時間：2022-03-15 09:15:32
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篇工程力學專業，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》課程是土木工程專業的重要專業基礎課，在該專業的課程設置中占據了極其重要的地位。課程教學內容包括《理論力學》和《材料力學》兩部分。通過該課程的學習后，要求學生掌握靜力學的基礎知識并能熟練運用靜力學基礎知識求解工程實際問題。而《材料力學》部分內容則要求學生掌握五種基本變形———桿件的拉伸、壓縮、剪切、扭轉、彎曲;還要求學生掌握桿系結構的強度計算和剛度計算。學生通過以上專業知識的學習后，能為今后從事相關的工程結構設計提供必備的理論知識，同時也為今后從事工程施工奠定必備的力學基礎知識。應用型本科教育的目標是培養適應生產第一線需要的高等技術人才，對于土木工程專業畢業生而言則是畢業后能在勘察設計研究院從事建筑勘察設計工作，在施工單位從事相關的施工管理工作，在監理單位從事相關的建筑監理工作，在機關事業單位、房地產開發企業等單位從事技術管理工作。經過一定時間的工程鍛煉，能取得結構師、建造師、造價師、監理師等執業資格證書，成為該行業的專門人才。江西科技學院為適應高等教育轉型需要，對《工程力學》課程教學改革進行了積極探索，根據應用型本科人才培養的需要，制定了《工程力學》課程改革的三大目標:
1)為應用型本科院校《工程力學》課程的教學提供指導與借鑒;
2)培養學生對力學課程的學習興趣，增強學生利用力學知識分析工程問題的能力，并為后續課程打下力學基礎;
3)培養一支專業的教師隊伍。在多年的教學實踐中，我們基本實現了以上教學改革目標。
2《工程力學》課程傳統教學中的弊端
1)課程教學內容注重理論，對工程應用有所忽視。土木工程傳統的力學課程有《理論力學》《材料力學》《結構力學》等內容，這些力學課程注重系統理論的教學，這個優點在教學改革中應繼續發揚。力學知識來源于工程實踐的總結，在工程中又可以運用力學知識服務于工程，在應用型本科教學中，我們應做到力學原理與工程實際的有機結合。傳統的力學教學主要包括兩個方面的內容:a．根據工程問題簡化得到力學模型。b．對力學模型進行相關的分析。以往的教學過程中對后者比較注重，前一個問題很少涉及或幾乎不涉及，割斷了相關知識與工程實踐的結合。
2)重視理論知識，輕視試驗內容，當前很多高校提出人才培養目標要“厚基礎，寬口徑”，理論課時壓縮嚴重。《材料力學》部分有較多的實驗內容，如測量應力和應變、圓軸的扭轉等。當前應用型本科的力學實驗教學存在以下一些問題:a．由于實驗設備和教師師資的限制，一些力學實驗表現在以理論授課為主。b．局限于一些條件，力學實驗以驗證性實驗為主，這些實驗是對理論知識的一個補充。c．由于對學生的課程考核評價方式的原因，一些學生對實驗教學態度不端正。d．一些老師和教學管理部門對實驗教學不夠重視。
3)教學手段比較單一，很多學校的教學模式依然比較傳統，采取“粉筆+黑板”的教學模式。如今，計算機和多媒體發展技術日新月異，這種單一的教學手段顯然不適應這種發展。應將多媒體教學手段引入到課程的教學中，同時對于一些計算量較大的例題或是習題可以采用編程計算，也可以將一些力學軟件引入到教學中，這樣可以提高教學效果以及教學效率。
3《工程力學》課程教學改革的探索
結合江西科技學院的實際情況，我們進行了教改實驗。在教學改革實施的過程中，采取了以下教學改革方式。通過幾年的教學改革，取得了較好的效果。
1)興趣教學法。上第一堂課時，我們要求參加實驗的老師采用興趣教學法，先不要太快講力學知識，而是先把土木工程專業今后的就業方向:設計、施工、監理等逐一向學生講解，然后向學生介紹力學知識在這些行業中的應用。通過土木工程中的一些實例來激發學生對力學的興趣。例如為什么鋼筋和混凝土能很好的工作，充分發揮各自的力學性能。這是建筑工程中最常見的一個問題，也是一個力學問題。如果直接給學生講一些力學概念、力學理論，學生無法提起興趣，但例子一來，學生興趣就來了。“興趣是最好的老師”，通過一些實際工作的力學問題來激發學生對力學知識的理解可以達到事半功倍的效果。
2)培養學生牢固樹立力的概念，開展一些理論聯系實際的實踐教學。力是力學課程中最重要的概念，很多看來和力毫無關聯的概念，都可以借助力的概念來加深理解。例如在講授自由度和約束的概念時，一個單鏈桿相當于一個約束、一個單鉸相當于兩個約束、一個固定端相當于三個約束。若能結合支座反力的概念，如圖1所示A處鏈桿可以提供一個約束反力，因此相當于一個約束;B處鉸結點可以提供兩個約束反力，因此相當于兩個約束;C處固定端可以提供三個約束反力，因此相當于三個約束。將約束反力的概念和約束個數等效起來，能更好的加深學生對自由度和約束等概念的理解。此外，在教學實踐過程中，我們結合《工程力學》與土木工程專業其他專業課程有機的設計了一些實驗。例如結合課程性質，我們將《材料力學》《土木工程材料》有機結合，設計了一個綜合實驗。學生可以通過土木工程材料實驗，了解主要土木工程材料，如混凝土、鋼筋、水泥、石子、砂子的性質，通過綜合實驗驗證其力學性能;還可以通過《材料力學》實驗驗證鋼筋、混凝土等脆性材料和塑性材料的相關力學性能;最后還鞏固了混凝土的配合比知識，通過配合比計算，制作實驗試塊，通過養護檢測混凝土不同齡期的強度比例。通過這樣的綜合性實驗設計，凸顯力學課程的專業基礎課程地位。這些做法在教學中獲得了老師和學生的一致好評，提高了教學效果。
3)運用多樣化的教學方法與教學手段，采用多媒體教學。該課程的理論性和實踐性較強，以傳統的教師授課為主，輔助部分實驗實踐學時。在理論教學時，如果部分內容能采取多媒體教學手段，可以提高教學效果。此外，該課程若能結合一些力學求解器等軟件進行教學，一方面可以加深和鞏固課堂教學所學內容，另一方面，可以通過求解器驗證理論教學，加深學生對理論教學的理解，使學生在輕松的多媒體環境中學習枯燥的理論知識。為此，我們專門從上海交通大學出版社、清華大學出版社等出版機構購買了《理論力學求解器》《材料力學求解器》等教學軟件并運用到教學實踐中。例如結構動力計算的頻率分析具有較大的難度。如圖2所示的兩個自由度結構，在判斷ωa和ωb的大小關系時，結合教學軟件中的模態分析，學生能較好的理解圖2中所示兩自由度結構頻率的大小關系。
