐述了课程教学设计理念、设计思路、教学内容设计、考核设计、教学方法与手段设计等内容。

关键词：高职院校,水利工程,教学目标,教学设计

参考文献

[1]钟汉华, 桂剑平, 罗岚.高职院校水利水电建筑工程专业教材建设的实践与探索[J].北京:中国电力教育, 2008, 10 (1) :88-90.

[2]张海翎, 陆林广, 刘正祥.改革水利人才培养模式初探[J].江苏水利, 2002, 20 (12) :159-161.

[3]张玉福, 左宏明, 肇承琴, 等.高职水利类专业课程设置与教学体系构建研究[J].辽宁高职学报, 2010, 14 (5) :123-125.

高职《工程力学》授课经验略谈 篇9

《工程力学》是一门专业基础课程,它主要包括静力学和材料力学两大内容。静力学主要研究对处于平衡状态的物体进行受力分析;材料力学主要研究杆件的强度、刚度和稳定性的问题。通过本课程的学习,使学生掌握必要的工程力学基础理论知识,具有解决与力学有关的工程技术问题的分析能力、计算能力和实验操作技能。

高等职业教育的培养目标是,培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的,掌握本专业必备的基础理论和专门知识,具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力,在生产、建设、管理、服务等第一线工作的高级技术应用性人才。这就要求学生不但要懂得某一专业的基础理论与基本知识,还要求把理论知识应用到现场,解决实际问题。本着这种原则,在给高职学生授课的过程中,采取了一些措施。

1 培养学生的兴趣

让学生喜欢上工程力学就必须要先培养学生的学习兴趣。工程力学计算性的东西比较多,有些学生高中时数学不好,对工程力学的第一印象就是与高中数学一样。所以不喜欢的心理先入为主。静力学部分与高中的物理很相近,有些同学不喜欢物理,也就导致刚开始接触力学就不爱学。在教学过程中发现,大部分同学都把力学不会归结到高中的数学和物理不好上面了。还有些同学认为学了以后工作也不会用到,所以就造成了对力学不感兴趣的状况。为了引起学生学习力学的兴趣,改变他们对力学不正确的看法,在上第一次课的时候,对工程力学的主要任务及研究对象向学生进行了详细的介绍。结合实际工程中,已经毕业的在施工单位工作的学生,遇到的实际力学问题与学生进行探讨。引入趣味力学:拔河比赛中决定拔河胜负的关键因素是什么?自行车车架为什么是管状的?七根树枝的寓言故事等,学生思考、讨论之后给以总结。初步引起了他们的兴趣。

2 培养学生分析问题和解决问题的能力

借助日常生活中能够接触到的力学案例,进行引导,让学生自己去发现问题,思考原因、找到解决问题的办法,尽可能的使复杂的原理用简单的现象进行解释。例如,在讲光滑面约束的时候,把物体放到讲桌上,让学生进行分析;在讲铰链约束的时候自制铰链让学生动手体会受力情况;在讲力矩问题时,让学生从不同的方向开门,两个人抬东西;讲力的平移定理时,引导学生自己找到案例进行演示;在讲梁的内力计算,判定梁的受拉、受压侧时用手指演示梁,施加与梁相同的荷载类型,感受受拉侧和受压侧,或通过钢板尺演示,进行分析等等。用高职学生能够接受的信息进行传递力学知识,培养分析问题、解决问题的能力。

3 采用信息化教学手段

采用多媒体教学课件结合板书进行讲解。例如,截面法计算内力,通过课件一步一步的演示,能够增强学生的记忆。通过观看工程图片、动画等让学生了解构件的变形和强度问题。教学的重点问题再用板书的形式展现出来,使学生能够清楚的知道学习的重点、难点。在工程力学课程中引入微课教学,使各部分内容的重难点、学生课上不容易理解的知识点以微视频、微课件的形式上传到校内网,学生可以通过手机、电脑等载体实现课前预习,课后复习巩固,学生可以随时进行移动学习,利用碎块时间进行学习。

4 加强实践课教学

高职学生的特点是喜欢动手实际操作,实践课是学生们比较喜欢上的。因此应加强实践课教学,上实践课之前先布置任务,做好理论知识的积累,并留给学生一些问题,在试验过程中进行思考。主要实践项目包括低碳钢和铸铁的拉伸压缩试验,塑性材料和脆性材料的扭转试验,弯曲正应力试验和弯曲变形试验等。在试验过程中,学生对理论知识的掌握得到了巩固,对与工程实际的结合起到了纽带的作用。

