真人一对一直播,chinese极品人妻videos,青草社区,亚洲影院丰满少妇中文字幕无码

0
首頁 精品范文 工程力學課件

工程力學課件

時間:2023-06-05 09:54:28

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇工程力學課件,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

工程力學課件

第1篇

關鍵詞:工科院校;工程力學;教學改革

作者簡介:歐蔓麗(1973-),女,湖南株洲人,湖南工業大學土木工程學院,副教授;曹偉軍(1972-),男,湖南長沙人,湖南工業大學土木工程學院,副教授。(湖南 株洲 412007)

基金項目:本文系2010年湖南工業大學教學研究與改革項目(項目編號:2010D52)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0071-02

“工程力學”是工科院校一門理論性和工程實路性都較強的專業基礎課,也是必修課程之一,“工程力學”對培養學生解決工程問題的能力和其他后續課程的教學都具有重要意義,多年來一直受到廣大工科專業師生的重視。“工程力學”課程在相關學科的知識架構中,處于鏈接基礎知識和專業知識的重要一環,為解決工程問題提供理論基礎和方法,為土木類專業課程學習及設計奠定基礎。“工程力學”是研究構件承載力的學科,是一門理論性和實踐性都特別強的技術基礎課程,其中的理論和方法不僅可以滿足后續課程的需要,而且可以直接應用于工程實踐,在培養各類工程型人才中起到重要的作用。[1]“工程力學”的知識在一系列重要工程領域內發揮著支撐性基礎作用,它的發展水平在很大程度上制約、決定了這些工程領域的技術發展水平。

湖南工業大學(以下簡稱“我校”)的建筑環境設備、冶金工程、金屬工程等專業都開展了“工程力學”課程,該課程在教學內容、實驗教學、教學方法及考核方法等重要環節上,都存在著一定的不足之處,不能取得理想的教學效果。為了提高教學效果,使工科類專業的學生掌握必備的力學知識,為專業課程的學習打下良好的基礎,對“工程力學”課程的改革勢在必行。

一、課堂教學方法的改革

1.教學內容的改革

“工程力學”由靜力學、材料力學以及運動學與動力學三部分組成。靜力學部分包括靜力學基本概念、簡單力系、平面任意力系、空間力系等內容,主要研究受力分析和剛體的平衡問題,是材料力學的基礎。材料力學部分包括軸向拉伸或壓縮、扭轉、剪切與擠壓、彎曲變形、強度理論、組合變形和壓桿穩定等內容。運動學與動力學部分包括點的運動、剛體的基本運動、點的運動合成、剛體的平面運動、質點和剛體的動力學基礎、動能定理以及動靜法等內容。不論多課時還是少課時,現今普遍的做法是:以經典“工程力學”(靜力學、材料力學)為主,課時占到三分之二。工程動力學部分由于難以理解,因此,理論部分介紹極少,往往直接給出經驗公式,跨越式地進入實際應用部分。這種安排造成了內容上的脫節,使學生知其然而不知其所以然。要進行這方面的研究與分析,力求使學生知其然也知其所以然。[2]

“工程力學”主要由理論力學和材料力學組成,這兩個學科有各自的體系,在教學時要根據學生的專業不同對教學內容和結構進行重新的整合,培養學生學習的主動性和對知識的融會貫通能力。整合后的教學體系分為靜力學、材料力學和運動學三個模塊,并且將教學內容優化成同類型的知識單元模塊,形成串聯系統,充分發揮知識的連貫性。在內容安排上,先講授靜力學基本理論、內力和內力圖,然后是構件的強度、剛度和穩定性計算,最后講授運動學和動力學基礎,教學過程要保證理論力學和材料力學內容的緊密聯系和結合。

2.多媒體教學方法的研究應用

多媒體教學是一種新的教學手段,集聲音、文本、圖形、圖像、動畫、視頻為一體,而且不受時間和空間的限制。“工程力學”課程教學需要大量的圖形繪制、公式推導,傳統的教學繪圖需要浪費較多的課堂時間,對教師的板書有一定的要求,因此很多年輕教師上課把握不好進度;很多力學概念需要用工程實例來說明,但是用板書和口述難以解說清楚。在課堂上采用教師在課前精心制作的課件,圖形和公式推導比教師在黑板上的臨時板書精美和規范,層次分明、色彩鮮艷,可以把在黑板上難以描述的運動規律和工程實例用動畫形式展示出來,一目了然。使“工程力學”課程生動直觀,不再是一門難理解、抽象、枯燥的純理論課程,大大加快了教師的教學節奏,極大地調動了學生學習的主動性和積極性,教學效果遠勝于傳統的教學。

多媒體教學的關鍵是教師要制作一套高質量的課件,首先課件要符合大綱的要求,不能采用“拿來主義”使用現成的課件。課件要緊扣教材,知識點符合大綱的要求,文字簡明扼要,編排上做到主次分明,重點突出;課件設計要求字體大小適中,背景顏色簡潔,圖片清楚,保證所有學生都可看清課件內容;課件編排多引入動畫和工程實例的視頻,激發學生的興趣。

多媒體教學是一種很好的輔助教學的手段,但在教學時不能喧賓奪主,教師上課時對著屏幕簡單地念文字和公式,教師變成了解說員,媒體屏幕成為了教學中心,這種新型的“照本宣科”教學效果肯定不好,現代教學過程中教師仍應起主導作用。

3.教學手段的改革

“工程力學”是一門主要的專業基礎課,學生的掌握程度直接影響后續專業課程的學習。因此需要采用多種教學手段,提高教學效果。該課程公式較多,很多教師為了完成教學進度在課堂上忽略了推導過程直接講解,這樣學生形成了機械記憶,在做習題時套用公式,對知識點并沒有理解。很多基本公式是解決工程實際問題的基礎,教學中應該對定理進行推導講解,這樣學生能理解記憶,有利于培養學生創新思維能力。

“工程力學”課程內容抽象、枯燥,在教學中加入大量工程實例的講解,提高學生學習興趣。在講解支座時,固定鉸鏈支座以門的活頁為例、活動鉸鏈支座以橋梁一端支座為例、固定端約束以房屋的雨篷和陽臺牢固的嵌入墻內為例,講解形象直觀,學生能掌握并且記憶深刻。在教學中,每次課后要布置下次上課的內容,并且出幾個思考題在課堂上進行提問,這樣學生慢慢就養成了預習的習慣,在課堂上帶著問題主動思考,由被動學習變成主動學習,使學生學習效率和教師教學效果都有提高。

二、實驗教學的改革

1.改變實驗教學觀念

在實驗環節上,很多學校是分開進行的,即任課教師不管實驗,實驗教師不了解實際教學進度。盡管在教學日歷上任課教師安排了實驗時間,但由于實驗條件的限制,一次實驗要持續近兩個星期,于是出現頭一個實驗還沒做完,下個實驗的時間就到了的狀況。同時很多實驗都是公式和原理的驗證性實驗,學生只要按照程序記錄數據,觀察實驗現象,帶入公式進行計算就可完成實驗報告,實驗毫無新意和挑戰性。另外,實驗沒有單獨學分,實驗教師無法給出獨立的成績。只能由實驗教師把成績交給任課教師,任課教師再將該成績列入學生的平時成績中。即便總平時成績占30%,實驗成績也只能占9%左右,顯然比重過小。同時,實驗成績由任課教師認可也是不合理的。

一般性院校人才培養的根本目的是為國家和地方經濟發展培養高級應用型人才,這也是一般性院校與重點院校在培養目標上的根本區別。課堂教學、實踐教學及實驗教學的綜合教學形式是一般性本科院校實現應用型人才培養目標的主體性教學之一,是一般性工科院校本科教學的重要環節,是深化理論知識、進行科學訓練、培養學生實踐能力和創新能力、實現知識—能力—素質轉化的重要途徑。因此實驗教學體系的科學性、合理性,實驗教學資源建設、利用的好壞及實驗教學質量的高低,對于一般性本科院校完成應用型人才培養和服務社會的歷史使命具有重要的意義。[3]

2.實驗教學方法改革

傳統的時間教學內容偏重理論的驗證實驗,這些實驗很難激發學生的興趣和對實驗的熱情,不能有效提高學生進行科學實驗和工程的動手能力。基于工程應用能力的培養,“工程力學”教學方法的改革必須加強力學實驗環節,通過動手實踐與計算機輔助分析,加深學生對理論知識和基本概念的理解與掌握,提高解決實際工程問題的能力,激發學生的創造力。在實驗課的教學中,采取開放式、研究性教學模式組織實驗教學。開放實驗室,減少驗證性實驗,增加綜合性、自主性設計的實驗內容。力學實驗教學環節由演示實驗、基本實驗、自主性創新實驗和計算機輔助分析四個部分組成,在實驗教學中重點培養學生獨立提出問題、分析問題和解決問題的能力。

3.改革實驗教學內容

學生實驗是科學理論的源泉,也是學生提高工程技術的措施,在傳統的理論性基礎性實驗的基礎上,通過與工程實踐緊密聯系的“開放式、研究性”教學模式組織實驗教學,有利于提高實驗教學的效果。

根據“工程力學”課程特點,可把實驗分成三個層次。第一層次為驗證性實驗,包括拉伸、壓縮、扭轉等實驗,學生可根據實驗的過程,通過實驗結果繪圖和計算驗證基本原理;第二個層次為設計性和綜合性實驗,根據工程結構實例進行實驗方案的設計,通過動手粘貼應變片、設計電橋等基本性能的訓練,測量應變數據,完成與工程實例相關的實驗;第三個層次為綜合性和研究性實驗,以創新實踐訓練、工程項目、課題研究、科技競賽為主,吸引各學科、各專業有特長的優秀學生參與創新活動。

三、考核方法的改革

1.平時成績考核

要加強對平時成績的考核,作業是平時成績的一個重要體現。平時作業一般應選擇課后有代表性的題目,針對課堂的知識點進行訓練。提高對學生平時作業的要求,既能使學生夯實所學的知識,也能培養學生認真踏實的學習態度,提高學生規范的書面表達能力。“工程力學”公式繁多,計算復雜,只有平時認真學習才能反映真實的成績,因此要加強平時成績的考核,反映學生學習的真實面貌,

2.實驗成績考核

實驗成績分為實驗前的預習、實驗中的操作和實驗后的實驗報告完成。具體考核學生對實驗目的、實驗原理、實驗步驟的掌握,實驗操作的熟練程度和實驗數據處理的能力。把實驗成績列入總成績的考核,有利于提高學生對實驗的重視程度和培養學生的動手能力。

3.期末成績考核

考試內容的改革是考核改革的重點,考試內容的選取上,應該增加與工程應用相關的知識和綜合知識,減少純粹的公式計算,對學生本學期“工程力學”知識全面考查。考試內容要緊扣課程考試大綱,重點突出、設計難點,盡量覆蓋課程所學的知識。試題應該以掌握理論為基礎,著眼于考查學生靈活運用“工程力學”知識分析和解決工程實例的能力。[4]

四、結論

對于教學型工科院校,要提高學校的聲譽及畢業生的社會競爭能力,重點是培養學生的動手能力和社會適應能力。“工程力學”作為工科學生重要的基礎課程,其課堂教學環節、實驗教學環節對培養應用型人才起著至關重要的地位,

所以基于工程應用能力培養的工科院校,對“工程力學”課程教學方法進行改革與創新研究,可使課程授課內容、教學方法、考核方法等更好地適應本校相關專業學生的要求,適應時代的要求,可使學生更好地掌握專業理論基礎,學會運用專業理論基礎分析和解決工程實際問題,并具備一定的創新能力。而適應目前全國工科院校“工程力學”教學形勢的發展,提高該課程的教學質量,也具有現實意義。

參考文獻:

[1]周濟.大力加強教學工作切實提高教學質量:在第二次全國普通高等學校教學工作會議上的講話[R].2004.

[2]王建祥,蘇枋,等.工程力學實驗教學的改革與探索[J].力學與實踐,2010,32(1):130-133.