4)加強該課程和實際工程的結合。力學知識是伴隨工程發展而誕生的一門學科，力學知識起源于工程的總結，但需要應用到工程實踐中才能發揮其生命力。力學的研究對象是將工程實際模型化，簡化成桿件或桿系結構。在教學過程中，如何將工程結構簡化成符合要求的力學模型，在教學過程中是一個重要的教學內容。如何將梁簡化成為桿件結構，如何將桿件之間的結點簡化為鉸結點、剛結點等連接方式，如何將梁與支座的結點簡化為固定端支座、固定鉸支座。這些都需要我們將簡化的來龍去脈詳細向學生講解。此外還可以結合日常生活，在教學過程中將生活中的一些力學原理結合相關知識點進行教學，可以提高教學效果。例如力偶是一個較難理解的力學概念，我們在教學中列舉了一些生活中常見的現象，如司機開車兩手握方向盤，實際上就是一個力偶。讓學生通過一些常見現象既掌握了力偶的原理，對力偶的力學效果也加深了理解。
5)完善教師的業務素質，培養雙師型教師。在知識發展日新月異的時代，教師必須具備新的教育教學觀念，做到與時俱進。教師應具備較強的工作能力和教學研究、科學研究能力，具有較強的創新意識。土木工程專業作為工程實踐性較強的專業，對教師理論教學水平和實踐能力的要求也相對較高。教師需要不斷努力，成為“雙師型”教師。具備“雙師型”能力和資歷的老師，具有一定的工程實踐經驗，能把握好專業的發展方向，同時還具有較強的理論教學能力。在授課過程中可以較好地結合專業和工程實踐，針對性較強，在課題教學中可以做到理論聯系工程實踐知識。作為一名力學老師，應利用好寒暑假和平時休息時間參加工程實踐，成為工程師或取得相關執業資格證書。
4結語
關鍵詞：工程力學；特色；專業建設；人才培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0177-02
力學是基礎學科，應該在科學的前沿擺開戰場，力學又是技術學科，應該與工程實際緊密結合。隨著科學技術的發展，力學學科也不斷發展，學科分化和交叉越來越廣泛和深入。進一步拓寬力學人才的知識面，培養交叉型、復合型人才，是力學專業改革和發展的方向。對于地方工科院校的工程力學專業來說，制定符合自身特點的力學人才培養方案，勢在必行。
我校地處汽車產業七大示范基地之一的柳州，依托地理優勢，隨著汽車行業對工程力學人才需求量的不斷增大，將工程力學專業與柳州汽車產業結合起來就自然而然地成為我們專業建設的思路。作為教學型大學，我們主要承擔高等教育大眾化的任務，培養符合地方發展戰略和重大產業需求的高級人才。因此我校工程力學專業的培養目標是培養適應我國社會主義建設事業需要的德、智、體、美全面發展，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、有創新意識，具有扎實的力學基礎和汽車專業理論知識，掌握現代設計方法，能在汽車、交通、機械等行業從事技術開發、科學研究、工程設計以及力學教學等工作的應用型高級專門人才。經過這些年的摸索和實踐，我們逐漸形成了具有地方特色的工程力學專業。
一、加強學生對“汽車”特色的工程力學專業的認識
學生不僅是“教”的對象，還是“學”的主體。只有這個主體主動配合“培養”，培養計劃才能得到最大程度的、最有效的、真正的落實，因此必須加強學生對專業的認識，激發學生的專業興趣，提高“培養”效率。
1.入學專業教育。很多新生剛入學的時候，由于缺乏對力學專業的深入了解，存在一些消極的情緒，甚至于要求轉專業。針對這個問題，系里在新生入學專業教育方面投入了很多精力，邀請汽車行業以及力學領域的專家和學者，以力學和汽車的交叉領域作為背景，對工程力學專業的新生進行一些有針對性、深入淺出的入學專業教育，讓學生從一個個鮮活生動的工程實踐中體會力學的魅力，樹立專業信心。
2.舉行高年級或往屆畢業生的交流會。通過學習交流會、考研交流會、就業交流會等形式與師兄師姐們進行面對面交流，低年級的學生對于專業的應用、前景以及就業情況有了更加具體、直觀的了解。參加完這些交流會，很多學生反映他們少了很多的盲目和迷茫，學習方向進一步明確，學習動力也比以前大了很多。
3.加強教學過程中專業認識教育。力學教研室的每一位教師都自覺地將加強學生專業認識作為日常教學工作中一項任務，通過多種形式向學生展示專業的應用和發展，既激發學生的學習興趣，又使學生對于工程力學專業有了更加直接、更加深刻的認識。
二、“汽車”特色的課程體系改革
1.在加強數學與力學基礎之上，實現力學課程與汽車專業課程的有機結合。工程力學專業學生的優勢在于數理基礎好、適應面寬、后勁足。在力學課程和汽車專業課程的結合上，我們始終堅持既要發揚力學專業學生的傳統優勢，又要向汽車行業大力拓展的原則。在課程設置上，數學與力學課程仍占較大比重，其中數學與力學課程的學分在必修課占到總學分的54%，目的在于努力夯實學生的數理基礎，確保工程力學專業的傳統優勢。選修課開設數學實驗、數學建模、塑性力學、流體力學、實驗力學、工程斷裂力學、板殼理論、空氣動力學、結構優化設計、振動測試與分析等數學力學課程，以兼顧部分學生希望繼續在力學專業深造的要求。在實現力學與汽車的結合上，我們在學科基礎課中增設機械、汽車類的課程，包括電工電子技術、制圖與計算機繪圖、工程材料與金屬工藝學、機械設計基礎、互換性與技術測量、單片機原理與應用、UG建模等。所開設的汽車類專業課主要有汽車構造、汽車理論、汽車設計、汽車電氣設備、汽車改裝設計、車身機構與設計、汽車車身制造工藝學等。相應的刪減部分力學的專業課程或學時，但這樣的課程體系改革不是在做簡單的加減法，而是將力學專業課程融入到增設的汽車類專業課程中，從力學的角度講汽車專業知識，真正實現汽車課程與力學專業有機結合。力學專業的汽車專業課程都是單獨開課，教學大綱也與汽車專業的有很大不同，側重點放在汽車與力學的交叉點上。