5 及时归纳总结

求解内力可以采用截面法列方程进行解答,也可采用简便方法计算。基本原理掌握了之后,简便方法计算要熟练掌握。例如在讲解求轴向拉压杆的内力,求扭转时的内力,求解梁上指定截面内力的简便方法时,任一截面的剪力等于该截面一侧所有竖向外力的代数和,任一截面的弯矩等于该截面一侧所有外力或外力偶对该截面形心力矩的代数和。针对此类计算问题,分别总结出取左侧为研究对象的剪力、弯矩计算公式和取右侧为研究对象的计算公式,公式简单易记,学生掌握的较好。另外,学生对于力学的强度问题有些混淆,轴向拉压杆的强度,剪切和扭转的强度,梁的正应力强度和剪应力强度,公式较多自己用起来不知道该用哪一个,因此,在讲课时为了避免混淆,把各种强度及相应的计算公式进行对比分析,使学生一目了然。

6 结论

工程力学为其他专业课的学习打基础,在人才培养过程中具有重要的地位和作用,教师要针对学生的特点侧重教学内容,利用课程改革的契机,对工程力学课程内容进行整合,加强理论与实践的结合,激发学生的兴趣,培养职业能力,能够做到学以致用。

摘要：高职学生对理论知识兴趣不大,不喜欢上工程力学课程,本文针对高职学生的特点,结合教学经验,提出了如何让学生达到更好的学习效果。

关键词：《工程力学》,授课,高职

参考文献

[1]孔七一.工程力学[M].北京:人民交通出版社,2010.

[2]翟芳婷.高职“工程力学”的教与学[J].岳阳职业技术学院学报,2012,27.

[3]李丽文.如何在高职院校中讲好工程力学[J].华章,2012,13.

高职工程力学课程的改革与实践 篇10

(一) 工程力学课程体系改革势在必行。高等职业技术学院以培养技术技能人才为根本任务;以适应社会需求为目标, 以培养技术应用性人才为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案, 毕业生应具有基础理论知识适度, 技术运用能力强, 知识面较宽, 综合素质高等特点;要以“工学结合”为主旨和特征构建课程和教学内容体系, 学习内容与将来工作内容对接, 课程标准与企业行业标准对应, 校园文化与企业文化相对应, 使学生将来很快适应工作岗位并胜任工作岗位。高职教育培养目标给工程力学课程体系改革指明了方向:要适应社会经济发展的要求, 要适应科技发展的需要;要使学生实现学用一致, 并且有继续学习、终身学习的能力, 所以传统的力学课程体系已经不适合高职教育, 应加以改革。

(二) 原学科体系的力学课程已不适应高职教育。传统的理论力学、材料力学、结构力学三门力学课程体系很贴近大学本科教材, 其本质是学科本位的课程体系, 主要弊端有:重理论轻实践应用;重系统性学习但缺针对性和实用性;内容细而全、难度大、学时多;重知识传授, 轻技能培养。这样课程早已不适合对高职人才的培养要求, 课程内容必须进行调整, 进行改革。

(三) 教育方法和手段落后。长期以来很多教师由于自身接受的是“粉笔加黑板”教学, 又缺少高职教育相关的培训, 因此在造成教师一直在课程讲, 学生听的灌输模式, 随着教学条件的改善, 只不过由原来的粉笔教学改成的幻灯片, 课程所讲的内容过多, 而学生积极主动参与的少, 而且学生之间也没有交流, 缺少独立思考时间, 以及创新的空间, 不能调动学生的学习兴趣和积极性。在科学技术飞速发展的时代, 在多媒体、网络进入社会各个领域的今天, 传统的教学方法和手段已远远跟不上形式发展的要求。

(四) 传统考核方式闭卷为主, 过于单一。工程力学传统的考试方法是闭卷, 以期末考试为主确定学生的成绩, 类似一考定终身, 造成学生在平时上课不够重视, 考试前临时抱佛脚, 为了应付考试, 对相关内容进行死记硬背, 一张期末试卷的内容又有局限性, 考试时间有限, 不可能完全覆盖所学的知识点, 而教师直接依据期末考试成绩确定课程成绩不利于考查学生对知识的全面掌握, 难以衡量学生的真正水平, 因此体现不了学生对知识的掌握全面性, 以及对知识的应用能力, 因此应改革以期末考试为主的这种传统的考核方式。