第2篇

關鍵詞:高校工程力學教學;實踐創新能力;培養

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.239

1 高校工程力學教學的特點分析

工程力學作為理工科專業的基礎性學科,涉及材料力學和理論力學等內容,其中材料力學主要是讓學生掌握構建穩定、構建剛度、構建強度等力學相關的計算機方法;而理論力學則是要求學生分析多個物體的運動機構,善于觀察和發現生活中出現的力學問題,在此基礎上構建力學模式進行定性分析。通常工程力學具有理論性和通用性強、涉及面廣、創新性與工程性強等特點,其理論在工程技術領域獲得了廣泛的應用,越來越成為理工科學生學習其他學科知識的基礎[1]。這就需要高校教師在工程力學教學過程中,以學科發展要求為依托,打破以往的灌輸式教學模式,注重實踐和理論的結合,加強學生實踐創新能力的培養,使學生能靈活運用所學知識解決實際問題,做到合理創新,進而培養出高素質的人才。

2 高校工程力學教學中實踐能力的培養

首先,綜合課程設計。工程力學的相關課題研究都與力學具有緊密的聯系,要想提高學生的工程實踐能力,應該以相關課題平臺為依托,在大課題中適當提取小模塊,將其作為綜合課程設計的題目,引導學生解決基于實際工程問題的課程設計,增強學生的實踐能力,更好地適應企業工作崗位的要求。例如:在課程設計中合理設置工程計算模塊,利用具體計算等方面的實訓,使學生掌握工程力學理論知識與有限元計算方法,提高工程計算能力。

其次,綜合性課程實驗。在工程力學課程實驗教學過程中,教師可以設置綜合性的課程實驗與基礎的課程實驗,使學生學習先進的實驗手段與基本的實驗方法,靈活運用所學知識技能解決實際工程問題[2]。在綜合性課程實驗中,可以針對不同的實驗采用不同的實驗方法,更好地解決問題,如在減速箱輸出軸的振動測量實驗和動態應力測定實驗中,需要學生掌握平面光彈和動態電測的實驗技巧,這時教師可引導學生針對實驗原理進行設計,自己動手標定與實驗,借助數碼相機和計算機等記錄實驗數據,獨立完成實驗報告。

最后,理論中滲透工程實踐的教學。工程力學的理論知識具有一定的抽象性,并且許多學生不能全面認識工程實際,這就要求教師在課堂教學中合理運用多媒體和實物等方式,保證教學的直觀性,增強學生的感性認識,使學生更好地理解理論知識。另外,教師講解理論知識時應該適當引入生活中的力學問題或工程實例,以此調動學生的學習積極性,準確掌握工程計算方法,加強學生的工程分析能力。同時教師也應精心設計多媒體課件,將各種力學分析CAE軟件和大量的例題和工程圖片等插入到課件中,增強課堂的信息量,豐富學生的知識面,使學生靈活運用所學知識解決工程實際問題,提高學生的力學思維能力。

3 高校工程力學教學中創新能力的培養

第一,探究性教學。科研和教學相輔相成,對創新型人才的培養具有重要作用,因此高校實施探究性教學時,應該關注師資隊伍的建設,確保教師有充足的資金、精力、時間進行創新,為創新型人才的培養奠定基礎。當然教師應該積極參與科研,對本學科的發展動態和前沿知識有所了解,適當創新教學內容,在教學中有效運用科研的最新成果,充分挖掘與科研相關的教學內容,合理進行實驗或研究,從講解型教學過渡到研究型教學,引導學生結合學科前沿進行創新,提高學生的創新意識與創新能力。

第二,研討課教學。研討課教學主要是讓學生參與教學,通過專題研討和師生互動,拓寬學生的知識面,強化學生的創新能力和發散思維。教師在教學中可以課程重難點問題為依托,科學設置專題討論課,采用學生主動、教師引導、師生互動的模式,設置相應地討論題目,鼓勵學生分組進行研討。當然研討課的主題應符合課程內容,讓學生通過文獻資料的查閱提出自己的思路和解答方案,然后由小組代表通過PPT、圖片、板書等形式進行展示,最后進行點評。這樣的方式充分尊重了學生的主體地位,打破了傳統單一的教學模式,有利于提高教學效果,實現師生的良性互動,促進學生個性的發展和研究創新綜合素質的提高。

第三,啟發式教學。對于啟發式教學而言,其主要是利用教材的疑點、難點、重點來創設問題教學情景,吸引學生的注意力,鼓勵學生獨立思考和自主解決問題,提高學生的創新思維能力。將其應用于工程力學教學中,必須要從專業背景和教學內容等方面出發,借助多媒體、圖片、講座等方式講解相關的創新實例,使學生充分意識到知識應用的價值,激發學生的創新意識和求知欲,引導學生的思維導向,強化學生分析和思考問題的能力。在課堂教學過程中,教師應該結合課程的難點與重點,向學生介紹工程實例,提出相應的問題,啟發學生查閱資料和提供解決方案;然后教師對學生的各種想法進行適當引導,給予積極評價,進而為學生提供一定的想象空間,培養學生的自主學習能力。

4 Y束語

實踐創新是時展和社會進步的原動力,學生實踐創新能力的培養貫穿于高校各學科教學活動中,對學生的綜合發展具有積極的作用。因此在工程力學教學過程中,教師需要采用豐富靈活的教學方式,精心備課、積極鉆研教法,從而做到理論與實際的緊密聯系,培養出實踐創新能力強、適應社會發展需要的技術人才。

參考文獻:

[1]劉靜,周曉玲,汪中厚.淺談工程力學教學中實踐與創新能力的培養[J].上海理工大學學報(社會科學版),2013(02):177-180.

[2]劉新柱,王冬,潘佳卉.基于創新能力培養目標的工程力學教學改革與實踐[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2014(01):39-40.

1.西安科技大學高新學院校內基金項目:軸承轉子非線性動力學(編號KJ201705)。

第3篇

關鍵詞: 高職類工科專業 《工程力學》 增強教學效果

工程力學是高職類工科專業的重要技術基礎課,它是一門介于專業基礎課和專業課之間的課程,既有著較強的理論性,又和生產實際聯系密切,在工程意識培養方面占據著重要的地位。對于高職學生而言,由于數學、物理等基礎知識比較薄弱,給教學過程增加了一定的難度。針對該課程的特點,我結合這幾年的教學實踐,就如何增強工程力學的教學效果提出以下幾個方法。

一、注重培養學生的自學能力

當今社會,知識發展日新月異,學生從走進校門到踏上社會都需要不斷地進行知識更新,教師不可能在有限的教學時間內傳授給學生終身受用的知識和技能。所以在課堂教學中要做到取舍有度,有所教,有所不教,如果面面俱到,“填鴨式”教學,不僅效果不好,而且不利于學生能力的培養,容易養成學生學習的惰性。古人云:“授人以魚,不如授人以漁。”所以教會學生掌握知識的方法和鍛煉他們自學的能力、查閱資料的技能同樣重要。在這方面,我們鼓勵和要求學生堅持課前自學預習,有效地促進了學生對書本知識的掌握,提高了課堂教學質量。為了讓學生都能夠做到課前預習書本知識,可以借助一些檢查和監督機制,比如:在每一節課后都給學生留出預習作業,預習作業通常由很多與下一節課內容有關的問題構成。課前組織學生對預留問題進行討論和總結,或者安排個別學生回答問題和試講。列出學生預習中遇到的問題和難點,然后針對這些問題進行授課。在實踐教學中,采取這些措施不僅能夠保證課前預習,而且能夠活躍課堂氣氛,活躍學生的思維,有效提高學生的自學能力,收到事半功倍的效果。

二、結合工程實例,采用啟發式教學,培養學生理論聯系實際的能力

高職院校培養的是應用型人才,所以工程力學的教學內容更應突出“應用型”這一特點,要從教學需要、專業特點、工程實際應用和知識結構整體優化等角度出發,重點應放在基本定理的理解與應用上,淡化理論與推導,加強工程力學與后續課程的聯系及其在工程實際中的應用。這就要求教師要轉變傳統的教育思想,采用啟發式教學法,授課時考慮學生的反應,有針對性地按課程重點、難點分層次設問、引導。例如在講到軸的強度問題時可以讓學生思考:為什么空心軸應用要比實心軸廣泛?在講到梁的截面性質對其強度、剛度的影響時,可以提問學生:教室內的矩形截面梁為什么是豎放而不是橫放?骨骼和竹子為什么長成空心圓截面?用力學概念解釋自然界中的各種動植物在漫長的進化過程中形成各自合理的承載能力的原因。又如結合現代橋梁技術廣泛采用的斜拉橋,用所學的壓桿穩定理論分析這種結構的合理性。相對普通的橋墩式(南京長江大橋),斜拉橋(蕪湖長江大橋)用拉索(受拉構件)將橋身及載荷集中于主橋墩上,只要保證主橋墩的穩定性,斜拉橋通過使用大量拉索減少了橋墩(壓桿)的數量,變受壓構件為受拉構件,增強了安全性。這樣的實例不勝枚舉。通過這些實例,學生會看到工程力學在實踐中的應用,激發學習積極性,提高運用所學理論解決實際問題的能力。

三、剖析課程體系,優化教學內容

如在講授材料力學時,可以突出四種基本變形的對比聯系。在講第一種基本變形拉伸與壓縮如何用截面法求軸力(軸向拉壓的內力)時,強調每種基本變形的內力求法都是截面法,讓學生明白截面法的重要性,歸納為“截、取、代、平”四個步驟,并讓學生爛熟于心,進而在講完畫軸力圖、求應力、強度計算等這一章的所有知識點后,進行歸納總結時,讓學生明確材料力學的四種基本變形都是按照“內力、內力圖―應力―強度計算、剛度計算”這樣的模式展開的知識體系。這樣學生在一開始就能對材料力學中各種基本變形的知識框架有初步的認識,在教學的過程中引導學生注意分析幾種變形的前后對比聯系,如軸力與剪力對比,應力與剪應力對比,拉壓時的強度計算與剪切時的強度計算對比,等等,使學生對知識的理解更有條理性,不會混淆,記憶深刻,從而能在學習過程中掌握主動,思考也變得積極活躍。

當然,在教學中有許多定理和公式需要推導,比如:剛體平動的運動特點,扭轉變形時的剪應力計算公式的推導,等等。根據高職學生的特點,以必需、夠用為度,對于力學中較多的定理和公式不應全部進行詳細的理論推導,而應簡單地說明來源強調結論,要求學生學會運用,在大量的理論中突出重點。

四、靈活運用多媒體教學手段,提高學生學習興趣

多媒體技術以圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜的表現形式,大大增強了學生對抽象事物與過程的理解與感受,通過動畫將抽象難懂的內容形象地表達出來,達到化解教學難點、縮短學生的認知過程之目的。例如,在工程力學教學中,學生沒有機會到現場去看看實際變形和破壞情況,對變形的理解不夠透徹。采用多媒體教學課件,活生生的實例不僅能使學生一目了然,而且可把構件的各種受力和變形情況形象地繪制在課件中,使之躍然于學生眼前。又如,在講授點的復合運動時,確定了動點、動系、和定系后,再分析三種運動。多數學生對相對運動分析不出來,這時我提示學生們要跳到動系上看動點怎么動,緊接著用動畫把這一過程生動地表現出來,學生豁然開朗,這些都是板書教學無法實現的。另外,在某些實驗條件不具備的情況下,還可以利用多媒體讓學生觀看實驗視頻,或進行模擬實驗。總之,靈活運用多媒體手段進行教學,能使許多力學疑難問題迎刃而解,既可培養學生的學習興趣,又可增強他們的學習信心,從而達到更好的教學效果。

五、結語

在工程力學教學的過程中,應始終堅持以學生為主的原則,通過教學改革,建立優化的教學體系和教學方法,不斷提高教師自身業務素質,充分調動學生的學習積極性,開發學生的創新能力和實踐能力,提高教學效率,為培養適應現代工業發展的應用型人才打下良好的基礎。

參考文獻:

[1]白鴻輝.工程力學[M].江蘇科學技術教育出版社,2005.

第4篇

關鍵詞工程力學;教材編寫;課程教學

中圖分類號:O31

1工程力學課程概況

工程力學是面向工程實踐的需要,為研究、解決工程中的力學問題而提供理論依據和計算方法的學科[1]。它主要研究物體機械運動和構件彈性變形的一般規律。工程力學不僅是工科院校絕大多數專業開設的一門專業基礎課,而且是能夠直接用于工程實際的技術學科,因此具有十分重要的地位。通過工程力學課程的學習,使學生對剛體機械運動一般規律和桿件的強度、剛度及穩定性等問題有明確的基本概念,并掌握其基本理論和基本方法,具有獨立分析有關工程力學問題的能力,并為后繼專業課程學習以及從事工程技術工作打下堅實的力學基礎。

2工程力學簡明教材的建設

2.1工程力學簡明教材編寫的背景

現有工程力學教材大多都是部屬院校編寫,概念較為理論且抽象,難以適應當前高等教育大眾化的需求。同時現有教材,內容往往偏多,不太適合當前國內很多工科高校非力學專業所開設的“中少學時”工程力學課程使用。而且隨著我國高等教育專業調整和課程體系改革的不斷進行,工程力學課程的學時越來越少也成為不爭的事實。為適應我校的發展需求,在很多工科相關專業設置了少學時(96學時)的工程力學。要求工程力學的課程教學精簡,通俗易懂,且偏重于工程。而目前,相對我校工程力學課程而言,現有多數工程力學教材內容較多、習題較難、學生學習起來有一定難度,工程力學的教學體系依然承襲原有的多學時理論力學和材料力學的體系方法,只是學時有所減少,內容有所刪減,無論是教材、課件、教學

方案及課程的網絡建設等對少學時的工程力學來說,都略顯體系繁冗,不能完全滿足我校多專業多層次的教學要求。因而,面向非重點工科院校的非力學專業學生,整個工程力學課程體系應力求創新和簡化,由淺入深,通俗易懂,偏重工程,以適應當前大學教學改革以及高等教育大眾化的需要。