2.注重計算機與英語學習。隨著計算機網絡的高速發展，信息化社會的逐步深入，計算機和英語已經成為現代大學生必須掌握的基本工具。我們在課程設置上采取四年不斷線教學的方式，加強學生計算機和英語的學習。除了大學英語和專業英語、畢業設計英文要求等，還在計算力學課程設計、有限元軟件設計及應用中分別增加了8學時的計算力學設計英文翻譯、有限元設計英文翻譯。
3.重視學生實踐能力的培養。以培養應用性人才為目標，必須重視培養學生的工程實踐意識和實踐能力。同濟大學前任校長萬鋼說：基本的動手操作訓練是為學生的知識集成、為他們的創新思維和工程意識的發展提供一個經驗的起點。以多種形式開展實踐活動，讓學生有機會將力學知識運用到機械、汽車行業上。首先，充分利用汽車系實驗室，積極開展校內實驗。工程力學專業就設置在汽車系，我們有著得天獨厚的優勢。其次，校內實驗與校外實踐相結合，基礎實驗、金工實習、駕駛實習等在校內進行，認識實習和畢業實習盡量選在柳州的機械、汽車企業。學生通過在這些企業實習，對企業運作和管理的內在規律和相關規定有了一定了解，通過接觸工程實際，加深對所學專業知識的理解，同時也可以讓企業更加了解力學的學生，增加就業機會。此外，通過舉行機械設計創新大賽、汽車設計大賽、周培源力學競賽、大學生科研立項等，鍛煉學生動手能力、創新能力和工程意識，提高學生的實踐能力。
三、“汽車”特色的專業教師隊伍培養
建設具有地方特色的工程力學專業，就需要培養具有特色的專業教師隊伍。力學教研室與汽車教研室定期開展教學和科研交流活動，并以借調的形式，選派力學專業教師到汽車教研室工作，促進兩個專業的交流和合作。我校重型車輛零部件先進設計制造教育部工程研究中心成立后，很多力學專業教師加入了相關的科研團隊，開展力學與汽車交叉學科的科研工作，這不僅有利于提高教師的學術水平和工程實踐的能力，而且對于培養“汽車”特色的力學專業人才也有著重要意義。
另一方面通過不斷引進高學歷、高水平人才為專業教師隊伍注入新鮮血液，同時選派現有教師隊伍中的骨干外出進修學習，提高專業教師隊伍的教學水平和學術水平。近幾年新來的年輕老師，學歷高，科研能力強，但教學經驗少，對教學活動的重視也不夠。通過舉辦青年教師教學技能競賽，組織老教師傳、幫、帶等教研活動，幫助青年教師盡快適應和熟悉教學內容，渡過教學關，提升他們的教書育人能力和責任感。
四、結語
通過這幾年的摸索和實踐，“汽車”特色的工程力學專業建設取得了一些成績。學生就業率、上研率穩步提高，用人單位對我校工程力學專業的學生評價較高，通過前幾屆畢業的學生，我們已與很多用人單位建立了良好的就業合作關系。
21世紀，力學在國家現代化建設中的作用是加強了而不是削弱了，只是表現形式發生了變化，這就要求力學專業建設也隨之改變，適應社會發展的需要。對于地方工科院校，工程力學專業要立足地方經濟，形成特色，才能永葆青春。
參考文獻：
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[3]姜嘉樂.工程教育永遠要面向工程實踐——萬鋼校長訪談錄[J].高等工程教育研究，2006，（4）：1-7.
【關鍵詞】應用；創新；能力；思想
當今社會，科技水平高速發展，為了適應時代的發展，國家迫切需要具有各種能力的人才，這就要求我們的大學生在校期間認真學好理論知識和實踐技能，培養創新能力，以適應社會發展的需要.高斯曾經說過“數學是科學的皇后”，高等數學作為高等院校的一門公共基礎課，她是所有理工類專業的基礎，學生在大學期間所學的大部分課程都要用到高等數學.由于傳統的“滿堂灌”的教學模式，使很多學生對高等數學不感興趣，認為其枯燥、乏味，產生了學高等數學沒有一點用的思想.為了適應社會的發展，我們要改變這種傳統的教學模式，提高學生對數學的學習興趣，使數學真正做到提高學生的分析和解決問題的能力，達到培養學生的創新意識和創新能力.要發揮其真正的意義，首先要使學生摒棄“數學無用論”的思想，那么在課堂上，最簡單的方式也就是做到理論知識與專業課相聯系.這里，我就高等數學在機電專業工程力學中的應用進行一下闡述.
工程力學，用專業課教師的話“學不好《高等數學》，《工程力學》寸步難行”，整個的一本《工程力學》，可以說是一本應用數學，現我就邱家俊主編的《工程力學》的主要內容進行一下舉例總結.
從第二章的平面匯交力系開始，這一章主要用到了向量，力在軸上的投影和力在坐標軸上的投影都用了向量在軸上的投影來定義，平面匯交力系的合成主要用了向量加法的三角形法則.第三章平面任意力系和第四章的拉伸和壓縮則用了大量的數學計算.第五章扭轉主要應用了微積分來定義許多名詞，例如用微分來定義扭轉角dφ=TGIpdx，很自然的，需要用到積分來求φ=∫I0dφ，圓軸扭轉時切應變沿半徑的變化率γρ=ρdφdx，截面上的扭轉T=∫AρτρdA等等用微積分定義的非常多.第六章彎曲除了用一階導數還用到了二階導數，像載荷集度、剪力和彎矩這三者之間的微分關系就用一階導數二階導數來表示，此外還用到了曲線的凹凸性和函數的極值；用積分來表示靜力關系、矩形圓形截面的極慣性矩、梁的變形等等，如撓曲線的近似公式d2ydx2=MEI，就用了二階導數來表示.第七章應力狀態分析和第八章組合變形還有第九章壓桿穩定同前面的第三四章一樣應用了大量的數學計算.第十章點的運動及合成運動整章都是速度和加速度，這在高等數學中導數的物理意義已經講明，需要用一階導數和二階導數的極限定義來說明，在速度合成內容中就很明顯的要用到向量了.第十一章剛體的運動同第十章類似都是用一階和二階導數來定義速度和加速度.第十二章動力學基礎和第十三章動能定理中微分方程、積分、導數更是貫穿了整個章節，如質點運動的微分方程Fx=mdvxdt=md2xdt2，Fy=mdvydt=md2ydt，變力在曲線路程的功、合力的功、常見力的功等等都用定積分來進行定義，質點動能定理的微分形式d12mv2=δW等等.可以說，除了第一章靜力學基礎是理論敘述以外，整個一本書都應用了大量的高等數學內容來定義和并且具有大量的數學計算；不僅如此，有些題目在解決時還要用到數學建模的最優化問題，例如在第三章里求解物體系統的平衡問題時選擇“最佳解題方案”問題.