二、工程力学课程的改革与建设

(一) 工程力学改革树立以能力为本位的指导思想。根据土建类各专业到学生就业的企事业单位调研分析, 最终制定出各专业的人才培养标准, 其中工程力学课程体系要适应工程结构的静力分析和有关计算, 为后继课程的教学和学习打下良好的基础, 并能对简单的施工临时结构进行力学分析和检算。工程力学课程改革必须树立以能力为本位的指导思想, 即以学生专业素质的提高为核心, 以综合能力的培养和开发创新能力为两个基本点, 培养学生的技术应用能力。

(二) 强化学生的工程相关概念。课程团队在新编的工程力学教材中努力克服为理论而理论的学科化倾向, 广泛联系工程实际, 如工程中模板、脚手架、支架强度刚度计算问题;档土墙、拦河坝的滑动倾覆问题;梁的合理截面问题;吊车梁、桥梁最不利荷载问题;钢筋混凝土主应力迹线问题;偏心受压强度计算问题、截面核心问题等, 在习题安排上突出工程实际问题, 突出应用性, 重视创新性。使学生通过具体学习项目明白力学在工程实践中的重要作用, 使学生在没有去现场接触过实际工程之前, 就有工程的概念, 激发学生的学习热情, 培养学生对工程结构的力学分析能力, 解决土建类施工中常见的临时结构的强度、刚度、稳定性的问题。

(三) 宽基础, 以“必须”、“够用”为标尺。对传统的课程体系、教学内容及结构进行重新整合, 将理论力学、材料力学、结构力学相关课程综合优化, 强调课程之间的衔接与渗透, 选取理论力学静力学部分, 材料力学实用部分, 结构力学重要部分整合为工程力学, 根据学生的知识程度避免简单的重复, 繁琐的推导, 并适当提高学生的教学起点, 加大知识的应用力度, 培养学生用所学知识解决实际工程的问题, 从而达到知识的融会贯通。根据宽基础、活模块、人为本的原则, 按照“必须”、“够用”为标尺, 将轴向拉伸和压缩部分重点讲述, 其他变形省去相似的分析推导过程, 将超静定结构内力计算作为选学部分, 最终将力学内容整合为工程力学基础、轴向拉 (压) 构件力学分析、剪切构件力学分析、扭转构件力学分析、弯曲构件力学分析、组合构件力学分析等六大模块, 突出技术应用为目的的特点, 减少了课时数。

(四) 改革教学方法和手段。随着现代计算机和信息技术发展, 制作优秀的多媒体课件, 可以帮助解决教学过程中的重难点。比如在“支座”、“力矩”、“弯曲变形”、“几何组成分析”、“组合变形”、“影响线”等知识单元中, 这些内容往往比较抽象、公式繁多、而且需要学生有一定的空间想象能力, 用传统的教学模式对于目前的基础相对偏差学生来说, 既费时又费力, 学生学起来累, 老师教起来也累, 教学效果较差。而工程力学课程又有很强的工程背景, 与工程实际结合紧密。为此课程团队积极开发多媒体课件, 制作了《支座》的动画、《力矩》的课件、《影响线》的动画等, 并且制作《现浇箱梁腹板肋木检算》工程实例的多媒体课件, 通过屏幕生动展现在学生面前, 用动画将抽象难以理解的内容表达出来, 激发了学生的学习兴趣, 达到了化解难点, 缩短学生认知过程的目的。对重要的、繁琐的板书用屏幕投影出来, 有利于提高课堂节奏和教学效率, 有利于提高课堂教学质量。多媒体的新颖性、趣味性、直观性、多样性大大地激发了学生的学习积极性;一些学生在课余时间也积极尝试制作图文并茂, 有趣的多媒体课件, 而且一些课件为教师所用, 实现了教学相长。但必须指出的是, 传统教学方法也有多媒体教学不可替代的连贯性、互动性等优势, 而学院在教室安装有投影仪等设备的情况下同时配备了黑板, 两种教学手段可以交互应用, 充分发挥各自的优点。教学过程中学生学习以学习小组的形式出现, 这样学生之间可以互相帮助和督促, 提高学习效率, 而且在小组学习中学生可以提高表达能力, 团队合作能力, 从而提高学生的综合素质。