2.2工程力學簡明教材編寫的思路

在上述背景下,編寫適合我校相關專業學生特點的教材,因材施教,因地制宜,適應當前教學改革的形勢和需求是必須的。因此,依據教育部非力學專業力學基礎課程教學指導分委員會最新制定的“理工科非力學專業基礎力學課程教學基本要求”,參考相關兄弟院校的教學基本要求及教學大綱,以我校“工程力學”教學基本要求及教學大綱為基準,擬編寫適合普通工科院校非力學專業的《簡明工程力學》,突出工程力學的應用之地,以培養工程應用型人才。

我校工程力學課程為機械工程學院、城市軌道交通學院、航空運輸學院、飛行學院、材料工程學院、汽車工程學院、管理學院(工程管理專業)等專業的學科基礎必修課。由于學生專業分布廣,人數多,學習的內容側重點和要求掌握的程度各不相同。以航空器械維修、交通工程和汽車服務工程等專業為例,除了要求學生掌握基本力學知識外,如果簡明教材或授課采用的工程實例和習題能夠和航空航天工程、重大土木工程和汽車工業相結合就能達到更好的教學效果。一方面,學生可以了解到工程力學實際上有著廣泛而又深入的工程應用背景,另一方面,也能夠激發學生的學習熱情、提高學習興趣,并能順利過渡到后續專業課程的學習。

筆者近年主要承擔工程力學課程教學工作,清晰地了解不同專業學生的學習狀況和興趣需求。在平時備課中,我們也注意收集許多富有專業實踐性或趣味性的生活和工程實例[2-5],并適當補充到教學當中。這些為編寫該簡明教材累積了不少素材。編寫針對我校特色的工程力學教材,不僅能實現因材施教,對于培養我校學生分析和解決實際問題的能力也有積極的意義。

2.3工程力學簡明教材的特點

以力學的基本概念和原理為主線,優化課程體系,重組教學內容并突出重點,加強前后呼應,實現教學內容的融會貫通,以便于學生建立起對力學學科的整體認識[6]。更多地采用從一般到特殊的內容體系,以便于全面、準確地闡述基本概念和基本定理,使學生牢固掌握工程力學的基本理論。立足于“少學時”,理論闡述力求簡明,文字簡潔,講授最基本的知識與方法,刪除一些偏深和偏難的內容,舍棄某些專題的討論,加強學生工程觀念的培養和突出力學在工程實踐中的應用,編入一些密切結合工程實際的例題與習題,以供教師選用和學生練習之用。通過對工程實例的簡化和分析,培養學生建立力學模型和解決實際問題的能力。

3工程力學課程教學的思考及舉措

與簡明教材相配套,不言而喻,其課程教學亦具有舉足輕重的地位和作用。工程力學內容相對較多,且較為枯燥,而學時又偏少,因此如何在有限學時內讓學生掌握其精華的確不是一件容易的事情。鑒于此,筆者積極思索和調研,采用了一條主線貫穿其中的教學方法,即以解析方法為主線,串連靜力學、運動學、動力學與材料力學四大篇章的內容。三年多的教學實踐下來,學生評教反饋較好,即能夠較快地掌握解析方法及其思路,從而應用于求解靜力學、運動學和動力學及材料力學問題。工程力學課程有很強的工程背景,在教學過程中利用多媒體技術,將一些工程實例通過屏幕生動地展現在學生面前,可幫助學生培養將研究對象抽象為理想化力學模型的能力[1];同時授課過程中盡量補充教師本人及他人與工程力學相關的最新科研工作和成果,以引導學生了解力學學科前沿,提高學生的感性認識和學習興趣。積極采用“啟發式”、“研討式”[7]等生動活潑的教學方法,改革“灌輸式”教學方法,變“以教師為主體”為“以學生為主體,以教師為主導”[8],激發學生靈感,充分調動學生的主動性和積極性,給學生思考和發揮創造性的空間,倡導師生互動,及時了解學生的反映,課堂教學效果良好。另外,努力貫徹因材施教的思想,重視學生的個性發展,鼓勵和積極組織學生參加各種課外科技創新活動,如全國周培源大學生力學競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽及大學生創新活動計劃等。

4結語

對于地方工科院校非力學專業,編寫面向工程應用型人才培養的工程力學簡明教材是當前高等教育大勢所趨。筆者正在編寫的《簡明工程力學》即是在此方面的一次嘗試,其力求概念由淺入深,突出重點內容,表達通俗,闡述簡明,并盡量結合工程實例,可作為地方工科院校“少學時”工程力學課程的教材。與教材建設相適應,其課程教學自然具有重要的地位。通過工程力學課程的學習,可以培養學生豐富的想象能力、科學的思維能力,并為后續專業課程的學習和解決工程實際問題提供基本理論和方法。

參考文獻

曹麗杰,劉立厚,潘穎,李培超,劉小妹,范志毅.《工程力學》教學方法探討.教育發展研究,2010,10(專刊):56-57.

徐敏.理論力學趣味性教學淺析.力學與實踐,2000,22(3):62-65.

李穎,馮立富,郭書祥.《材料力學》教學中的一些生活和工程實例.力學與實踐,2005,27(4):79-80.

劉巍.關于工程力學課程教材建設的若干思考.力學與實踐,2010,32(5):96-97.

岳桂杰;魏偉;谷莉;徐宏彤.工程力學教學中的一些生活和工程實例.力學與實踐,2012,34(2):83-84.

梅鳳翔,周際平,水小平,韓斌,劉海燕.“工程力學”課程體系和教學內容的改革與實踐.北京教育(高教版),2005,11:39-40.

第5篇

【關鍵詞】中職學生 工程力學課程 興趣 教學對策

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)20-0182-01

一 中職學校工程力學課程教學存在的問題

目前,中職學生的學習興趣真的非常令人擔憂!很多學生入學后學習積極性不高,上課不帶書、不帶筆;講話、玩手機,戴著耳機聽歌;甚至睡覺等一些惡劣現象也時有出現。經常在上課過程中出現非常滑稽的一幕:教師在講臺上講得津津樂道,下面的學生趴下一大排。筆者作為一名職校教師,每每遇到這種情況,心里感到非常痛苦,常常自責,這是教師的失敗,因為沒有教不好的學生,只有不會教的教師。筆者一直在思考,在嘗試,在探索,能否找到一種可以喚起學生學習積極性的方法來改變這種消極的局面,讓學生們愛上課堂。

二 原因分析

筆者與承擔工程力學教學任務的教師一起對現存的問題進行了認真分析和研究,并且努力探索有效的教學對策。出現目前這種狀態的原因有如下三種情況。

1.生源情況

工程力學已經成為工科類各專業中一門不可缺少的專業基礎課,而當前的中職學校的學生工程力學成績差已經是一種比較普遍的現象。眾所周知中職學校的學生是經過中考層層選拔后剩下來的學生,加之前期數學和物理沒學好,再學力學這門課程本身就有很大困難。許多學生本身的基礎差、再加上學習動機與態度方面的原因或因家庭生活困難,迫使學生上學時斷時續,凡此種種,無疑給工程力學課程教學帶來了諸多困難。

2.教材特點

中職工程力學以培養實用型初、中級技術人才為目標,教材編寫是在對工程力學的分支課程理論力學、材料力學和結構力學等進行大量的壓縮精選而成。特別是有很多計算問題,既要用公式計算,又要根據工程實際取得經驗數據對公式計算結果進行校核,有時考慮到工程實際的不確定性,甚至要將辛苦計算出的結果全部否定,直接取用經驗數據,這些特點的確讓文化基礎薄弱的初中畢業生摸不著頭腦。

3.缺少實驗設備

一般中職學校的實驗室配置情況很簡單,缺少大部分的實驗器材和設備。因此僅靠課堂講述,黑板上畫圖,用手勢比劃,這樣只能增添學生對本課程的枯燥感。

三 教學對策

怎樣才能在備課過程中培養和提高中職學生學習工程力學課的興趣呢?以下五點是必不可缺的。

1.重視新課的導入,激發學生學習的興趣

良好的開局能夠吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣,啟發和引導學生的思維。從教學過程的開端就抓住學生的心理,使學生產生學習新知識的興趣和求知欲望。通過看因不合理計算和不合理結構設計造成的各種事故的幻燈片,做一些海綿或膠皮模型,在課堂里做簡單的拉(壓)、剪切、扭轉、彎曲實驗,將學生引入到工程力學教學環節里,激發學生的興趣。一堂課就這樣開始了,處于這種狀態的學生注意力特別集中,學習興趣非常高漲。

2.施行分層教學,有利于培養和提高學生的學習興趣

分層教學就是根據學生的基礎高低、興趣差異,采用不同的方法和方式進行教學,以適應不同學生的需要,使各類學生能產生學習數學的興趣。對于基礎差的學生,講課時要注意淺顯易懂;對于基礎好的學生,則可講深一些。備課和布置作業時也要根據學生的學習情況分層次,對于基礎差的學生多練一些簡單題;對于基礎好的學生可布置一些靈活題目和難度較大的思考題,使每位同學都能有所收獲和進步。也要認真做好輔導工作,通過個別輔導幫助他們越過學習上的障礙,樹立學好力學的信心,同時要隨時注意根據學生反饋的信息,調整自己的教學過程。教學內容的深淺,教學節奏的快慢,教學方法的選擇,都應由課堂上學生對教學信息的反饋來確定,以保持學生在課堂上學習力學的興趣。

3.通過力學實驗或現場觀察,提高學習興趣

根據力學內容和大綱要求,安排學生在校內力學實驗室里做實驗,提高他們的動手能力和判斷能力,分析教材里的習題的受力分析及教室里能看到的組成建筑結構的每個構件的受力分析,或者到施工現場去看一些示例來活躍教學過程,這樣學生的積極性和學習興趣也會大大提高。

4.采用豐富的教學方法和手段,提高學習興趣

多樣的教學方法和手段是提高教育教學質量的重要保障。因此,在授課時不能單一采用課堂講授法,而要積極采用更適合學生積極參與的啟發式教學法、問題教學法、討論教學法、現場教學法、案例教學法和演示教學法等;教師可以通過課件、掛圖、構件模型來演示結構或構件的受力與變形情況。

5.處理好師生關系,培養學生的學習興趣

第6篇

關鍵詞:工程力學 教學方法 教學效果 綜合能力 實踐

工程力學是工科院校一門重要的技術基礎課,它綜合了理論力學和材料力學兩門課程的基礎內容,在基礎課和專業課之間起橋梁作用,為專業設備及機器的機械運動分析和強度及剛度計算提供必要的理論基礎和計算方法。以下結合我們的課堂教學實踐談幾點體會。

1.注重激發學生的學習興趣

興趣是最好的老師,因此,興趣乃產生學習動力的源泉。學生只有對所學的課程感興趣,才會有興趣的學下去,因此,教師要將自己的角色從傳統的“傳道、授業、解惑”向“學習顧問”與“主持人”的角色轉換,加大學生參與教學的力度,使教與學之間要進行雙邊的交流。這樣課堂氣氛活躍,學生學習的興趣才會高,例如:在講解軸向拉伸和壓縮桿件強度條件之前,我們可以先提問學生:第一種情況是兩根長度相同,材料相同,截面形狀相同,但直徑不同,一粗一細,如果兩端用同樣的力拉伸,當力逐漸增加時,問:兩根桿的軸力分別等于多少?哪一根桿先斷?第二種情況是若兩根桿直徑和長度相同,但材料不同,一根為鋼桿,一根為木桿,當力逐漸增加時,問:哪一根桿先斷?這些問題學生可以很容易就能回答上來。由此我們再接著問:為什么兩根桿軸力相同,但不一起斷呢?因此引出應力的概念和軸向拉壓桿的強度條件。然后再引導學生結合身邊的例子,由此讓學生思考強度條件?強度校核問題等,在教學中老師應廣泛聯系與分析生活、生產中的各種力學現象, 把一些枯燥的定理、公式用形象生動的生活實例來闡明, 培養學生對工程力學的興趣。如講授材料力學如桿件四種基本變形時, 講到軸向拉壓, 能聯想到拉力器; 講到扭轉時,能聯想到擰干毛巾、衣服等; 講到剪切時, 能聯想到鋼絲剪; 講到彎曲時, 能聯想到挑扁擔、撐桿跳高等; 講到圓軸合理截面空心軸比實心軸合理時,用人的四肢的骨骼, 稻麥莖的截面也是空心圓截面加以說明。通過舉例, 使學生覺得力學并不深奧, 而是與生活實際密切聯系,激發學生的學習興趣和學習動力,學生的學習效果就自然而然的提高了。