現從《工程力學》中舉一個例題如下，我們可以從中看一下高等數學內容在其中應用的廣泛性.
例1有一電車質量m=104kg，沿直線道路起動時的牽引力F隨時間t成正比增加，牽引力增加規律為F=1176tN，初速度為0，最大摩擦力Fmax=1960N，求電車運動方程.
解研究電車，沿道路方向的牽引力F及摩擦力Fmax，當F
電車運動微分方程mdvdt=F-Fmax=1176t-53.
積分∫v0dv=1176m∫tt1t-53dt=1176104∫t53t-53dt，故速度v=0.0588t-532.
再積分一次，得∫s0ds=∫t53vdt=0.0588∫t53t-532dt.
初始條件為積分下限，運動開始瞬時t=t1，v=0，s=0；運動任意時刻是積分上限，所以運動方程為s=0.0196t-532mt≥53s.
不管是從定義、定理還是從例題中，我們都可以看出高等數學的內容在工程力學中的廣泛應用.作為數學教師，為了適應時代的發展，培養對社會有用的人才，都應該從各個方面努力培養學生學習數學的興趣，培養他們的計算能力、分析問題的能力和創新能力，使學生認識到數學的廣泛應用性，排除“數學無用論”的思想.
【參考文獻】
關鍵詞：工程力學；教學改革；教學方法
隨著新世紀高等教育的發展趨勢和培養高素質創新型人才的要求，對以往的“填鴨式”“滿堂灌”等教學方式提出新的挑戰，引發教育界熱烈的討論。《工程力學》作為高等院校各工科非機械類本科專業和高職高專的一門重要的技術基礎課和工程技術人員必備的專業知識，它具有較強的工程性、實踐性和應用性，是溝通基礎課和專業課的橋梁，也需要探究新的教學模式，在教學中培養學生的邏輯思維能力，以及提高學生的創新能力，必須對課程的教學內容、教學方法、實踐教學以及考核方式等方面進行教學改革的探索，才能使學生在掌握科學的基礎理論同時，提高解決工程實際問題的能力，才能適應高等教育人才培養方案的要求。
一、目前高校工程力學教學中存在的問題
1.對工程力學課程重要性認識不足
學生對工程力學不夠重視的的有以下幾方面的原因：（1）認為工程力學這門課程和自己所學專業沒關系不大。比如汽車專業的學生就認為對他們最重要的是汽車專業知識，如汽車構造、汽車電器等，工程力學學不好不會影響到他們對專業知識的學習，更不會影響到就業。（2）認為工程力學只不過是物理課程中力學部分的延續，沒有新鮮內容，從而就放松了對課程的學習。（3）課程內容本身理論性較強，公式繁多，甚至有些內容抽象難以理解，導致學生學習起來枯燥無味。
2.教學方式和教學方法落后
目前，工程力學教學中基本采用“滿堂灌“的教學方式，教師為教學活動的主體，教師習慣用“粉筆+黑板”的板書教學形式，課堂教學講得過多、過細,教學內容一成不變，缺乏新意,學生只能被動的當聽眾，師生間互動性較差，并且作業較多，學生學業負擔過重,也沒有時間思考,因此不能有效地調動學生學習的積極性，導致學生出現厭學甚至棄學該門課程，授課效果較差。
3.教學學時減少與教學內容多的矛盾，學生掌握難度大
近年來，隨著高等院校教學計劃的調整，工程力學的教學學時減少較多，由原來的100多學時減少到80學時，個別專業減少到40多學時。但是基本教學內容基本不變，包括理論力學和材料力學兩部分，其中理論力學分為靜力學、運動學和動力學，材料力學有四大基本變形、強度理論、組合變形和壓桿穩定等，涵蓋的內容較多，知識點的前后銜接性強，這就要求學生系統的學習新的知識的同時，需要及時復習前面的知識點。因此就會出現學生缺席一兩次課或者當堂課沒有理解，后面知識的學習更更加困難，久而久之，掌握這門課程就更難。
4.個別學生基礎差，有抵觸心理
有很多學生物理和數學基礎差，而學習工程力學需要這些基礎，并且很多學生在開課前就側面了解到該課程難學，且考試通過率低，無形中給學生造成了一定的心理壓力，尤其是基礎差的學生，存在抵觸情緒。
5.考核方法單一
考試是教學中的一個重要環節，用來檢驗學生對知識的掌握情況。目前課程采用單一的閉卷考核方式，考試內容局限于教材中的基本理論知識。試題題型基本上是例題的翻版，學生機械的套用公式，不能靈活地將課程的知識點和工程實際結合起來，這種考核方式偏離了對學生的培養目標，不能滿足社會對學生的要求。
二、工程力學教學改革的措施
針對以上工程力學教學中存在的問題，河北農業大學力學教研組結合多年的力學教學經驗，提出以下幾點教學改革建議：
1.加強工程力學的重要性的認識
工程力學是現代工程技術的重要理論基礎，是工科專業必修的一門技術基礎課，不僅機械類和土建類還涉及食品工程和林學等專業，它直接影響到各個專業的后續課程的學習。為了加強學生對工程力學的認識，所以第一堂課很重要，也就是要上好緒論課：首先根據專業的不同引入大量的相關工程實例，例如土建類可以以迪拜塔或者世貿大廈為例，機械類可以以高速列車為例，還可以列舉一些生活中工程力學的實例，比如利用套筒扳手能夠輕松的拆卸螺栓。也可以列舉一些社會熱點話題中工程力學知識的應用，從而讓學生認識到課程的重要性。其次以專升本和考研為例，工程力學作為考試課程或相關課程，分值是150分，而基礎課程才100分，讓同學們對課程因此足夠的重視。再次介紹工程力學課程和后續專業課程的關系，它是專業課程學習的理論基礎。
2.教學內容的整合和優化
教學改革的首要任務是教學內容的改革。工程力學包含理論力學和材料力學兩門課程，它們有各自的體系，因此必須對傳統的課程體系、教學內容和課程結構進行重新整合和優化。整合后的課程體系分為靜力學和材料力學兩個模塊（理論力學中的運動學和動力學和高中或大學物理有重復和交叉，這里不再重復講解），在教學中要打破靜力學和材料力學的界限，以外力分析和內力計算為主線，貫穿分析構件的強度、剛度和穩定性，其中以強度計算為重點，如圖1所示。以建立力學模型的能力和解題能力為核心，突出工程概念和實踐能力的培養，進一步加強理論教學與工程實際的聯系，為學生學習后續課程以及解決工程實際打好基礎。
3.教學方法與手段的多樣化