(五) 改革课堂教学理念, 适应高职教育发展。在传统的教学中, 学生往往单兵作战, 教师为主体, 学生缺少与教师的交流互动, 缺少学生之间的互动交流, 在《工程力学应用》课程教学改革中, 积极推行“三个转变”, 提高教学质量;教师事先详细制定项目单, 要求自主完成, 教师在旁指导, 实现以老师讲授为主到学生练习为主体、灌输向互动传授的转变;一开始, 班级分成若干个学习小组, 实现单兵作战学习向团队合作学习的转变;以完成任务检算书、结点测试卷和实验报告册等, 加强过程性考核占课程成绩的比例, 通过课程考核模式的改革, 实现了从单一课程考试定成绩向学习全过程考核的转变, 即实现了重结果向重过程和结果并重的转变。同学们普遍反映, 这种课程教学模式能够提供更多与老师交流的机会, 对于学生素质、技能的培养更有帮助, 老师可以针对每个学生的不同情况, 加强素质培养, 强化技能训练, 提供一些有效的学习方法。

(六) 改革传统的考试、考核方法, 适应素质教育新形势。考核的目的主要是为了检验学生对课程的内容学习掌握情况, 同时为教师不断总结经验教训, 以改进平时教学手段和课程管理方法, 同时也是为了对学生的学习效果作出一个尽可能客观的评价, 使学生有更加明确的学生目的, 最终起到夯实基础、强化能力、达到应用的目的。力学课程主要考核内容有:结构的受力图与受力分析;平面体系的平衡计算;拉 (压) 构件的强度计算;弯曲构件的内力计算及强度计算;叠加法计算构件的弯曲变形;组合变形构件的强度计算;压杆的稳定性计算;平面体系的几何组成分析;静定结构的力学分析;影响线及其应用;结构软件的应用。课程的考核方式采用日常性考核、过程性考核和终结性考核相结合的方式。日常性考核占总成绩的20%, 主要考核学生的平时学习态度如旷课迟到、课程表现回答问题主动性和正确率、团队合作学习情况等;过程性考核性占总成绩的30%, 主要考核实验操作能力和力学重要知识点的节点考核;终结性考核即期末考试, 期末考试成绩占总成绩的50%。

三、结语

课程团队在工程力学课程不断改革和实践过程中, 参加了国家职业教育道路桥梁工程技术专业教学库的建设, 出版了工程力学教材, 并实现了纸质教材与在线资源一体化的特点, 教材经全国职业教育教材审定委员会审定入选了“十二五”职业教育国家规划教材。在现有基础上继续深化改革, 使成果不断完善, 并努力使成果系列化、精品化。要继续关注力学完成课程实践、实验类教学的改革, 要构建以工程应用为主替代验证理论为主的工程力学实验内容体系, 如开发混凝土强度、钢管强度试验等;加强计算软件如力学求解器、Midas等软件在课程教学的应用, 提高学生的学习兴趣, 培养学生的动手能力和软件应用能力;还要继续做好配套教材的修订工作, 考虑将有些内容与结构设计原理、钢结构课程进行整合;继续开发研制更多更好的动画、微课和多媒体课件等。

工程力学课程改革是一项长期而艰巨的任务, 不可能一劳永逸, 在互联网+时代以及在线开放课程和慕课等移动学习潮流中, 在今后的教学工作中需要继续探索, 不断总结经验, 不断完善。

摘要：本文主要针对高等职业技术院校土建类专业的力学课程进行分析, 提出了主要存在的问题和改革思路, 对课程内容体系进行建设优化, 并对教学方法、教学手段、考试方法进行了改革实践。

浅谈高职工程力学课改 篇11

关键词工程力学课程体系教材教法计算机

一、目前高职工程力学的课程体系

工程力学是研究构件在外力作用下的变形规律及破坏条件、构件的运动规律及运动状态变化与外力的关系。传统的工程力学分为理论力学和材料力学。为了适应高职课改，以“必需”、“够用”为主，各高职高专院校对工程力学课程做了调整，课程体系将教材的整体框架按静力学、构件承载能力分析和运动力学的次序重组，即将材料力学精编为一篇并置于静力学后。将基本变形中的外力、内力、应力、强度分析以模块处理的方式有机结合起来进行讲解，而将运动学与动力学有机地融为一体。改称为运动力学。这种课程体系在一定程度上满足了高职课改的需要。但是不难看出，它只是将理论力学和材料力学中共有的有关力的知识点抽出来构成了静力学部分。整体上来说，该课程体系仍然以学科本位为主，围绕理论知识点层层深入。这容易使学生感到力学知识理论性太强，缺乏应用功能。导致高职学生厌学，不利于培养学生的创新能力。