2.采用多種方發相結合的教學手段提高教學效果

在工程力學教學中,在上課中,合理使用多媒體進行教學,將復雜的圖形和難以想象的運動形式等通過現代多媒體技術、動畫技術形象生動地表現出來,使學生可以更直觀地理解教學內容。例如在講授運動學部分時,對于點的合成運動、運動機構的運動分析等內容利用傳統教學模式較難講述清楚,我們應用flash軟件演示,這大大的提高了學生的學習興趣利于學生對所學內容的掌握。例如, 在圓軸扭轉的應力分析這一節中,首先利用模型讓學生觀察圓軸的受力及變形情況,提出問題:圓軸扭轉時應力的類型是正應力還是切應力? 是否均勻分布? 有了問題,然后再進行定性分析、推導,最后得出結論。同時我們還認為,在眾多的教學媒體中,最基本、最重要的媒體還是教師的語言。教師的語言應當語速適中、抑揚頓挫、詼諧有趣,講課娓娓道來,以利于學生樂于聽講和思考;語氣應簡明、清晰,同時適時穿插必要的提問,不斷提高學生思考與參與的興趣;在語音上,應講好普通話,吐字清楚;在用詞上,應嚴謹、準確;聲音洪亮,講課富有激情和感染力。除此之外,教師的表情、眼神及協調的肢體動作語言也很重要,作為教師,如果能把自身這個媒體與現代教育技術等多種媒體有效結合,相得益彰,這才能夠很好地調動、激發學生的學習熱情和興趣,提高工程力學的教學質量。例如:我們在講到二力構件形狀多樣時,我們制作一些機構運行動畫, 在演示課件動畫的時候, 讓學生自己去尋找二力構件, 然后再點擊解答按鈕, 展示出用鮮艷色彩涂染的正確二力構件,以判別正誤。這樣不僅使學生的學習興趣倍增, 而且更重要的是讓學生認識到二力構件是力學抽象模型, 反映在實際機構中其并非僅具有簡單直桿形狀, 而是形狀多樣。又如: 吊車大梁的彎矩大小隨集中力的移動而變化, 學生在實際研究時多不好理解, 我們通過演示吊車從大梁一端行駛到另一端, 在整個運動過程中, 其彎矩也在相應發生改變。學生通過反復觀看能清楚了解當載荷在梁中點處時有最大彎矩, 而在兩端時有最小值。

在教學過程中,教師可根據教學內容的需要選擇教學手段。講基本概念時采用多媒體給出直觀形象的生動例子,學生可以加深理解;在分析求解思路時啟發學生加深印象;借助粉筆黑板一步一步展開, 使學生加深印象。通過多種教學手段的結合,相互取長補短, 提高學生的注意力,可提高教學效果。

3.在教學過程中不斷滲入專業知識,提升學生的工程意識。

工程力學是一門技術基礎課,不僅對工科學生學習后續專業知識過渡起到橋梁作用,而且對開發學生智力、培養學生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學的思維能力和創新能力以及解決工程實際問題的能力都將產生重大影響。工程力學是各門力學的基礎,并在許多工程技術領域有廣泛的應用,我們在課程中加強學生研究及創新能力的培養,上課中穿插一定的專題講座以引導學生對專業的認知和專業興趣的培養。這樣做可以使學生了解專業知識與課程的聯系,將相關應用性專業(如機械類、化工專業、材料專業等)的知識滲透到力學教學中.一方面培養了學生的工程意識,在對機械類專業的學生我們在授課中加入許多機械類的實例。打夯中動力學知識。這樣講授的工程力學知識不僅對工科學生學習后續專業知識過渡起到橋梁作用,而且對開發學生智力、培養學生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學的思維能力和創新能力起到了培養作用。一方面為學生今后從事相關職業做好準備;另一方面,理性與感性認識的結合,書本知識與具體生活的結合能激發學生的學習興趣,并利于其對知識的理解.工程力學起源和發展于生活、生產實踐,力學一方面,它使課堂內容更加豐富多樣,且貼近生活,使學生對力學學習產生興趣和好奇心,刺激其強烈的學習求知欲。老師在教學中潛移默化的植下了這條力學研究的基礎法則,啟發學生去觀察生活,并運用力學知識解釋生活中的力學問題,培養學生的創新意識和創新思維。我們不斷的在講課中間滲入到所學專業中去,學生普遍變得愿意思考問題、提問問題; 尤其是在學生的畢業論文中力學分析部分明顯增多,有不少內容體現出了很好的數學處理技巧,結論也很深刻。這說明我們的力學教學與相關的專業課已相結合,達到了教學的預定的要求和效果。

4.完善考核方式以誘導學生動手、創新能力的提高。

我們采用在考試內容上,應減少以再現書本知識為主的考試內容, 加強對學生理解知識、應用知識, 特別是綜合性、 創造性地應用知識能力的考核,同時我們覺得學生還應該有考核學生動手能力和解決問題的能力。在工程力學考核中我們加入了實驗成績,大作業、平時成績在考試成績中的比重,這種改變一次性、終結性考試的考核形式,有利于引導學生掌握良好的學習方法, 減少學習的功利性, 有利于學校的學風、考風建設, 更好地突出學生綜合素質、實踐能力、創新能力的培養,促進學生養成良好品質。同時又分散了學生的考試壓力, 能較為準確地考查學生在每個階段掌握知識的實際水平,全方位、多角度反映出每個學生的真才實學。

四、結束語

工程力學專業自身的特點和社會對所需人才的要求提高,要我們在培養學生方面不斷的調整教學方法并且因專業施教。由于教學時數有限,因而課程的設置必須有側重點, 需合理地規劃和調整。教學中教師可比作自行車的前輪,主導方向,學生則是后輪,動力所在。教師需要精心設計一堂課,把握課堂教學的正確方向,同時發揮學生的主體作用,師生齊心協力,才真正達到培養學生的目的。

第7篇

摘 要:傳統基礎課程的教學改革歷來是一個難點。本文以工程力學課程為例,闡述了傳統基礎課程教學改革的關鍵問題。結合我校的教學改革實踐,介紹了在課程體系、教學內容、教學方法改革以及教學隊伍建設等方面的具體做法,對于傳統基礎課程的教學改革具有借鑒意義。

關鍵詞:傳統基礎課程;工程力學;教學改革;創新型人才

一、引言

傳統基礎課程在現代大學教育中占有重要的地位。傳統基礎課程的改革是教育教學改革的難點,也是爭議比較多的問題。在建設創新型國家,培養創新型人才的大背景下,積極穩妥地進行基礎課程的教育教學改革,勢在必行。

傳統課程工程力學是許多工科專業的重要專業基礎課,它不僅是后續相關課程的基礎,而且它自身的科學方法具有直接解決工程實際問題的能力。狹義工程力學的基本內容包括剛體靜力學和桿件變形體力學,擴展內容包括質點和剛體的運動學、動力學。廣義工程力學還包括彈性力學、流體力學和有限元法。本科階段的工程力學屬于狹義工程力學。

工程力學學科的變形體力學,形成于16-19世紀,受當時歐洲工業革命和文藝復興的影響較深[1,2]。研究對象以金屬材料為主,研究方法以演義推理為主,從而形成了變形體力學的各個傳統學科分支和經典的研究內容。另一方面,本學科的迅速發展已經為課程內容的更新提供了豐富的素材和廣闊的選擇余地。首先從本門課程在工科專業中的地位看,工程力學是培養學生工程意識的啟蒙課程,本門課程所具有的特殊的科學方法對培養學生的科學素質和處理工程問題的能力具有不可替代的作用。其次從學生的知識體系看,工程力學前接高等數學、大學物理等重要基礎課,后續機械設計原理、結構設計原理、材料設計原理等主要專業課程。工程力學起到了承上啟下、從基礎向專業轉換的關鍵作用。再其次從本門學科的發展規律看,學科已經在多個方面取得重要的發展,包括研究對象的擴大、研究方法的更新等各個方面。這些新的知識既有在某些知識點上的完善和發展,也有以全新知識體系形成的學科分支。

二、正確認識課程定位,明確課程改革指導思想

作為工科專業的重要專業基礎課,工程力學課程具有完整系統的基本概念、基本原理和基本方法,具有獨特的數學推理和分析與求解問題的科學思維方法,是一門具有嚴密的科學推理與靈活的工程應用相結合特點的課程。它不僅可以培養和訓練學生綜合研究與工程素質、邏輯思維與抽象簡化能力,還能增強學生的工程實踐能力。

作為一門學生最早接觸到的、系統地將理論知識與工程實際相結合的課程,將工程問題的分析、近似、抽象、建模、求解、設計等過程貫穿于教學中,使學生掌握正確的科學思維方法、掌握處理工程中力學問題的基本方法和技能,培養學生的工程意識、科學素質與創新能力。

工程力學作為校級的基礎課程,要為各專業、學科培養適應性人才的大目標服務;工程力學教學著重在啟迪學生的創新思維、開發創新潛能、培養創新能力、強化工程訓練、提高學生運用現代科學技術解決工程實際問題的能力和實踐動手能力上下功夫,構建集教與學為一體、理論教學與實踐教學為一體、課內與課外教學為一體的教學體系。

工程力學始終將工程問題的分析、近似、抽象、建模、求解、設計等過程貫穿于教學中,是學生掌握處理工程中力學問題的基本方法和技能。同時,由于在教學環節上該課程是一門學生最早接觸到的、系統地將理論知識與工程實際相結合的課程,因此對學生的工程意識、工程能力、科學素質與創新能力等的培養都起到了重要的作用。我們從教學體系、內容、方法等各方面做了一系列的工作,旨在充分體現課程的目標定位,為學校培養人才的大目標做出應有的貢獻。

在本課程范圍內,教學方式和教學改革的總要求是,重視知識發生的過程,深化對力學概念的理解;緊密聯系工程實際,理論與實際工程相結合,重視實驗教學,培養動手能力與創新能力;增強學生綜合分析和處理問題的全面素質,不僅要求進行實體實驗,同時鼓勵用先進的計算機軟件模擬實際工程中的力學問題。

在理論教學過程中,注重知識發生的過程,使學習理論知識的過程成為一個知識發現的過程;鼓勵學生大膽想象,啟發學生模擬當時知識發生的情形,培養學生的學習興趣和創新能力。在基本理論的應用上,鼓勵學生聯系實際,自己命題、自我解答、自行評價,弄清楚應用的條件與限制;在基礎知識的外延上,闡述清楚所學知識對以后專業的作用、目前研究的熱點問題與尚需進一步完善的問題,培養學生發現問題、解決問題的能力。在實踐教學上,除了重視最基本的力學實驗外,還應為學生開出多個綜合型、提高型的開放實驗,包括實體模型的電測、光側、射線測試實驗,以及虛擬模型的數值計算實驗等。所有實驗應采取完全開放形式。其目的在于鍛煉學生的動手能力,增強學生科學思維能力和綜合創新能力。

三、正確處理教學內容的繼承與更新

工程力學是一門重要的專業基礎課程,既有完整的基礎理論,又與工程實際密切相關。工程力學的基本概念、基本理論和基本方法,經過長期的發展,已經成為相關工科專業的必不可少的基礎知識。另外,工程力學不僅是一門理論基礎課,同時還含有實驗課,通過實驗可以驗證理論,學生在學習基本理論后還要通過實驗來鞏固所學的知識。因此,在教學實踐中,保持課程核心內容(包括理論體系和實驗訓練)的穩定性和系統性,突出課程對學生創造性思維的獨特作用和終身學習的基礎作用。

同時,工程力學又與生產、科技的發展緊密相連,新材料和新技術的出現不斷賦予工程力學新的研究內容和新的研究手段。例如,復合材料的發展和應用,促進了復合材料力學的創立和壯大;計算機科學的發展,形成了計算力學這一學科分支;納米技術的出現,促成了納米力學的建立。這些新的學科分支不斷為工程力學的教學注入新的活力和素材,使本課程始終保持基礎性與前沿性的交叉融合,具有鮮明的時代特色[3]。

為了體現工程力學教學內容的不斷發展,正確處理繼承、發展與更新的關系,在教學內容及教學實施過程中,應注意處理好下列問題。

1.活學基礎理論知識、夯實基礎

要求學生掌握扎實的基礎知識。在教學過程中,注重知識發生的過程,注重啟發學生模擬當時的情形,如何獲得工程力學中的定理、公式及結論,使學習理論知識的過程成為一個知識發現的過程;在定理公式的應用上,并不是強求記憶,而是注重理解,弄清楚應用的條件與限制;在基礎知識的外延上,闡述清楚所學知識對以后專業的作用,目前研究的熱點問題與尚需進一步完善的問題。深化對工程概念的理解,緊密聯系工程實際,理論與實際工程相結合,這些不僅增強了學生對有關知識的理解,同時也使課堂變得更加生動。

2.重視實踐教學,構筑實驗教學新體系

按照新世紀經濟建設和社會發展對高素質創新人才培養的需要,與理論教學緊密結合,科學地設置實驗項目,并注重先進性、開放性和將科研成果轉化為教學實驗,形成適應學科特點及自身系統性和科學性的、完整的實驗體系;全面培養學生的科學作風,實驗技能以及綜合分析、發現和解決問題的能力,使學生具有創新、創業精神和實踐能力。

課程實驗教學以培養學生觀察和動手能力及培養學生實事求是的科學實驗態度為實驗教學總體目標,將實驗分為基礎型—所有學生必須認真完成,綜合型—鼓勵所有學生參與,研究型—面向有興趣的學生開設。

實驗教學的要求是加強對學生實驗方法和技能的基本訓練,培養學生觀察分析實驗現象的本領及獨特的動手能力。學生要以認真態度弄懂弄通實驗和計算原理,正確實施實驗過程、分析實驗結果,要以科學實驗態度,按實驗的要求完成每個實驗項目。