在教學內容改革的同時，教學方法和教學手段的改革也要跟上去，這兩者是相輔相成的。在教學中遵循“教是主導，學是主體”是教學的原則和規律，培養學生分析問題和解決問題的邏輯思維方法。（1）采用板書和多媒體相結合的教學手段。目前工程力學教學中主要采用板書教學的模式，這種教學模式能夠使學生明白邏輯推理的每一個步驟,符合人的邏輯思維過程，并且教學重點突出、直觀性強，易于思考和知識點的鞏固記憶梳理。但是卻占用了大量的課堂時間，教學效率低,且教學內容有限,尤其是一些視頻動畫和圖片信息不好表達。而多媒體教學恰好能夠彌補這一點，但多媒體教學傳遞的信息量過大，上課節奏過快，導致學生只能走馬觀花地接觸演示內容，沒有充足的思考時間，導致課堂重點不突出，學生根本無法掌握課堂內容。結合板書教學和多媒體教學的優缺點，工程力學教學過程中,針對不同章節內容的特點，在教學方式上采用板書教學和多媒體教學相結合的教學方式，例如在靜力學受力分析時，采用板書為主的教學模式，使學生掌握受力分析的詳細過程，而在講運動學時，先采用多媒體讓學生看直觀機構的運動規律，然后再用板書教學方式進行運動的分析。（2）采用多樣化的教學方式。由于本課程內容多,知識面廣,難度不一，可以根據章節內容的不同采用課堂講授法、問題教學法、自學討論法和引導歸納法等多種形式的教學方式,例如受力分析適宜采用課堂講授法，讓學生掌握受力分析的步驟；而平面匯交力系由于內容簡單適合用自學討論法，讓學生自己分析掌握重要的知識點。而像平面彎曲就適合用問題教學法或引導歸納法，可以用引導歸納法逐步推導出彎曲應力和彎曲變形的理論公式，也可以用問題教學法列舉“武警單手拍磚”為例，分析磚沿根部斷裂的原因，從而掌握彎曲應力的公式。總之這些不同的教學方法能夠激發學生主動學習知識的積極性。（3）減少理論講授學時，增加習題課的學時，采用多樣化的師生交流方式。在授課過程中注意圍繞重點、難點精講多練。對授課內容注重講概念、講關鍵、講方法、講思路。為了讓學生扎實地掌握一些重要知識點，減少課堂講授學時，增加習題課，把學生容易出錯的和綜合性強的例題拿出來，采用一題多解或者逆推的方法解題。通過這樣的訓練，培養學生分析問題和解決問題清晰的思路，避免碰到習題無從下手。對于學生作業每次批改一半，并及時發現的問題，并糾正一些常見的錯誤，對作業完成質量好的同學提出表揚，較差的同學也給予鼓勵。每兩周安排一次習題課，每周安排一次課上10分鐘的答疑，讓學生學習中的疑問得到即時解答。建立QQ群和微信群，對學生的問題進行在線答疑或同學之間的討論學習。（4）建立工程力學教學網站和試題庫。建立工程力學課程網站，上傳工程力學的一些重點內容的動畫或者視頻，幫助學生更清楚直觀的理解知識點。例如一些約束的動畫就能幫助學生很好地理解約束的性質，確定約束反力；運動學的動畫就能夠很好地理解各個構件的運動。建立試題庫并配以詳細的分析過程，使學生通過增加練習更好的掌握各個知識點。
4.加強實驗教學，提高學生的動手能力
實驗教學環節非常重要，它能夠把理論和實踐結合起來，不僅能加深學生對理論知識的理解，而且還提高了學生的動手能力和創新能力。因此可以在實驗中改變以往死板的模式，例如在測量材料彈性模量E或彎曲應力實驗中，讓學生自己選擇增量載荷，實驗中出現問題讓學生自己分析出現這些問題的可能原因，實驗失敗也要分析原因，這樣使學生積極主動的參與到實驗中，體現實驗的樂趣，還可以根據現有的實驗條件，去驗證和解釋生活中的現象，找到出現這種現象的理論根據。
5.改革傳統的考試方法，采用多樣化的考核方式
長期以來，高校工程力學課程的考核方式絕大部分都是閉卷考試形式，考題就是例題或者習題的翻版，這種規范化的試題導致學生只要考試前突擊做題，考試通過甚至考高分沒有問題，考試成績不能代表學生的實際水平，因此必須對現行的考試方式進行改革。（1）考試內容的改革，也有助于培養學生解決工程實際的能力。因此在保證基本知識和基本理論的基礎上，增加應用型和能力型試題的比例，注重考核學生的綜合素質，多出一些靈活性的綜合題型，既考查了基本知識點，又激發了學生對知識的靈活運用能力，避免了學生死記硬背和考試抄襲的不良習慣。（2）考核方式的改革。針對不同的專業采用閉卷、半開卷考試和開卷考試的方式，代替以往單一的閉卷考試的方法，并且增加平時成績和實驗成績比重，減少期末考試比重。例如半開卷考試允許學生期末考試（占50%）帶一張A4紙張，可以寫上自己認為重要的知識點，再結合學生的平時出勤情況、課堂提問和平時測驗（這部分為平時成績，占總成績的30%），以及實驗操作的實驗成績（占20%），這種考核方法更能全面的反應學生的真實水平，有利于培養學生的自學能力。
三、結束語
工程力學作為工科專業的一門重要的技術基礎課,對于提高學生的邏輯思維能力和分析解決實際問題能力的至關重要。目前，高校工程力學教學存在很多問題，對工程力學的教學改革也勢在必行，但是改革是一項長期而艱巨的任務，要循序漸進地進行。由于工程力學課程涉及面廣，不同專業對工程力學的教學要求不盡相同，所以教學改革應該分層次、分階段地進行，為此河北農業大學力學教研組結合多年的教學經驗，從教學內容的整合和優化、教學方法和手段的多樣化、加強實踐教學環節和考核方式等方面進行改革，不斷總結經驗，逐步完善，對工程力學課程的教學改革進行了有益的探索。
作者:李新領 張世芳 李紀剛 桑永英 周志男 單位:河北農業大學機電工程學院
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關鍵詞 工程力學 教學改革 實踐
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
Engineering Mechanics Course Teaching Innovation and Practice
ZHOU Ping
（Jiangxi Yuzhou Institute of Science and Technology， Xinyu， Jiangxi 338000）
Abstract According to the characteristics of the engineering mechanics course for better application of cultivating vocational college student ability to innovate， improve the teaching effect， put forward the application of engineering mechanics teaching reform practice and improvement of teaching methods， evaluation means， make the teaching efficiency and quality was improved.