二、离职工程力学课改的几点意见

1、工程力学的教材改革。教学改革的关键在于教材改革。目前，国内各种版本的高职高专力学教材大多是从本学科的理论系统方面考虑较多，对专业的要求、课程间的衔接配合、学生的实际情况考虑较少。参照教育部《高职高专教育基础课程教学基本要求》，基于目前高职学时有限，对于工科类高职工程力学课程来说，主要为后续的机械设计课程打基础，而机械设计课程中用到的知识点主要是杆件承载能力分析，依据高职学习“必需”“够用”为准，我们可以重点来讲解此部分。根据此部分特点。可以按杆件的变形形式分项目教学，即分为杆件的轴向拉(压)变形，圆轴扭转变形、平面弯曲梁的变形和剪切与挤压变形四部分，而将静力学内容穿插进来讲解，如将受力图和力的基本计算问题与杆件的轴向拉(压)变形相结合；将力矩和力偶与圆轴扭转结合：将平面任意力系与平面弯曲梁结合。将静力学的基础知识有机的与杆件承载能力分析部分相结合，确定每一节课的任务，进行项目化教学，使学生明确学习目标，便于学生学习掌握。

2、工程力学的教学方法。传统的教学中，教师以课本知识为中心，以课堂为单一的教学形式，在教学内容和形式上都是封闭的。教师照本宣科地教，学生则死记硬背，对所学力学知识没有高层次的本质认识，更不可能对一些工程实际或自然现象的问题进行理论可能性分析。“教育的最好方法就是使学生尽快应用他们学到的技术，通过实习给他们以早期经验，而不是给予他们无尽的数字”。工程力学主要用于解决实际工程中的力学问题，它本身就是一个不断发现问题、解决问题的过程。它与社会生活紧密相连，体现社会的需要，很容易激发学生的学习兴趣和创造欲望。根据工程力学特点，可以开展下列教学形式：

(1)问题式教学法。问题式教学法一般由“设问－讲授－讨论－小结”四部分组成，这种教学方法由教师讲授和学生参与相结合。例如，《工程力学》基本概念中对静力学的研究对象刚体的描述是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。学生会产生这样的疑问：任何物体受力后都必然要变形，这里为什么要将静力学研究对象抽象为刚体呢?举例让学生讨论，他们发现原来能够解决的问题考虑形变后变得复杂，甚至不能求解了。这时再给出结论。说明工程力学研究问题时，为了使问题简化可求，在影响不大的情况下，往往忽略一些次要因素。

(2)实例教学法。工程实例教学法是根据教学的内容选择合适的工程或生活实例，通过对这些实例的观察、分析，定性地、启发式地引入新的概念和原理，使学生从感性认识上升到理性知识，再结合理性知识去分析、解决工程实际问题，从而做到举一反三。例如，《工程力学》教学在讲“压杆稳定”一章时分析了许多工程事故产生的原因，讲述了龙门起重机在吊装主梁过程中屡次发生倒塌事故的案例，对一些事故原因作认真分析。如由某建筑工程公司等单位承担安装的龙门起重机在吊装主梁过程中发生倒塌事故。让学生根据学过的内容来分析事故发生的原因。通过讨论得出的原因是：对刚性腿顶部外倾的结构稳定性没有予以充分的重视。这时可因势利导：“假如让你来设计这个起重机，该如何设计?”通过这个环节的学习。学生彻底理解了压杆稳定的一些知识点和基本内容。

(3)实验教学法。《工程力学》中许多理论都是基于实验而得出的。在学习过程中可以先通过观察实验现象，再根据力学和数学理论进行分析推导，由此得出结论。工程力学的实验可以利用现有实验装置，如金属材料拉伸试验；也可以通过生活常识设计制作实验。如笔者在介绍应用集中概念时，现场准备了三个塑料食品袋，一个有锯齿形的缺口，一个边缘有剪口，一个则什么都没有。然后让学生试着用手撕开。并体会其难易程度。学生很快就能得出有缺口或剪口的袋子撕起来比较容易的结论。此时，教师解释原理则水到渠成：缺口处的形状、尺寸发生了突变产生应力集中而导致强度降低，并且缺口尖角越小，应力集中程度越严重，越容易撕开，而剪口尖角近似为零，所以最容易撕开。引伸到工程实际中，告诉学生设计构件要尽量避免形状、尺寸发生突然改变。