在計算與模擬技術高度發展的今天,數值試驗具有理論與實體模型實驗不可替代的作用。在實驗教學體系的建設中,突出理論教學與實驗教學緊密結合、實體模型實驗與數值實驗齊頭并舉的原則,大部分實驗實現了實體實驗與數值實驗結果的對照,所有基礎型實驗完成了實體與數值的雙重實驗。

基礎型實驗在排課上與課堂教學同步進行,保證基礎理論在先,基本實驗操作隨課緊跟,“講”與“做”連貫進行。基本型實驗的目標是使學生掌握扎實的力學基礎知識和力學實驗技能。

綜合設計型實驗是在教學計劃之外由學生自己選擇和設計的力學實驗,主講教師給予必要的指導。其的目的在于拓展學生的力學知識,提高學生運用力學知識解決工程問題的能力。

研究創新型實驗是由學生結合所學專業,綜合運用各門課程的知識,由學生自主選擇、自行設計、自己完成的實驗。這些實驗有時也是一些研究課題的一部分,例如機械設計大賽、結構設計大賽、學生研究訓練等學生課內外科技活動。創新性實驗的目的在于培養學生綜合運用所學知識、解決實際工程和科學研究中的新力學問題的能力,培養學生的創新性思維和研究能力。

3.鼓勵參與科研活動,加強科研素質訓練

教師應堅持實驗、科研和工程的緊密結合,進一步推進與大企業、國際高技術公司的合作,為學生創造更多參與科研活動的機會,積極鼓勵本科生參加與課程有關的科研活動;使更多學生在教師指導下參與課外科學研究與工程實踐,培養其動手能力、創新能力,對優秀學生進行重點跟蹤和培養。教師在在科研、工程開發工作中提高水平,其自身實踐經驗反過來有助于更新教學內容,提高教學質量。

四、扎實進行教學改革,提高教學質量

全面推行立體化的教學模式,探索開放環境下為學生提供更有效教學指導的方法和策略;探索在學科專業設置綜合化條件下,提高課程體系的科學性和適應能力的有效途徑。

課堂教學和實驗教學及其課程管理要充分利用現代教育技術,實現現代教育技術與傳統教學手段的有機結合。電子多媒體課件要實現聲、光、動畫等視覺效果的完美統一;應建立有效師生互動平臺,為學生提供了多種學習途徑和交流渠道,方便地為學生提供有效的學習指導。

改革考核考試方式也是重要的環節,建立多元考核方法,統籌考核理論學習與實驗訓練,對學生的基本理論、基本技能、設計能力及創新能力進行更為客觀的評價。

在教育教學改革中,要著重解決以下提高教學質量的關鍵問題:

1.理論教學研究和實驗教學研究相結合

所有教師都要開展教學研究,強調理論教學研究和實驗教學研究并舉,對于基本型實驗課目的實驗技術必須與理論教學密切配合。要求從事理論教學的教師必須參與該課程的實驗指導,親自制定并不斷完善實驗內容,改進實驗方法,研制試驗儀器,引導學生完成“實踐—認識—再實踐—再認識”的過程。

2.教學研究與科學研究相結合

教學與生產相結合,永遠是教育的主題。工科專業實驗室的教學內容也必須與科研、生產,才能成為培養學生實踐能力的好課堂。引導學生利用實驗方法研究實際工程問題和力學學術問題。實驗室開設的提高性、創新性綜合實驗全部具有工程背景,與教師的學術研究有著密切的聯系,學生可以參與研究課題。

3.教學活動與學生課外科技活動相結合

工程力學課程已經成為大學生參加課外科技活動的重要知識武器。例如全國機械設計大賽、結構設計大賽、全國機器人大賽和學生研究訓練等學生課外科技活動。學生利用實驗室的儀器和軟件完成了多項研究課題,有一些被列入學校科技星火計劃。

4.課程建設與科技服務相結合

教師利用自身的科研優勢,承接大量科研課題為社會服務。近幾年來,先后有多家工程單位和國際知名高技術公司與學校建立了科技協作關系。在教師承擔的畢業設計工作中,大部分題目來自工程企業實用內容。這些均為學生與企業聯系的實習題目或指導教師與企業單位合作項目中的選題。

五、積極實踐,努力形成課程特色

在北京工業大學,工程力學課程經過多年的不斷改革和精心建設,逐漸形成了自己的特色。我們的主要做法可以歸納如下:

1.以先進理念為引領,進行理論和實驗教學內容、教學方法的深入改革

教學理念以學校人才培養的目標定位和本課程的定位為基礎,為國家和地方建設和經濟社會發展目標服務。由此出發,工程力學課程不斷更新教學觀念、深化教學改革,建立了一整套關于教學目的、方法、改革、管理和考核的新思路。

整合課程體系:更新教學觀念,充實和創新教學內容,進一步實施課程體系的優化整合,根據學科發展和人才培養的需求,實現課程間合理分工和緊密銜接,建立一個由簡單到復雜、由基礎到綜合的循序漸進教學內容體系。

更新教學內容:在保證基礎知識體系完整的情況下,積極引入最新的內容,并將新內容融合于課程中。在理論教學中,把最新的力學知識和實際工程經驗和案例引入課堂;在實驗教學中將數值實驗與實體模型實驗放在同等重要的位置,鼓勵以實際工程為背景的自主設計實驗,大幅度增加綜合性、設計性和研究創新性實驗的比例。

開創實驗教學的新模式:實驗教學改革與課程教改緊密結合,以培養學生的創新能力和綜合設計能力為主線,進行實驗內容,實驗手段,實驗方法的改革。以三個結合(虛實結合、軟硬結合、模數結合)為標準,對現有實驗內容進行全面整合和更新。設計了基本型、綜合型和創新型三類實驗,已開出多個創新性綜合實驗,由學生自己制定實驗方案,獨立完成,學生可以多次反復修改方案直至得出滿意結果為止。

全面引入數值實驗:在工程力學的教學中,全面引入數值分析實驗。綜合設計型實驗和創新性實驗采用了實體實驗與數值實驗相對照的方式。學生將實驗結果與數值結果互相對照,可以自行驗證結果的正確性。采用數值方法以后,對實驗結果的顯示更加直觀、生動,對結果的分析更加全面、深入。

理論教學與實驗教學貫通:根據學校培養目標的定位和工程力學既是基礎學科又是應用學科的特點,做到了實驗教學與理論教學的人員隊伍互通和教學計劃互通。實驗教學與理論教學密切聯系、互相促進。基礎實驗已經做成多媒體課件,引入到理論教學中。

采用多種教學手段:板書+多媒體+工程實例,典型例子舉一反三、深入分析,小論文環節訓練學生創新思維,充分發揮學生在學習中的主體作用和教師的主導作用。采用多媒體組合教學實驗設計、綜合利用各種媒體的優勢,提高學生綜合素質和工程意識、提高教學質量和效益。

改革考核考試方式:加大平時成績的權重,鼓勵學生通過工作寫出創新性的實驗報告和課程論文,并計入平時成績。理論考試增加了綜合能力題,要求學生進行自己選擇實際問題,然后自己建立力學模型、求解,并自行證明其結論的正確性。實驗考試則對學生進行操作過程的考核,考察學生在儀器和軟件使用、基本操作和把握實驗的能力。

2.以高水平教學隊伍為主導,構建教、學、研一體的高質量教學體系

工程力學課程組具有一支治學嚴謹、要求嚴格的注重教學質量、教學與科研有機結合、層次合理的教學隊伍。現代力學的內涵已經遠遠超出了經典內容的范疇,新的力學問題不斷出現,理論、數值和實驗的綜合方法成為現代力學研究的主要特點。在力學教學中應體現現代力學的這種發展趨勢。

逐步實現向研究型教學的轉變:將科學研究與教學實踐相結合,以知識的發生、發展過程為主線,把學生引領到現代科技的前沿;利用現代信息技術,實施以學生為主體,教師為主導的自主學習、主動探索的教學模式;采用課內外相結合的多元化的實踐方式,培養學生的工程實踐能力、綜合分析能力和科技創新能力。

開展教學研究:課程內部制定了定期和不定期的教學研究交流制度,鼓勵教師探索教學改革,撰寫教學研究論文。在制定教學方案、引入新的知識點和工程案例時,大家共同準備、一起切磋,達到共同提高、提高教學質量的目的。

創造良好的學術氛圍:采用走出去、請進來的方式,加強對外學術交流,營造良好的學術研究氛圍。近幾年,邀請了國內外一大批著名科學家、教育家來學校講學和指導工作,每年邀請的學術報告40余次。同時積極選派教師到國內外大學參觀訪問或進修學習,學習和觀摩國內外著名大學的教學、科研動態。

3.以培養應用型創新人才為目標,營造氛圍寬松、主動探索的教學環境

學校擔負著為國家和地方培養大批基礎扎實、專業面寬、素質好、實踐能力強、富有創新精神的應用型、復合型人才的重任,工程力學課程服務于這個大目標。

注重能力、鼓勵創新:在課堂教學、實驗教學和考試環節注重綜合能力和全面素質的培養,鼓勵學生大膽創新,只要能夠想象出來的結構形式、力學模型或解決問題的方法,教師都給予鼓勵和支持。同時鼓勵和幫助學生將自己的設計、研究結果拿出去,參加各種形式的大學生課外科技實踐活動或比賽,從中鍛煉學生的綜合能力,并不斷完善和提高自己。

密切聯系工程實際:培養學生的工程意識和動手能力是大學生全面素質培養的重要方面,也是培養適應性人才的重要手段。工程力學課程有意識地結合工程實際問題,進行理論和實驗教學。經常把簡單的工程實際問題交給學生進行實體模型和數值實驗,針對典型工程事故,讓學生再現過程,分析原因,提出改進設想。

寬松的氛圍:在保證基本教學秩序和基本教學要求的基礎上,讓每位學生獨立安排各自的研究課題,可以自由地選擇實體模型實驗或數值實驗,允許研究失敗的同學重新選題、重新選擇研究方法、重新考試,鼓勵有興趣的同學嘗試創新,充分發揮了學生的主觀能動性。

良好的支撐條件:學校為學生提供了充足的實驗設備、計算機設備和場地,開放各實驗室的貴重設備及前沿技術應用于本科生開放實驗教學,購買了各種先進的計算機仿真軟件。安排有豐富經驗的實驗人員或研究生值班,對學生進行輔導,盡量幫助學生的構想變成現實,因此他們可以隨時與值班教師或研究生討論問題,這種寬松自由的學術交流環境有利于學生主動地進行探索。

六、結論

本文從課程定位、教改目標、教學內容與教學方式的改革以及我們自身的實踐,全面闡述了工程力學課程改革的基本思路和具體實踐,從教改得效果看,是基本成功的。只要真正把教育教學改革落到實處,勇于實踐,大膽探索,就可以闖出一條具有學校和課程特色的教改之路。工程力學課程的教改實踐,為傳統基礎課程的教學改革提供了教改實例,對于其他傳統基礎課程的教學改革具有借鑒意義。

參考文獻:

[1] Tiemoshenko, S. P., History of Strength of Materials, Dover Publications, Inc., New York, 1983.