Key words Engineering mechanics； teaching reform； practice
0 引言
工程力學課程是機電、土木工程等工科專業的一門重要專業基礎課，課程主要是研究物體在力的作用下平衡的規律和材料在外力作用下應變、應力、剛度、強度、穩定性及結構受力、傳力的規律。課程由靜力學、材料力學、結構力學三部分組成，以靜力學和材料力學為主。該課程理論知識比較抽象，和高中物理聯系較多，而職業院校學生普遍高考分數較低，基礎薄弱，因而工程力學被普遍認為是難度很大的一門課程。因此研究教學方法、探索教育創新，在有限的學時內提高教學質量，激發學生的興趣，增強學生解決工程實際問題的能力，有重要意義。
1 教學改革與實踐
1.1 理論教學和工程實例相結合
工程力學的理論知識相對普遍缺乏工程應用實踐的職業院校學生比較抽象，在教學基本知識和內容的要求基礎上，選擇適當的工程實例及生活中的力學問題，通過對這些實例的觀察、分析、建模，提出解決問題的方法，提高學生的學習興趣，加深學生對理論知識的理解，培養其應用能力。
在材料力學部分的教學中，以帶式輸送機皮帶滾筒的力學分析為教學實例，首先利用有限元仿真軟件ANSYS建立滾筒三維模型，如圖1所示。
圖1 滾筒三維模型
然后對滾筒模型施加邊界條件即力的約束和位移約束，調用ANSYS軟件中的通用后處理模塊計算分析得到滾筒的應力云圖，如圖2所示。利用軟件的三維可視性直觀形象顯示滾筒在不同的外力及約束反力條件下，不同位置的應變、應力、變形情況。學生通過思考和研究實例中的圖像，總結出了傳動滾筒的應力主要是集中在滾筒軸兩端與軸承連接處，進而激發學生的興趣，加深對理論知識的掌握和理解。
圖2 滾筒力學仿真云圖
1.2 力學思維的培養
在課程教學的過程中，注重引導學生分析各種力學問題，掌握力學計算的方法和技巧。如在講授壓桿穩定時，首先介紹壓桿穩定的概念，了解細長壓桿的臨界載荷，進行穩定安全校核，使學生掌握提高壓桿承載能力的主要途徑。在教學過程中重點講授力學問題研究方法，如靜定平面桁架結構內力分析方法的節點法、截面法、聯合法；靜定組合結構內力計算的截面法、節點法；超靜定結構分析的位移法及連續梁的力矩分配法等。
1.3 教學內容優化
根據職業教育專業培養方案和主干課程教學大綱要求，本著必需、夠用的原則，合理安排教學內容，教學重點放在對基本原理和基本公式應用上，加強基本力學定理在工程實踐中的應用教學。教學內容經有機組合，分為上下兩個模塊。上篇包括力學基本概念、受力分析與結構計算簡圖、力系合成與分解、桿件變形形式、組合變形等內容。下篇包括靜定結構內力分析、結構位移計算、影響線、壓桿穩定等內容。通過學習，學生能熟練對物體進行受力分析，掌握桿件強度計算，了解結構設計方法，能處理工程中的一般問題。
1.4 課程考核方式的改革
工程力學課程的考核采用理論考核、項目任務考核、平時考核相結合的考核模式。（1）理論考核：采用閉卷方式對工程力學理論知識進行考核，考核的內容主要是測試學生對力學重點公式及基本定理的理解和記憶，選取典型試題，考重點、基本原理和基礎知識，更深入地了解學生對理論知識的掌握情況。（2）項目和任務考核：主要考核學生對工程項目力學實例項目解決理解過程中的團隊意識、敬業精神、開拓創新能力等社會能力和專業能力以及完成情況。（3）平時考核：采用作業、課程設計、力學實驗操作相結合，考核學生平時在各個方面的綜合素質和能力。
2 教學方法革新
2.1 研討式教學
通過工程力學專題研討的形式讓學生參與教學，使學生主動吸收和拓展理論知識，培養學生的跳躍思維和創新能力。教師通過設置適當的討論題目，讓學生查找文獻，提出解決思路，分析和解答。研討課上學生通過圖片、多媒體等多種形式展示問題的解決方法，期間教師與其他同學對相關疑點提問討論，最后教師進行總結和點評。研討式教學設計如圖3所示。
圖3 研討式教學設計
2.2 項目驅動式教學
選擇貼近當前企業實際且能夠包含工程力學課程教學目標所確定的絕大部分知識、能力和素質的要求的力學設計課題作為課程的教學項目，學生在完成設計項目的過程中，逐步掌握工程結構的設計方法，具備利用工程力學知識解決實際問題的能力。教學的重點是要制定詳細的項目設計指導書，其中包括：確定完成項目操作的步驟，制定具體的、對學生有指導作用的項目實施流程，配以必要的工程圖紙及說明；提出實施項目的要求；給出符合企業標準的項目考核標準和考核辦法等。具體項目教學流程如圖4所示。
2.3 啟發式教學
利用學術講座、多媒體等多種形式結合專業背景介紹工程力學的最新前沿知識和發展史中一些創新案例，讓學生了解到工程力學是推動科技進步的基礎學科，從而激發學生的學習興趣。在教學過程中結合講授工程實例，啟發學生提出自己的見解，打開學生的想象空間，鍛煉學生自主學習。
圖4 項目驅動式教學流程
3 結語
通過分析工程力學課程教學的特點，提出通過創新教學方法，應用先進的教學手段并付諸教學實踐，使學生積極主動學習，掌握理解工程力學課程知識，培養學生的實踐應用能力和動手能力，取得較好的教學效果。
基金項目：江西省新余市社科課題“依托項目的工程力學課程高職教育模式”階段性成果。課題編號：13YGY024
參考文獻
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關鍵詞：工程力學；課程教學；實驗；改革模式；微課
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）29-0102-02
一、課程概況和改革目標