(4)多媒体教学。“工程力学”多媒体教学的实施使得教学方式多样化，给学生营造一种立体的、全面的、动态的学习情境，使一些抽象的概念、理论变得直观明了，激发了学生的学习兴趣和积极性，便于实施启发式教学，使课堂教学更具灵活性和多样性。《工程力学》多媒体教学中采用的手段有：如低碳钢的拉伸是材料力学中的常规实验。利用多媒体技术将试件的变形和载荷一变形曲线做成动画，形象地显示出随着载荷的增加，试件被拉伸，直至断裂的过程，且塑性材料的4个拉伸阶段清晰可见，使教学更加贴近于工程实际。

三、利用计算机辅助解决工程力学计算问题

工程力学问题的计算非常复杂，单凭笔算很难胜任，如何利用计算机辅助解决工程力学计算问题，也是现代教学改革的一个方面。配合力学研究开发的软件有MATLAB和ANSYS软件，前者用数值计算的方法求出结果，用图形和模拟动画展示出物体运动的演化过程，后者通过有限元结构分析来进行数值分析，描述构件的强度。

高职工程力学教学 篇12

两课程的教学内容分析

(一) 工程力学

机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的, 机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分, 而材料力学的学习又必须以理论力学为基础, 所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容, 在机械设计中是必不可少的, 所以这些内容也是必要的教学内容。

(二) 机械设计基础

“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用, 为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。

两课程知识点的关联性分析

(一) 工程力学各知识点之间的关联分析

“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的: (1) 静力学概念, 这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述, 是力学工作的“语言”, 它贯穿整个力学教学和学习过程, 是后续力学课程各章节的基础知识。 (2) 静力学公理, 揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律, 是前人总结出来的规律, 学习它后可以对物体进行正确的受力分析。 (3) 受力分析, 主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。 (4) 力系及平衡, 这部分知识主要揭示在平衡状态下, 作用在物体上各作用力之间存在的内在联系, 为建立各个作用力之间的关系提供理论支持, 进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。 (5) 材料力学基本概念、杆件变形基本形式, 是材料力学基础知识, 为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。 (6) 轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形, 揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法, 是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见, 工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。

(二) 机械设计基础各知识点之间的关联分析

“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的, 共同构成一个有机的整体: (1) 机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动, 既然这样, 大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同, 则该装置就能按照设计的轨迹工作, 否则该机构根本就不能动或运动过自由。 (2) 平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构, 复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。 (3) 带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统, 设计机械时也要进行传动系统的设计。 (4) 轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的, 是整台机器的核心。 (5) 轴承也是机器中重要的零件, 它是用来支撑轴的, 以保持轴的回转精度。 (6) 联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法, 在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。

所以, 我们在教学过程中, 通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来, 其相互关系如图2所示。

(三) 两课程各部分知识点的关联性分析

“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间, 有许多知识点具有很强的关联性: (1) “机械设计基础”在进行机构自由度分析时, 运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。 (2) 平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。 (3) 凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。 (4) 带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。 (5) 螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。 (6) 轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。 (7) 轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。

两课程教学内容的优化整合

基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析, 将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。

首先, 以静力学概念和公理作为基础, 将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识, 再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。

其次, 因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识, 所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。

再次, 齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础, 所以应将这部分知识放到后面讲授。

最后, 轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识, 所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。

优化整合教学与传统教学效果比较 (以我院机械制造与自动化专业为例)

机械设计基础总教学时数90学时, 其中力学部分占20学时, 机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完, 然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式, 在实施过程中经常会出现以下情况, 即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生, 老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下, 教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点, 这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度, 学生来不及消化就匆匆学习新章节。

如讲光滑接触面约束时, 大概10分钟讲授, 20分钟举例, 讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时, 要用到这部分知识, 这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习, 然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念, 接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。

经过优化组合后, 光滑接触面约束刚讲完, 就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念, 大概需用时间25分钟, 然后就以平面连杆杆机构为例, 练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析, 大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。

通过比较, 优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此, 通过现学现用, 学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。

这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发 (以2011级制造专业1班和2班为例) 。

由上表不难看出, 优化整合不仅在教学时间上显得宽裕, 而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收, 及时应用, 学习效果明显优于传统教学方式。

综上所述, “工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程, 将各部分知识优化整合, 不仅能节约教学时数, 还能增强教学效果, 为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。

摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况, 将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课, 及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中, 既节约了教学时数, 又提高了教学效果。

关键词：工程力学,机械设计基础,课程优化整合,高职教学

参考文献

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