第8篇

關鍵詞:剖析 工程力學 教材

湖州市技師學院十分重視學生專業技能的培養,畢業生很受當地企業歡迎,這得益于學校長期以來受到政府的支持,得益于有好教材的支撐。勞動版專業課教材貼近企業生產實際,對學生畢業后與崗位零距離接軌起到了很好的橋梁作用。在教材實驗的過程中,筆者感覺到工程力學課雖然內容較難,教學效果卻比較理想,取得了很好的效果。分析其原因,關鍵在于教材能緊密聯系實際,使本來枯燥乏味的原理概念變得生動有趣,教師講授津津有味,學生學起來興趣盎然。

一、教材的適應性

教材的內容與浙江及周邊地區的經濟發展是基本適應的。使用該教材的學校能保質保量完成教學計劃所涉及的內容。此外,學校還購置或自制了一些教學教具,如力的合成與分解、剪切、扭轉、彎曲變形等。學校專業課教師全部具有本科以上學歷,完全能勝任教材的教學任務。目前,技工學校學生的文化基礎素質和接受能力普遍較弱,而且本校、本班學生之間的差距也很大,這對教材內容和教學方法就提出了更高的要求。教材內容與學生的基本素質和接受能力基本相適應。每一章前的“學習目標”編排得很好,學生普遍反映有利于明確他們的學習目的,從而可以很明確地學習章節的內容,也可很好地檢驗自己是否已經掌握了該掌握的知識點。我們認為教材的編寫應站在教與學兩個角度進行,力求使學生能夠通過自學達到獲得知識的目的。“學習目標”的提出對學生的自學及培養學生的獨立思考能力具有很好的指導意義。

二、教材的科學性

教材的內容與學生的培養目標和知識技能訓練要求是相匹配的,內容完整、正確,結構安排也較合理。教材把一些較深較難的內容去掉,這種刪繁就簡的做法得到科任教師的一致首肯。同時,技工學校學生在學習主動性、理解能力等方面較弱,工程力學理論性強,因此,應考慮怎樣敘述,采用更加通俗易懂的表達方式使學生易于理解掌握教學內容。這一點,本教材做得很好,工程力學來源于工程實際,又服務于工程實際,教材突出了它的工程性。如從工程的角度很好地解釋了軸和梁的概念的區別,同時許多習題都來源于工程問題,貼近生活和生產實際,體現課程內容與學生生活以及企業生產實際相聯系,關注學生分析問題與解決問題能力的培養。在內容的安排上,實例代替概念的敘述,讓學生感覺到看似遙不可及的概念其實就在他們身邊伸手可及,如力的合成用兩學生提水的例子,力矩平衡用天平的例子,力偶用開水龍頭的例子。從概念的引用到結論的產生,從相關知識的應用到課后習題的鞏固,都注意聯系學生的現實生活與社會生活,幫助學生運用所學知識,觀察、分析日常生活現象,解決日常生活中的問題,進一步體現力學知識基礎的實踐性和應用性要求。

同時,筆者認為該課程的教學重點放在讓學生掌握基本概念、基本理論和基本運算方法的同時,還要加強與機械基礎、金屬材料和熱處理等課程之間的協調關系,教學內容要明確理論力學為材料力學服務這一主線。

三、教材的實用性

技工學校的教材應突出以基礎知識和專業技能為主,適當根據市場需求和專業要求調整教材知識結構,重點強調“夠用”“實用”。基于這一要求,我們認為教材的技能訓練內容較少,不利于提高學生的實踐能力,建議減略部分理論計算內容,適當增加一些技能訓練課題。如75頁課堂練習――連接件的設計計算,這類的練習要增加。

目前,技校大多數學生的思維能力相對較弱,本教材充分考慮了他們的認知特點,用了簡潔直觀的插圖,以發揮學生的表象思維能力,如果在第一章第一節二力平衡公理和作用力與反作用力公理這兩個靜力學公理之后,能安排幾個實驗驗證公理和推論,或者是增加公理和推論的實例,那么學生就會覺得力學并不深奧,而且與生活密切聯系,使他們產生學習興趣并化為一種學習動力。

由于本教材內容設計是適合零起點培養高級工的教學目標,隨著地區經濟的發展和人們觀念的變化,一個人不可能終身從事一種工作或終身服務于一個崗位,他可能會由于各種原因調換工作或職業,他需要不斷地學習、更新知識和技能,以適應職業和崗位的變化。同時,由于高校招生制度的改革,也使技校學生對口考入大學成為現實,因此,技工教育應當形成一種寬口徑的人才培養模式,即應該使學生有更多的出路。如何在教材中體現這種現代化的職業教育觀念?“寬基礎,活模式”的教材結構在一定程度上反映了現代職業教育的理念。即在某課程必須掌握的基本知識的基礎上,增加數個可供選擇的學習內容,同時,教材中還要有為進一步學習和深造的學生留出與更深的知識相銜接的接口,就像計算機留接口,以備升級換代一樣,這樣可以大大提高教材的靈活性。

本教材在材料力學中增加了“知識拓展”模塊,我們就是要將工程力學課程劃分為三個模塊組成,即基礎型模塊、應用型模塊和拓展型模塊。拓展型課程內容面向繼續升學的10%的學生,分析研究工程力學理論及應用,培養學生的創造能力。

四、教材的完整性

隨著信息時代的到來,豐富多彩的計算機教學軟件使得課堂教學不再是傳統的、枯燥的、單一的教師一言堂;人機對話的方式調動了學生學習的主動性和參與意識,有待于開發學生的智力和提高能力;計算機模擬仿真實驗,能使過去需花大量的課時和口舌講解的教學難點在幾分鐘,甚至幾秒鐘內就使學生一目了然,大大提高教學效率。本教材編者注意到了這一點,開發了與本書配套的多媒體課件,這很受教師的歡迎。在教學中,扭轉是一個教學難點,如果使用多媒體課件通過三維動畫模擬演示構件在發生扭轉時的變形過程和所產生的內力,學生很快就能理解并掌握。

教材對教學的導向作用是明顯的,更重要的還需任課老師的“二次創作”,即“活化教材”,我們要根據需要補充教材上沒有的內容。如何“二次創作”,主要的一點是教師要理解、吃透教材,了解作者編寫理念、思路。因此,我們很希望在提高教材整體質量的前提下,加強教師輔導書(材料)的編寫質量。教師輔導書絕不是教材的“濃縮版”,而應是教材作者編寫理念、思路的生動體現,也是編者與一線教師交流的橋梁。

所以,教材的習題輔導(解答)以及與教材密切相關的一些標準資料、掛圖等要加以完善,形成較為完整的內容體系。

五、教材的先進性

教材內容基本反映了現代科學技術的發展方向和水平,也較好反映了近年來教學改革的成果和理念。“以學生發展為本”的教育理念近年來得到了許多人士的認同。讓教材適應、促進每一個學生發展的理念和設想,無論從教育創新的時代要求出發,還是從學生的最終發展著眼,都具有良好的作用。作為一門理論性較強的學科,如何鼓勵促進學生的探究與創新精神,還需要進一步研究和探索。教材中的“想一想”和思考題很好,部分題目編寫得很有特點,能結合實際從學生的成長、發展角度考慮,使學生能聯系實際較好地理解、掌握所學知識。

同時,我們認為教材內容中還應包括能夠反映時代進步的新知識、新工藝和新方法,引導學生走在時展的前沿,如復合材料是21世紀材料工藝發展的方向。

六、教材的制作水平

教材制作水平的優劣對激發學生的學習興趣影響很大。總體上講,教材的制作思路比較先進,能調動學生主動看書的熱情。對學生的問卷調查表明,學生認為教材的圖片清晰生動,有助于學生較好地理解基本概念和原理(當然如果能增加色彩搭配就更好了)。

教材中矢量、代數量是學習的一個難點,很容易混淆,書中矢量用黑體表示,學生反映這樣標識不明顯。我們建議用更加強烈的對比色加強對學生的感官刺激,從而有效區別矢量和代數量。此外,還可以增加一些與教材有關的有故事情節的圖片內容。

教材中值得商榷之處見下表所列。

表 教材中值得商榷之處

章節 內容

全書 每章節的“學習目標”中增加“熟練掌握”的內容,以便于學生更好地分清重點,這樣對學習能力較弱的學生有更明確的指導意義。

“構件”的寫法與機械基礎課程中的“構件”概念有區別,為避免學生誤會,把書中的“構件”改為“零件”。

第一章 本教材對文字的組織不是很重視,出現一些語法失誤。如P3,第2行,“因此,工程力學是學習后續專業課的重要基礎”應改為“因此,《工程力學》是學習后續專業課程的重要基礎課。”

P3,第14行“絕對的剛體實際上是不存在的。因此,剛體只是一種理想化的力學模型。”最好改為“絕對的剛體實際上是不存在的,如果物體的變形對所研究的問題不會產生影響或者影響較小時,物體可看作是剛體。因此,剛體只是一種理想化的力學模型。”

P3,第18行對“質點”概念的描述“是指不計大小和質量、但在空間占有確定位置的幾何點。”應改為“是指不計大小,但在空間占有確定位置的幾何點。”

P7,解釋均布力最好增加工程實例。

P8,倒數第2行“看是靜止的房屋”應改為“看似靜止的房屋”。倒數最后1行“靜止總是相對地球而言的”應改為“靜止總是相對而言的”。

P18,第7行“圖設方向正確”應改為“圖設方向與實際相符”。

P21~P23,“固定鉸鏈支座約束”和“活動鉸鏈支座約束”應改為“固定鉸鏈約束”和“活動鉸鏈約束。”

P23,工程應用中最后1行“右端支承是固定的;左端支承是可以活動的”應改為“左端支承是固定的;右端支承是可以活動的”。

第二章 P33,第7行“如果要使平面匯交力系作用下的剛體保持平衡,就要使合力等于零。”為注意用詞的嚴密性,應該為“如果要使平面匯交力系作用下的剛體保持平衡,就要使合外力等于零。”

P39,第5行只有一個“1”字,印刷錯誤。應該寫求解步驟的第(2)點。

P42,二、靜不定問題與靜不定次數應是知識拓展部分。

第四章 P59,“彈簧產生拉壓變形的同時,也對施力物體(手)產生了抵抗變形的力,即彈簧力,這就是內力。”應改為“彈簧產生拉壓變形的同時,也產生了抵抗變形的力,這就是內力。”

P60,第14行“沿橫向方向縮短(或伸長)”應改為“沿橫向變細(或變粗)”。

P60,第16行“鋼纜”改為“螺栓”。

P60,圖4-4中,第二個螺栓少了一個向左的力,圖中少了力的符號,用的符號“P”應改為“F”。

P61,圖4-5中,兩個圖的畫法規則與圖4-3要統一。

P62,圖4-6中,力F2的作用點看不出在哪里。

P62,圖4-7中,縱坐標符號“n”應改為“FN”。

P62,倒數第4行“根據生活經驗”應改為“在應力拉伸實驗中”。

第六章 P77,第2行“工作時輪A輸入功率而受到主動力偶矩M A作用,輪B輸出功率而受到阻抗力偶矩M B的作用”應改為“工作時因輪A輸入功率故軸受到主動力偶矩MA作用,因輪B輸出功率故軸受到阻抗力偶矩MB的作用”。

P78,【課堂練習】中“指出圖6-5所示各軸中產生扭轉變形的是哪一個”應改為“指出圖6-5所示各軸中只產生扭轉變形的是哪一個(軸自重不計)”。

P79,第3行“都會有轉矩的概念”應改為“都會產生轉矩”。

P79,第4行“通常按以下兩種情況討論”應改為“通常有以下兩種情況”。

第七章 P90,圖7-1中B端應為活動鉸。

P91,第4行“其共同是受力及變形特點是”應改為“彎曲變形桿件受力及變形的共同特點是”。

第9篇

[論文摘要]論文結合教學實踐,提出了以傳統教學模式為主、以現代化教學手段為輔的教學方法。結合實例講清楚基本概念,夠用為度重點突出理論公式的應用是常規教學應遵循的模式,并與多媒體輔助教學手段有機地結合起來,力求課堂教學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,達到提高教學效果、提升教學質量的目的。

一、前言

《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學,它建立在現場觀測、實驗室模擬、經典理論分析、數值計算基礎上,具有嚴謹的理論性、原理的抽象性、概念多、方程推導繁雜等特點,對學生具備高等數學知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高,因而大部分學生覺得該課程抽象、枯燥、難懂,普遍缺乏對流體力學理論的感性認識,都有某種程度的畏懼感,導致教師難教、學生難懂成為較普遍的現象。

我校機械設計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環境工程、礦物加工工程、建筑環境與設備工程、工程力學等專業的學生都須具備不同程度的流體力學知識和技能,它是各專業后續課程如:液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調節、傳熱學等課程的基礎。

為此,作者通過教學實踐,就多樣化的教學方法、更新的教學內容、引入高科技的教學手段等方面進行探討,以期提高《流體力學》的教學質量。

二、以傳統課堂教學為主

《流體力學》的課程體系分為基本理論、基本應用和專門課題三大知識模塊,它要求學生具備扎實的微積分知識、力學知識等。學生在接觸流體力學課程伊始,對抽象的理論理解速度慢,對枯燥的公式及其推導過程容易厭煩,因而《流體力學》的教學應該以傳統教學方法為主。因為在傳統的課堂教學中,學生獲取知識主要是聽教師講課,通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導公式、突出重點、強調難點,以學生容易接受的講課速度,留給學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,會達到很好的教學效果。

(一)結合實例,講清楚基本概念

流體力學的概念多、現象多,且很多概念和現象比較抽象,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,此法類似于拉格朗日法的質點跟蹤,它與跡線的定義對應;②在每一公交站點安排記錄員,記錄不同時刻經過該站點車輛的上下車人數,此法等同于歐拉法,與流線的定義對應。

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”號遠洋輪相撞的船吸現象,讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關,流速越大,壓強越小;反之亦然。

概念是公式推演的基石,沒有準確的概念,后續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部聯系和區別,教師易教、學生易懂,將會達到事半功倍的效果。

(二)以用為度,重點突出理論公式的應用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學中的具體應用,是流體靜力學和流體動力學的基礎,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平衡微分方程推導開始,強調公式所依據的原理是牛頓第二定律,假設條件是平衡、理想、靜止的流體,重點引導學生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義,掌握公式的實際應用。這樣學習到后面的動力學伯努利方程時,先易后難、循序漸進,學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律時,就要求學生必須掌握推導過程,因為它在解決一般平衡流體內部的壓強分布規律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續性方程和動量方程的學習,只強調記住結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給學生帶來的畏難情緒,也能夠做到以用為度、重點突出。