《工程力學》是“大土木”專業必修的一門專業基礎課，在航空、交通運輸、土木水利等工程領域有著廣泛的應用。工程力學包括靜力學、材料力學兩大部分內容，其主要任務是使學生掌握物體的受力分析和平衡規律；掌握基本構件的強度、剛度和穩定性問題的分析及計算；具備將工程中的力學問題簡化為力學模型并運用相應的力學公式進行求解的基本能力，具備解決工程實際問題的基本能力。該課程的主要目的是通過對簡單構件的受力分析及強度、剛度和穩定性計算，實現為工程設計提供理論基礎與決策依據的目的。因此，本課程的學習對于土木專業學生后續專業課的學習及工作都起著重要的基礎性理論支撐作用。鑒于該課程理論性強、課時有限、學習難度大等特點及其重要性地位，本文特對《工程力學》課程教學和實驗改革模式進行探討，以提出一套既利于教師教學、又利于學生理解掌握的教學和實驗綜合改革模式。
二、教學方法和手段改革
1.充分利用多媒體及網絡輔助教學。由于《工程力學》課程主要講授的是工程建設領域的梁、軸、柱等構件的受力及功能設計問題，與工程實際問題結合緊密，其課程理論性強、工程結合緊密，而教學學時有限的特點特別突出。為有效解決上述問題，在《工程力學》課程改革中可采用多媒體與傳統板書相互結合的授課方式。在教學中，教師可充分發揮多媒體的優勢，多媒體授課不僅可以節省大量板書的時間，而且可以引入大量的動畫、工程實例等，其圖、文、聲并茂及較好的交互性特點可提高學生的感性認識、傳輸更多的教學信息，這樣更利于學生的理解和掌握。其次，在《工程力學》課程教學時，針對應用型人才培養的特點，加強案例教學的內容與時間。實踐證明：省略大量繁雜的理念推導過程，把時間用于案例教學上，更能讓學生牢固掌握理論知識并能靈活運用，真正把所學應用于工程實際。同時，課后教師還可以借助QQ群、微信等網絡平臺與學生進行及時交流，通過輔導答疑、學習進展追蹤等進一步提高教學效果。
2.采用啟發、互動式教學。《工程力學》課程的工程應用性決定了其每一章節知識點的開展基本都是圍繞具體的工程實例開展的，而土木專業的學生在日常生活、學習過程中已經對房屋建筑中的梁、柱等實際工程構件已經有了一定的感性認識。因此，教師在授課時可有效結合課程的實際特點，通過教室里面的梁、柱、門等實際工程構件的受力特點、變形規律等對學生進行啟發、互動式教學。如在講授房屋建筑中最為常見的梁、柱、板構件時，可讓學生對教室的結構進行觀察，首先分辨出什么是梁、柱構件，然后啟發學生思考梁和柱兩種工程構件在受力載荷特點、變形特點、主要工程作用方面有什么不同。在學生們充分思考和討論后，最后由教師對上述問題進行詳細講解，這樣可讓學生很快地了解基本構件的概念，并熟練掌握荷載作用的基本原理等知識。
3.微課教學手段的引入。近年來，網絡和多媒體教學方法逐步成為各類教學活動的主流教學手段。但隨著應用的發展，多媒體教學模式也具有一定的缺陷和不足，如：很多教師課程教學多以宣讀PPT為主，滿堂灌，學生在PPT中迷失，找不到教學重點和難點等。因此，需要組織一些主題明確、時間精短，能詳細展示重、難點的多媒體片斷及課后自助學習的互動平臺來深化學習效果。也正是為有效解決上述問題，“微課”教學模式逐漸在全球范圍內興起。“微課”以微型的知識點講解為主，通過簡短的微視頻，借助文字、聲音或動畫等多媒體技術，并配以相應的作業與討論，設計開發的時長在5～10分鐘。“微課”教學模式不僅提供給教師一個知識挖掘的平臺，還告訴學生如何根據學習所需搜索相應的資源，自主地挖掘所需的知識點、有針對性地開展學習，并且這種主題集中的“微課程”能夠有效地節約學習時間。鑒于上述“微課”教學模式的優點，作者特提出在以后《工程力學》課程教學中引入“微課”教學模式，與課堂教學有效結合，達到更好的教學效果。
三、課程考核方式改革
教學質量是高等院校辦學的立校之本，而考試又是檢驗教學質量的最基本、最重要的手段。《工程力學》課程作為一門專業必修基礎課程，其學習的好壞直接關系到后續專業課程的學習。鑒于該門課程的理論性特點及重要性地位，本文特對該課程的考核方式進行有效改革，在以往傳統的期末考試方式基礎上，注重加強對學生平時上課學習、必修實驗以及開放性實驗、力學競賽等第二課堂學習等方面的考核，其中：平時成績占20%（包括學生出勤、上課回答問題、開放性實驗參加積極性等方面），實驗成績占10%，期末考試占70%，重點對基本概念和方法等知識點進行考查，采用多樣性的題型對學生學習的掌握程度進行全方位考核，考試題型及難易度分值比例設計如下。
四、實驗設計
1.實驗室實驗設計。力學研究方法包括理論分析方法、實驗分析方法和計算機分析方法。其中，實驗研究方法在力學領域占有十分重要的地位。實驗教學是《工程力學》課程教學的重要組成部分，它與理論教學相輔相成，實驗是力學理論的基礎，理論也需要實驗的驗證。力學實驗方法可以用于檢驗理論分析的正確性，檢驗工程結構設計的合理性、安全性和可靠性。對于已經投入運行的工程結構，例如高層建筑、大型橋梁等，為了確保安全，需要對這些結構的動力學響應、動態的應力和位移進行實時監測，這些實時測試都是以力學實驗技術為基礎的。鑒于上述力學實驗對于理論課程學習、工作的重要性和意義，特在《工程力學》課程嘗試開設下列必修實驗和開放性試驗。
2.數值模擬實驗設計。長期以來《工程力學》實驗內容屬于常規、驗證性試驗，內容單一，缺乏綜合性、創新性試驗，難以提高學生的動手能力和培養學生的綜合素質。隨著計算機技術的發展，借助現代數值模擬技術虛擬模擬《工程力學》實驗，并依靠數值模擬軟件強大的后處理功能，將虛擬模擬的實驗結果直觀地展現在學生面前。目前比較常用的數值模擬軟件有基于離散元原理的UDEC、3DEC，還有基于有限元原理的ABAQUS、ANSYS、MARC等，這些軟件具有強大的前處理及后處理功能，對于模擬《工程力學》中的實驗非常有利。通過數值模擬實驗將《工程力學》的教學與數值仿真技術結合起來，不僅可以提高學生的學習積極性和分析創新能力，減小學時少對課程教學的影響，還可以培養學生的學習興趣、提高學生的計算機應用能力。為此，本次《工程力學》實驗教學改革將引入數值模式技術進行實驗教學探討，如：懸臂梁橫力彎曲現象模擬、矩形截面梁應力集中現象的模擬等。
五、力學競賽及第二課堂開設
