機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)的研究與探討

機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)的研究與討論〔〕:

摘要：隨著我國現(xiàn)代化與工業(yè)化的步伐不斷加快，社會對機(jī)械類專業(yè)人才的需要及要求日益增加。力學(xué)課程作為機(jī)械專業(yè)的根底，在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著重要的作用，是解決工程實(shí)際問題的重要理論根底。然而現(xiàn)階段機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程的教學(xué)中仍然存在較多問題，受重視程度較低，本文針對這些存在的問題，結(jié)合教學(xué)目的與理論，對課程教學(xué)內(nèi)容、方法、考核方式等方面進(jìn)展一定的研究與討論，進(jìn)而提出一系列機(jī)械類力學(xué)課程教學(xué)改革的建議，以期能獲得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：力學(xué)；教學(xué)；改革；機(jī)械專業(yè)

本文引用格式：溫宇立.機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)的研究與討論[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(82):121-122.

近年來，隨著力學(xué)課程的學(xué)時以及重視程度不斷降低，許多機(jī)械專業(yè)學(xué)生談及力學(xué)課程色變，成為公認(rèn)的難學(xué)課程之一，考核不及格率位居各類課程前列。為了進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量以及激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，適應(yīng)我校機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)立足湛江、效勞廣東、面向全國的應(yīng)用型機(jī)械專業(yè)人才的目的，針對當(dāng)前學(xué)院的力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，提出教學(xué)理念改革、教學(xué)方式優(yōu)化、考核形式改良等多方面改革措施，研究與討論理論與理論教學(xué)統(tǒng)一的策略及方式。

一力學(xué)課程教學(xué)存在的問題

〔一〕力學(xué)課程重視程度低，學(xué)時少

根據(jù)黃再興與胡海巖對二十余所國內(nèi)外知名高校機(jī)械專業(yè)力學(xué)課程設(shè)置情況的調(diào)研結(jié)果與分析，結(jié)果說明國內(nèi)高校機(jī)械專業(yè)對力學(xué)課程的重視程度遠(yuǎn)低于國外的平均程度。統(tǒng)計表中國外各高校根底、必修的力學(xué)課程占畢業(yè)總學(xué)分的比例平均為11.2%，而對應(yīng)的國內(nèi)高校的僅為4.9%，缺乏國外比例的一半。根據(jù)我校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案2022版，根底必修的力學(xué)類課程占比為5%，略高于國內(nèi)平均程度，但絕對學(xué)時仍是偏少。此外在課程設(shè)置上，國外高校在保證學(xué)時的情況下除了常規(guī)的理論力學(xué)和材料力學(xué)外，還參加了流體力學(xué)以及彈性力學(xué)的局部內(nèi)容加以整合，通過優(yōu)化內(nèi)容的分配進(jìn)步教學(xué)效率，這是值得學(xué)習(xí)的。而在國內(nèi)，大局部機(jī)械專業(yè)為了壓縮學(xué)時僅開設(shè)理論力學(xué)與材料力學(xué)，甚至局部專業(yè)進(jìn)一步壓縮力學(xué)課程的學(xué)時僅開設(shè)局部工程力學(xué)內(nèi)容，這也導(dǎo)致了在絕對學(xué)時缺乏的情況下課程安排更加緊湊，教學(xué)進(jìn)度快，學(xué)生缺乏時間進(jìn)展理解與考慮，力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的一定下滑。

〔二〕教學(xué)形式沉悶枯燥

力學(xué)課程的信息量多、知識面廣，與數(shù)學(xué)以及工程有著親密的聯(lián)絡(luò)，課程假設(shè)、概念、公式、推導(dǎo)多，強(qiáng)調(diào)邏輯推理性，對于剛接觸課程的學(xué)生而言會感覺理論性過重，深奧抽象，難以理解。力學(xué)課程的教師一般多為從事專門力學(xué)研究的教師，對于機(jī)械專業(yè)知識以及課程配置并不非常理解，難以結(jié)合專業(yè)的工程實(shí)際加以講解，此外教師在詳細(xì)教學(xué)過程中過分強(qiáng)調(diào)概念定義、定理、公式推導(dǎo)等理論性過程并進(jìn)展灌輸式的教學(xué)，使得尚未接觸專業(yè)課的學(xué)生無法意識到力學(xué)課程的重要性以及必要性，感到枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)過程中師生的互動過程缺失，長而久之就導(dǎo)致了教師與學(xué)生之間缺乏互相理解而降低教學(xué)效率。

〔三〕考核形式單一無法激發(fā)學(xué)生積極性

力學(xué)作為溝通數(shù)學(xué)與工程的橋梁，其應(yīng)用性非常強(qiáng)。然而多數(shù)學(xué)校長期以來對于力學(xué)課程均是采用"平時成績+考試成績";的考核方式，平時成績僅考慮出勤和課后作業(yè)，而考試也多采用筆試的形式，形式單一。局部學(xué)生對于平時成績打卡簽到敷衍了事，考前臨時突擊學(xué)習(xí)，由于局部力學(xué)課程的考試試題與例題相似缺乏一定的創(chuàng)新性，學(xué)生僅是模擬例題機(jī)械地套用公式，不能將課程的知識點(diǎn)與實(shí)際中的現(xiàn)象相聯(lián)想結(jié)合，更無法表達(dá)學(xué)生學(xué)習(xí)課程后的理論才能，雖通過了考試卻知其然而不知其所以然，這也給學(xué)生制造了平時不努力投機(jī)取巧也能通過的錯誤理解，無法激發(fā)學(xué)生的積極性，也偏離了培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用才能的目的。