不可否認,依靠粉筆與黑板的教學條件、以教師為主體的傳統教學模式,教學形式單一,教學手段不先進,教學效率不高,適應不了課程教學學時少、受教育學生數增加的情況。

三、以現代化的教學手段為輔

當前以計算機多媒體技術為主的現代化教學手段已經普遍地應用于高校的教學中。制作教學用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材,作為課堂教學有力的輔助教學手段,可以在有限的時間內,利用圖文并茂的信息傳播方式,將課程內容及有關背景資料以影像、圖片等形式,直觀地傳播給學習者,將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化,激發學生學習興趣,使得學生能夠從感性認識開始,逐步上升到理性認識,進而能夠達到運用知識解決問題的能力。

結合流體力學精品課程的建設,教學團隊制作了流體力學多媒體電子教案,并在教學過程中不斷完善,逐步取得了良好的教學效果。在設計與制作多媒體課件時,遵循課堂教學的基本規律,既發揮傳統板書教學中容易帶動學生思路、逐條在黑板上書寫的特點,在課件制作中根據講解的進度逐條展現公式條目等內容,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象,以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現出來,幫助學生建立清晰的印象。教學團隊收集、制作了大量的多媒體素材,例如在講解雷諾判據的時候,制作了雷諾實驗的FLIASH素材,以動畫的形式向學生展示了流體流動的兩種不同狀態,以及流態判據—雷諾數與流動速度、管徑、流體種類有關系。運用多媒體輔助手段表達后,能夠幫助學生很好地理解課程的重、難點,提高教學效率。利用多媒體技術,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容,提高了教學效率。

多媒體教學的內容一定要做到提綱挈領、重點突出,有所為有所不為。多媒體技術沒有好壞之分,只有合理使用與不當使用之別。但是實踐應用中,發現有的教師完全拋棄以往的黑板式教學模式,離開多媒體手段就上不了課;有的教師將教材內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,淡化了教學重點;也有的教師忽略學生對課件內容理解消化的時間,致使學生的思維跟不上教師講解的速度,降低了教學效果。上述現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

流體力學作為一門專業基礎課程,其重要性不言而喻。傳統教學模式能夠將前后知識貫通,突出重點,化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理,促進知識的系統化進程;多媒體教學能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現出來,幫助學生理解性記憶。借助于先進的教學手段,將多媒體輔助教學手段與傳統教學方法有機地結合起來,力求課堂教學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,才能提高教學效果、提升教學質量。以上是筆者在流體力學教學實踐中的體會,愿與同行共同切磋。

基金項目:2009年安徽省教育廳《流體力學》精品課程

[參考文獻]

[1]許賢良,王傳禮,張軍等.流體力學[M].北京:國防工業出版社,2006.

第10篇

關鍵詞:工程材料力學性能;實驗教學;建構主義

作者簡介:孫小華(1976-),男,湖北漢川人,三峽大學機械與材料學院,副教授;余海洲(1978-),男,湖北荊門人,三峽大學機械與材料學院,講師。(湖北 宜昌 443002)

基金項目:本文系三峽大學教學研究項目(項目編號:J2012051)的研究成果。

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0086-02

工程材料的力學性能是材料在不同環境(溫度、介質、濕度)下,承受各種外加載荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、沖擊、交變應力等)時所表現出的力學特征,是材料科學與工程四大基本要素——材料性能的重要組成部分,是各類材料在實際應用中都必須涉及的共性問題,[1]因此“工程材料力學性能”課程成為材料類專業的學位課程。一方面該課程中一些基本概念和定理是由材料科學基礎、工程力學等課程內容衍生而來,另一方面該課程中的一些基本概念和定理是失效分析等課程的前導課,也可直接用來解決工程實際問題,成為聯系學生基礎課和專業課的橋梁,起著承上啟下的作用。所以結合“工程材料力學性能”課程的自身特點及人才培養目標與要求,優化教學內容、革新教學方式和手段、充分發揮實驗教學培養學生綜合素養作用、調整考核評定模式改善教學實效,對促進學生學好專業知識、提高大學生的全面素質、培養學生靈活運用知識、分析、解決工程問題的能力和創新能力都十分重要。為此,筆者結合數年對材料力學性能課程的教學實踐,對本課程的教改進行了初步探索。

一、結合專業特點和需求優化教學內容

1.優化基礎內容,注意前后課程銜接

為讓學生在上課之初對本課程有一個基本的認識和興趣,增加了課程緒論的內容。該部分主要介紹材料力學性能的定義、研究內容和方法、材料的力學性能課程的前導和后期課程及其關系、材料的力學性能在材料科學與工程中的地位和作用、所用教材的結構和內容、學習本課程要注意的事項、考核模式、實驗安排、學習要求等。這樣學生對材料的力學性能有一個整體的了解,更加清楚“工程材料力學性能”課程的脈絡,明確學習目的,順利地完成整個學習過程。課程的主體內容分為三個部分:第一部分(1~4章)講述材料在一次加載條件下的形變和斷裂過程,所測定的力學性能指標用于評價零件在服役過程中抗過載失效的能力或安全性;第二部分(第5~8章)論述疲勞、蠕變、磨損和環境效應四種常見的與時間相關的失效形式,材料對這四種形式失效的抗力將決定零件的壽命;第三部分(第9~11章)介紹陶瓷材料、高分子材料和復合材料的力學性能,[2]該部分中的一些重要概念、定律從“工程力學”、“材料科學基礎”衍生而來,有些內容也為“失效分析”等課程奠定基礎。所以講解這些內容的時候要注意前后課程的銜接和內容側重及任務劃分。

2.結合專業特色與需求,強/弱化相關內容

“工程材料力學性能”課程主要面向金屬材料工程和材料成型及控制工程兩個專業授課。三峽大學這兩個專業在電建、電廠金屬、水工結構等方面具有明顯的電力行業特色,結合行業工作需求,該課程在金屬材料靜荷載下的力學性能、金屬的應力腐蝕和氫脆斷裂、金屬高溫力學性能等章節的內容予以了強化,列舉了一些行業相關工程實例。另外,因課程內容繁多、課時有限,教師將這兩個專業涉及相對較少的陶瓷、高分子等材料力學性能予以了弱化,留出學生自學的空間。

3.注重理論聯系實際,教學與科研相結合

在課程講授中始終堅持理論聯系實際的原則。例如在講授材料理論斷裂強度和實際斷裂強度存在約3個數量級的差異時,一方面利用雙原子模型推導出理論斷裂強度,另一方面指出實驗測試的斷裂強度與之巨大的差距,由此指出這一現象是催生位錯理論的原動力。當人們認識到材料中存在缺陷之后,利用斷裂力學中的格雷菲斯理論可以較好地算出材料的實際斷裂強度。在講到材料的低溫脆性時,列舉二戰中蘇-德戰爭由于嚴寒使得坦克履帶斷裂等低溫因素對戰爭的巨大影響,更真實地讓學生了解材料低溫性能的變化情況;在講磨損的影響因素時,與人穿鞋的磨損過程類比,使學生貼近自身更好地理解磨損的影響因素和危害;在講裂紋的河流花樣時與長江的形態(源頭、支流、主流、流向、寬度等)相類比,讓學生形象、牢固、準確地掌握了裂紋的源頭和走向。這種方式把理論與實際、實踐聯系起來,促進了學生對知識的理解、消化和應用。

“工程材料力學性能”是工程材料的四要素之一,是工程材料研究開發不可缺少的一部分。本課程中講到的很多概念、現象和定律經常在科研中用到。例如研究生將不同角度的接頭通過有機物連接起來,研究最佳的連接方式和破壞形式。如果學生能較好地掌握了微孔聚集斷裂的微觀斷口特征(等軸韌窩,拉長韌窩,撕裂韌窩),結合連接斷口的顯微形貌與受力狀況能很好地揭示接頭的破壞形式和內在機理。將教學與科研相結合,在教學中引入科研經驗與成果,將教學的基礎性和科研的前沿性、時代性結合起來引導學生學以致用。

二、革新教學模式,提升教學效率和效果

1.采用構建主義教學方法

“工程材料力學性能”課程知識點繁多,很多與前導課程“工程力學”、“材料科學基礎”相聯系,較難理解。為改善本課程的教學效果,采用了構建主義教學方法。建構主義認為“學習不應該被看成是對于教師授予知識的被動接受,而是學習者以自身已有的知識和經驗為基礎主動的建構活動”。[3]它主張學習是學習者主動建構自己知識經驗的過程,是通過新經驗與原有知識經驗的相互作用而不斷充實、豐富和改造自己已有知識經驗的過程。[4]為營造建構知識的學習環境,上課時一般先回顧上次的課程內容,從熟悉的內容導入。對于一些與前導課程有關的知識點往往結合前導課程內容展開,使學生借助已有的知識和經驗,主動探索,積極交流,從而建立新的認知結構,豐富學生對本課程的知識。此外,在教學中教師與學生建立平等的師生關系,充分尊重學生的人格和自主意識,相信每個學生的智慧潛能和創造能力,倡導“基于問題”的學習模式,[5]根據教學內容在課堂教學中間穿插一些提問,激發學生思維的積極性,培養學生的問題意識,并引導、培養學生從不同的角度去思考、判斷和解決問題,從而在問題的解決中學會學習、學會創新。

2.采用多媒體輔助教學

“工程材料力學性能”課程內容多、知識點零散、圖表較多,書中許多抽象的內容很難通過語言的表述來講清楚。[6]教師在教學過程中運用多媒體教學手段,將圖片、文字、動畫、聲音和影像等多種媒體運用到課堂教學中,這樣可以增強表現力,使內容更加形象、生動,使得材料力學的一些抽象概念易于理解,豐富了學生的感性認識,有利于激發學生的學習興趣,豐富和活躍教學過程,充分調動了學生的學習積極性,提高了教學質量和效率。

3.加強網絡教學,增加溝通改進渠道

計算機網絡給工作和生活帶來巨大便利。在本課程的教學中也將相應多媒體課件、部分習題、教案等內容放到學校建設的教學網頁上,一方面可以讓學生在空余時間瀏覽課件和相關資料,便于復習和總結,另一方面也可通過該教學網頁和老師互動、探討課程問題,也可提出一些改進的意見,便于教師改進、提升滿足學生需求的教學效果。

三、充分發揮實驗教學作用培養學生綜合素養

材料的力學性能是建立在實驗基礎上,在特定實驗環境、條件、測試步驟下獲得的,因此實驗是本課程重要的組成部分。如何通過實驗環節提升學生的動手能力,加大對課程內容的認識深度,培養學生協作意識、工程素養是本課程實驗部分仔細考慮的問題。在實驗內容的開設上兼顧了基礎實驗與綜合訓練,同時注重與工程材料力學性能相關的理化檢驗工程師崗位能力培訓相結合,[7]既保證學生能掌握特定的力學特征曲線(如應力應變曲線)或性能指標(如硬度、耐磨性、沖擊韌性等)的測試方法、步驟和標準,加強對學生的基本專業技能,如文獻檢索、實驗設備及相關工具的應用、實驗數據處理及誤差分析、報告總結等的訓練,[8]又通過小組綜合實驗加強工程師崗位能力培養,讓小組成員分工協作、設計、實施實驗、分析數據、總結實驗結果,[9]達到以實驗為載體,培養學生動手能力、團隊協作意識、溝通交流能力、工程素養的目的。

四、調整考核評定模式改善教學實效

課程的考核評定模式和最終成績是調動學生學習積極性、培養學生綜合素質的重要途徑,也是反映老師教學實效的一面鏡子。結合往屆課程教學經驗調整考核模式、命題形式、內容和成績評定方法,努力做到從終結性課程考核模式向形成性評價方式轉變,將理論考試與實踐考核相結合、期中考試與平時評價相結合,實現過程控制,形成綜合考核評定的方法。最終成績由期末考試成績、平時成績和實驗成績三部分組成,各占70%、20%、10%。其中期末考試出題形式由填空、判斷、選擇、名詞解釋、力學性能指標說明、綜合題構成,其內容覆蓋每個章節,做到考核全面,力爭反映出本課程對學生的基本學習要求:了解力學性能參數的物理意義,掌握基本概念;了解力學性能的測試原理,掌握測試技術,進一步理解所測的力學性能指標的物理意義與實用意義;掌握力學性能的宏觀規律,并能用微觀機理解釋宏觀力學性能的變化規律(以掌握宏觀力學性能規律為主);實驗成績單獨考核、自成體系,由每次實驗的分成績組成。如果實驗成績不合格,課程總成績就不合格(突出實驗的重要性);如果合格,其10%的分值成為總成績的組成部分。平時成績包括到課率、課堂表現、作業和課后小論文等。這種綜合性考核評定模式減緩了學生對期末考試的壓力,使學生能把更多精力投入到創造性學習和鍛煉知識的綜合運用中去,[10]也培養了學生信息資料收集、數據分析和科技論文撰寫的能力。此外,成績出來后,教師通過對卷面成績、實驗成績和平時成績予以分析,得出在哪些方面還存在不足,提出改進途徑,以利改善后續教學實效。

五、結語

“工程材料力學性能”課程的教學必須依托學科專業特色,圍繞教學內容、教學模式和手段、實驗教學、考核與評定等展開全面多層次的教學改革,并在教學實踐中不斷地研究、完善、推陳出新,摸索出一條能充分調動學生主觀能動性、培養出具有動手能力、協作意識、創新意識和高工程素養的社會實用人才新途徑,使學生能有效地掌握本門課程知識并能在工程和科研中靈活運用。同時,該課程的教學改革也促進了教師教學水平的提高,完善了教師綜合素養。

參考文獻:

[1]王吉會,劉家臣,鄭俊萍,等.“材料力學性能”課程的教學改革與實踐[J].高等工程教育研究,2005,(S1):79-81.