二力學(xué)課程教學(xué)改革的建議

〔一〕整合優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容與方法，注重教師培養(yǎng)

力學(xué)課程教學(xué)改革，不僅要適當(dāng)增加課時，更要根據(jù)應(yīng)用型與科研型等辦學(xué)目的的不同合理選擇教學(xué)材料，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)的目的合理優(yōu)化內(nèi)容與難度，促進(jìn)力學(xué)課程與專業(yè)課程嚴(yán)密結(jié)合。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方向不同考慮增設(shè)局部彈性力學(xué)、振動力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)等根本內(nèi)容，在課程緒論講解過程中梳理力學(xué)課程的互相關(guān)系及應(yīng)用范圍，這樣可以加強(qiáng)學(xué)生對力學(xué)課程的總體認(rèn)識。同時，教師也要不斷提升個人教學(xué)程度，積極參與教學(xué)研討學(xué)習(xí)等專題講座活動，積極聽課學(xué)習(xí)不同教師的風(fēng)格，取長補(bǔ)短。此外由于力學(xué)課程在工程中的應(yīng)用多種多樣，青年教師在閱歷和理解上與經(jīng)歷豐富的教師有一定的差距，因此鼓勵老帶新和定期安排集體備課和討論，團(tuán)隊協(xié)同教學(xué)，如大班由經(jīng)歷豐富的教師來宏觀把控教學(xué)進(jìn)度以及局部重要難點(diǎn)章節(jié)和內(nèi)容的講解，小班可考慮由青年教師來組織例題講解、小組討論等多種教學(xué)形式，這樣在有效的減輕老教師的教學(xué)壓力的同時也能給到青年教師學(xué)習(xí)和進(jìn)步的時機(jī)。

〔二〕改革課程考核形式

機(jī)械類專業(yè)的力學(xué)課程與力學(xué)專業(yè)的課程并不完全一樣，機(jī)械類專業(yè)的力學(xué)課程更為強(qiáng)調(diào)其輔助專業(yè)課程的作用，是一塊敲門磚，因此更強(qiáng)調(diào)理論才能。因此考核形式需要降低期末考試的比重，從純理論考核的應(yīng)試教育向理論理論相結(jié)合的素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變。改革課程考核的形式，可以考慮增加課程論文、模型競賽、學(xué)習(xí)報告辯論等形式的理論應(yīng)用才能考核環(huán)節(jié)，通過分組競賽或獨(dú)立完成的形式，促使學(xué)生自行查閱資料；如構(gòu)造模型競賽，假設(shè)要構(gòu)造模型可以滿足使用的要求，必不可少的要分析構(gòu)造中的構(gòu)件是如何受力并根據(jù)受力的形式合理選擇構(gòu)造及構(gòu)件的類型，這樣能在理論中讓學(xué)生將平常課堂上學(xué)到的專業(yè)知識真正應(yīng)用到實(shí)處并加深印象。這樣的靈敏多樣的考核方式不僅可以一定程度上進(jìn)步學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)課程時的興趣性以及積極性，也能防止期末考前突擊復(fù)習(xí)、死記硬背的壞風(fēng)氣，有利于綜合評價學(xué)生對于該課程的學(xué)習(xí)成果。

〔三〕加強(qiáng)力學(xué)建模才能培養(yǎng)

"高等學(xué)校理工科非力學(xué)專業(yè)力學(xué)根底課程教學(xué)根本要求";中對力學(xué)根底課程如理論力學(xué)、材料力學(xué)等教學(xué)中才能培養(yǎng)要求的第一項均為建模才能。力學(xué)建模，是一個抓住復(fù)雜問題中主要矛盾與共性，略去次要矛盾的過程，通過合理假設(shè)使得復(fù)雜的問題簡化為可求解分析的力學(xué)模型，建模才能的強(qiáng)弱直接影響著分析計算的結(jié)果及精度。加強(qiáng)力學(xué)建模才能，要在概念和例題講解過程中要結(jié)合詳細(xì)與專業(yè)相關(guān)的工程背景的案例，鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)小心求證，將重點(diǎn)放在如何簡化問題以及建立平衡的力學(xué)模型上而不是對數(shù)學(xué)模型的求解，由淺入深，通過圖片、視頻、討論等多種形式進(jìn)步學(xué)生的感性認(rèn)知，搞清楚簡化的條件與核心在哪里，能對應(yīng)工程中的哪些應(yīng)用等。理論性的簡化如剛體、集中力等概念這些都是在實(shí)際中并不存在的，但是為何可以簡化呢？這是由于其物體真實(shí)變形、受力面積遠(yuǎn)小于物體幾何尺寸，這也是其簡化的條件，再往細(xì)探究，這個遠(yuǎn)小于是指多大的差距，簡化求解后的誤差有多少，這也跟初始的假設(shè)有關(guān)，此外還有工程實(shí)際中支座約束的簡化、桁架構(gòu)造的簡化等等，這些都可以輕易在工程理論中找到背景與案例。

三結(jié)語

本文分析目前我校機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程中存在的一些問題，同時結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目的與教學(xué)理論，研究和討論了課程教學(xué)內(nèi)容、目的、考核方式的改革建議，以期能得到更好的成效。

參考文獻(xiàn)

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