[2]束德林.工程材料力學性能[M].北京:機械工業出版社,2008.

[3]薛國鳳,王亞暉.當代西方建構主義教學理論評析[J].高等教育研究,2003,24(1):95-99.

[4]羅明東.當代教育改革新探索[M].昆明:云南科技出版社,2001.

[5]王錦化,孟慶華,等.社會建構主義學習觀對我國教師繼續教育教學改革的啟示[J].外國教育研究,2003,30(1):18-21.

[6]裴立宅,劉翠娟,樊傳剛.材料力學性能課程的教改思路[J].中國輕工教育,2010,(3):64-66.

[7]白允強,王章忠,周衡志.應用型本科“材料力學性能”課程教學改革[J].中國冶金教育,2010,(3):49-51.

[8]葉榮昌,強文江,李成華,等.材料力學性能實驗課教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2011,30(9):136-138.

第11篇

摘要:對如何加強、改進力學專業數學物理方程課程教學進行了論述,介紹了MATLAB/MAPLE等現代數學工具在該課程教學中的應用,并結合實例說明,能夠適當地應用這些數學工具對提高工科數學物理方程課程教學質量,激發學生的學習積極性都具有十分重要的意義。

關鍵詞:工科數學物理方程;現代數學工具;MATLAB軟件;MAPLE軟件

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)13-0198-02

作為傳統而又有大量新問題涌人的應用數學課程,在力學專業的“數學物理方程”教學中,既可以深入淺出的將課程中的各類概念、定理介紹給學生,又能夠讓學生真正理解且熟練運用它們,應該說是一個比較實際又復雜的問題。就目前而言,運用MATLAB/MAPLE等數學軟件,將數學建模和數學實驗的思想引入力學專業的數學物理方程教學中來處理實際問題、設計數學實驗,是一種能夠提高學生學習興趣以及動手能力,反過來又能促進他們理解課程中概念、定理的教學方法。

一、力學專業數學物理方程課程的特點

力學橫跨自然科學與工程技術,是研究力與運動的科學。力學的研究對象、研究內容使其在科學體系中既具有基礎學科的地位同時又具有工程技術學科的地位。正基于此,在力學專業開設“數學物理方程”這門課程相比單純理學專業來說,在教學過程中就有其自身的獨特之處。目前國內各高校各專業教授的數學物理方程,內容上缺乏對當今科技領域一些新應用、新方法的介紹講解;講授上仍是偏重基礎理論部分的加深,而忽略將其涉到的理論融人到實際學科領域,這類教學模式雖便于組織課堂教學卻對解決實際問題難有大的幫助[1]。

基于以上原因,所在的工程力學系自2008年首次招收碩士研究生以來,就自主開設“數學物理方程”這門課程,目的即是旨在針對力學專業特點,在具體的工程背景中將課程中所涉及的三類典型偏微分方程模型(波動方程、熱傳導方程和拉普拉斯方程)進行詳細地描述,著重加強對三種常見方程理論解的物理意義的解釋,盡量改進以往教學中“重數學推導,輕工科應用背景”的弊端。

二、利用MATLAB/MAPLE現代數學工具,加強數學物理方程課程教學

力學專業作為典型的理工科專業,在理論性很強的數理方程教學過程中,如何最大限度的調動學生學習的積極性,激發他們對學習這門課程的熱情,借助計算機科學技術,嘗試在教學中引入一些現代化數學工具無疑是一種行之有效的教改方法。MATLAB/MAPLE這類軟件有豐富強大的微積分、線性代數、矩陣運算、數據處理、圖形繪制和圖像處理功能,而且易學易用[2]。這一特點對于工科背景的力學專業學生而言,不僅可以幫助他們更為形象直觀地理解課程中一些枯燥乏味的數學推導結論,又可以在具體教學實踐中,培養他們應用所學到的理論知識借助計算機解決實際問題的能力。實際上,不僅是在力學專業這門課程的教學中,在其他各專業各學科的教學中,幫助學生,使其具備能夠自如地運用現代化先進手段去學習掌握知識,進而研究解決實際問題的能力,才是真正符合了全面素質教育的要求,符合了知識經濟時代的需要[3]。

三、MATLAB/MAPLE在工科數學物理方程課程教學中的應用

傳統教學中,數學物理方程大多是通過做習題等方式來培養訓練學生的計算能力,而很少融入利用計算機來求解或解釋訓練內容的環節,這對培養學生借助現代先進技術解決實際問題的能力是不利的[3]。因此,在多年的教學實踐過程中,我們在介紹基本理論的同時相應地建立實現了實踐教學的平臺:如,選擇合適的實踐案例、進而有針對性地編寫MATLAB/MAPLE教學課件和例題等。通過這些方法將這些現代數學工具引入到課堂教學中,同時也使學生自然而然地在課堂學習中掌握如何以理論為基礎對問題進行求解的整個過程。下面以一維無限細桿熱傳導問題為例加以說明:

第12篇

Abstract: Architectural Mechanics is the basic course of architectural engineering major. Its content coverage is broad, and it is difficulty to study. It has always been the emphasis and difficulty of teaching of architectural engineering. The paper analyzes the problems in teaching of Architectural Mechanics, and combined with years of teaching experience, states the implemented reforming measures, hoping to improve the teaching effect and improve students' ability in using knowledge to resolve problems.

關鍵詞: 建筑力學;教學改革;小實驗

Key words: Architectural Mechanics;teaching reform;small experiment

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)28-0307-02

0 引言

職業教育在我國正處在探索發展階段,總理在全國職業教育工作會議上強調:中國特色的職業教育必須符合社會主義現代化建設,著力培養適應經濟社會發展的高素質勞動者和技能型人才。《建筑力學》是工程類專業的一門專業基礎課,旨在培養學生應用力學的基本原理去分析和研究建筑結構和構件在各種條件下的強度、剛度、穩定性問題的能力。高職院校建筑工程類專業的畢業生在走上工作崗位之后一般作為建筑工程項目管理、施工、監理等一線技術人員出現在工作單位,而這些崗位對工作人員都要求具有扎實的力學知識,因此對于建筑工程類專業的學生來說建筑力學課程的重要性不言而喻。

1 建筑力學教學中存在的問題

《建筑力學》主要由《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》三門課程有機結合而成,教材的理論性非常強,概念多、內容抽象、邏輯性、實踐性強,要求學生有較好的高等數學和物理的基礎。但是高職院校的學生通常底子較差,學習和自控能力較弱,進入大學后又有部分受各種誘惑而缺乏學習的動力,在學習上沒有明確的目標。在學習建筑力學時,沒有將重點放到理解和掌握基本概念、基本定理和公式的內涵上,只一味的亂套公式。而老師在教學的過程中由于很多老師常年的局限于這一門課,沒有接觸實際工程的經驗,導致理論教學不能很好的聯系實際,純粹的用理論教學的方法無法激起學生學習的興趣,甚至會讓學生對這門課程失去信心。建筑力學的改革勢在必行。

2 建筑力學教學改革探討

2.1 教學內容的改革 建筑力學教材通常過于強調理論性,和工程實際聯系不夠緊密,學生缺乏必要的工程實際知識的教育和訓練,這就要求在教學時要合理地處理教學內容,對于三大力學中相互關聯的章節進行重新組織,使其更具合理性和系統性。

如:可以在緒論部分引入結構計算簡圖的介紹,使學生在開始學習時就對工程結構到力學模型的簡化過程有清楚的了解,明確建筑力學的任務及其與工程結構設計、管理等方面的聯系,從另外的方面引起學生對該課程的興趣,調動學生的學習積極性。又比如在剛體靜力學部分,可以對結構力學中的平面體系的幾何組成分析的內容進行適當介紹,這樣做的好處是能使學生較早認識工程中的靜定結構和超靜定結構,從而可對建筑工程中常見的各種靜定結構的反力計算以及桿件間相互作用力的計算講解到位。精簡甚至刪除公式推導過程,著重闡明公式物理意義及其應用,精講、精練、少理論、多應用;減少定量計算,增加定性判斷內容,把理論融入實例當中,結合工程實例分析,增加學生感性認識,使其更容易理解和接受。

2.2 教學過程與手段改革 ①將力學小實驗引入課堂。因為建筑工程實際的各種構件體積大、重量重,無法搬到教學現場,即使在教學現場,也無法模擬工程實際受力進行說明和講解。所以我們要做小實驗,選用適當的材料模擬結構的構造、模擬構件的受力與變形、模擬構造的原理。把構件與受力縮小,把變形放大,進行單一模擬和實驗,既能說明其原理,又能直觀展現其受力與變形,學生從抽象的思維中回到現實來,增加課堂趣味性,激發學生學習興趣,加強動手,轉變學習觀念,激活學生的創新動機,培養學生能力。

例如:開始講力矩之前,教師可以準備一根兩端都可以點燃的蠟燭,中間穿一根針,架在兩個水杯上。在蠟燭沒有點燃之前,它是保持平衡的,然后教師分別點燃蠟燭的兩頭,這個時候可以看到蠟燭像蹺蹺板一樣來回擺動。這是為什么呢?于是老師開始解惑,告訴學生這是由于蠟燭兩端燃燒的情況不平衡,燭淚帶走的質量就不同,左右兩端蠟燭的重量不同,對中間軸的力矩也不同,所以蠟燭就會擺動起來,這就是力對點產生力矩,力矩會使物體轉動,也就是即將要講的內容。在講荷載的時候,也可以通過一根鏈條去講解靜荷載、動荷載及線荷載這樣本身比較枯燥的概念。通過這樣類似游戲的小實驗讓學生對這個課懷有好奇心,產生興趣,高高興興學習,樂于動手參與。通過教師的愉快教學,學生無需有意識的努力就能保持注意力和快樂的學習興趣,積極主動投入課堂學習中,日久天長,學生就會形成對學習的“持久興趣”。

②采用多媒體技術輔助教學。積極采用現代化教學手段,用多媒體展現工程實例,解決教學難點,提高教學效率和效果。建筑力學課程有很強的工程背景,我們在教學過程中利用多媒體技術,將一些工程實例通過屏幕生動地展現在學生而前,可以達到化解教學難點、縮短學生認知過程的目的。以“約束與約束反力”、“剛體的平而運動”等知識點為例,這些知識點的抽象概念較多,學生很難理解,需要的圖形和圖片數量較多,如果用傳統的粉筆加黑板進行教學,學生的學習效果很差,但利用多媒體課件輔助教學,通過實體模型的真實性、形象性和生動性,學生接受起來就很容易,這就大大地提高了這些知識點的課堂教學效率和效果。

2.3 課程考核方法的改革 傳統的考核是僅僅靠期末考核,這樣容易造成兩個問題,一是學生臨到期末時采用突擊死記硬背的方法應付考試而根本不去理解真正的意義,二是存在僥幸心理企圖采用作弊通過考試。因此,傳統考試的弊端是顯而易見的。

為了確保課程的基本要求,使學生真正把知識學到手,改革傳統考試方法就顯得十分必要。

具體做法如下:

①平時成績占50%。其中平時成績包括考勤(10%)、回答問題和提出問題(10%)、課后和隨堂作業(10%)、上課紀律和態度(10%)、上課討論情況(10%)。

②小實驗考核占10%。其中實驗態度(2%),實驗操作(4%),實驗報告(4%)。

③期末考試占40%。試卷減少以再現書本知識為主的考核,加強學生對知識的理解和應用,特別是綜合性、創造性地應用知識能力的考核。這樣的考試,使學生思維更活躍,更易激發學生的創新意識,培養學生綜合運用知識的能力,從而使考試真正成為進一步深化學習的重要教學環節,不再被學生視為沉重的負擔。

3 結語

《建筑力學》是一門理論性、實踐性較強的專業基礎課,建筑力學課程改革是一項長期而又艱巨的任務,不可能一墩而就,要積極穩妥、循序漸進地進行,教師要努力提升自身素質,在教學過程中不斷探索,不斷總結經驗,逐步完善。

參考文獻:

[1]康凌. 《建筑力學》教學中學生能力的培養淺探[J].中國科教創新導刊,2003(13):132-133.

主站蜘蛛池模板: 达孜县| 眉山市| 汾西县| 平度市| 清远市| 永仁县| 镇康县| 仁布县| 万源市| 广南县| 南城县| 闸北区| 金塔县| 门头沟区| 二连浩特市| 大洼县| 长治县| 侯马市| 潼南县| 高青县| 赞皇县| 红河县| 夏邑县| 巴林左旗| 叶城县| 义马市| 马关县| 奇台县| 衡阳县| 马边| 新化县| 赤峰市| 荥经县| 望都县| 辰溪县| 金坛市| 库车县| 高密市| 玛多县| 滨州市| 鄯善县|