為有效提高學生對于《工程力學》課程學習的積極性和創新意識，做好全國大學生周培源力學競賽和湖南省大學生力學競賽的工作，落實教育部關于教學質量工程和教學改革工程，提高應用型本科學生科技創新能力、實踐能力和就業能力，展現我校辦學實力，提升我校形象，力爭在大學生力學競賽取得更好的成績。特結合理論力學、材料力學（工程力學）課程的教學特點及教學團隊優勢，開展力學競賽的初賽、專項培訓、復賽等相關教學改革工作，并將學生的學習及參與情況納入專業學分方面的第二課堂考核。
六、結語
《工程力學》是“大土木”專業必修的一門專業基礎課，對于土木類學生后續專業課的學習及工作都具有重要的基礎作用。本文正是鑒于該門課程理論性強、課時有限、學習難度大等特點，提出從教學方法和手段、課程考核方式、實驗設計以及力學競賽等方面對該門課程的教學模式進行改革，最終形成了一套系統的教學和實驗綜合改革模式，該課程改革成果對于地方院校培養復合應用型人才將具有重要的意義和作用。
參考文獻：
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（淮安信息職業技術學院 江蘇 淮安 223003）
摘要：針對高職教育壓縮理論課時而教學內容并未減少的實際情況，將“工程力學”和“機械設計基礎”兩門課程的教學內容進行了優化整合。通過采用“并行”和“串聯”方式進行授課，及時將“工程力學”課程知識應用到后續“機械設計基礎”中，既節約了教學時數，又提高了教學效果。
關鍵詞 ：工程力學；機械設計基礎；課程優化整合；高職教學
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力學”是機械類專業的一門專業基礎課，研究工程構件最普通、最基本的受力、變形、破壞以及運動規律，為“機械原理”、“機械設計”等技術基礎課和一些專業后續課程的學習打下必要的基礎。原有“工程力學”課程內容包括理論力學和材料力學兩大知識模塊，“機械設計基礎”課程內容則包括機械原理和機械設計兩大知識模塊。現在我們將“工程力學”和“機械設計基礎”合并為一門“機械設計基礎”課程，其中力學部分分配了約20學時，機械設計基礎部分分配了約70學時（含6學時的實驗）。這不僅考驗教師的教學組織能力、授課方式及技巧，還考驗學生的接受能力。如何在教學時數大幅減少，而教學目標和教學內容幾乎沒有變化的情況下，把這門整合后的課程上好，對教育工作者帶來了很大挑戰。近十幾年來，筆者一直從事“工程力學”和“機械設計基礎”等課程的教學，熟悉相關知識點之間的銜接，針對學時減少等課程整合后的問題，試著對授課方法作了一些調整，對授課內容順序進行了優化整合，對相關知識點作并行講授，收到了理想的教學效果。
兩課程的教學內容分析
（一）工程力學
機械類專業的“工程力學”課程教學主要是為后續課程“機械設計基礎”服務的，機械設計中用到的設計理論都是源于工程力學中材料力學部分，而材料力學的學習又必須以理論力學為基礎，所以理論力學的靜力學概念和公理、受力分析、力系及平衡是機械設計的必備知識。材料力學中的材料力學基本概念、桿件變形基本形式、軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉變形、彎曲變形及彎扭組合變形這些內容，在機械設計中是必不可少的，所以這些內容也是必要的教學內容。
（二）機械設計基礎
“機械設計基礎”課程主要是培養學生學會機構原理分析、傳動參數計算及典型零件的設計或選用，為學習后續機械制造技術和機械制造工藝等專業課程進行必要的知識儲備。機構自由度、平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構、帶傳動、齒輪傳動、輪系、螺紋聯接和鍵聯軸、軸承等內容都是必須學習的知識點。
兩課程知識點的關聯性分析
（一）工程力學各知識點之間的關聯分析
“工程力學”課程各知識點之間是密切關聯的：（1）靜力學概念，這部分內容主要是對力學中相關名稱的規范性定義或描述，是力學工作的“語言”，它貫穿整個力學教學和學習過程，是后續力學課程各章節的基礎知識。（2）靜力學公理，揭示了作用在物體上各個力之間的內在規律，是前人總結出來的規律，學習它后可以對物體進行正確的受力分析。（3）受力分析，主要介紹構件的受力分析步驟及方法。受力分析貫穿工程力學的始終。教會學生進行正確受力分析技巧在工程力學教學中顯得尤為重要。（4）力系及平衡，這部分知識主要揭示在平衡狀態下，作用在物體上各作用力之間存在的內在聯系，為建立各個作用力之間的關系提供理論支持，進而可以利用平衡來分析和求解作用在物體上未知的力。它是我們由已知世界探索未知世界的連桿。（5）材料力學基本概念、桿件變形基本形式，是材料力學基礎知識，為我們研究材料變形、受力分析提供了方法。（6）軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉變形、彎曲變形及彎扭組合變形，揭示了工程中或機械中構件最基本的變形規律、強度校核和尺寸設計方法，是后期機械零件設計的理論依托。由以上分析可見，工程力學各部分知識點之間的關系如圖1所示。
（二）機械設計基礎各知識點之間的關聯分析
“機械設計基礎”課程各知識點之間是密切關聯的，共同構成一個有機的整體：（1）機構自由度是分析機構和機器運動情況的理論基礎。我們設計的機構或機器一定要按照人為設定的軌跡運動，既然這樣，大多數運動裝置設計時就要先進行自由度計算。若自由度和機構的主動件的數目相同，則該裝置就能按照設計的軌跡工作，否則該機構根本就不能動或運動過自由。（2）平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構是機器中常見的基本機構，復雜的機構和機器一般是由這些機構組成的。（3）帶傳動、齒輪傳動、輪系是機器中常見的傳動系統，設計機械時也要進行傳動系統的設計。（4）軸是機器中重要的零件。軸是用來支撐機器中回轉零件的，是整臺機器的核心。（5）軸承也是機器中重要的零件，它是用來支撐軸的，以保持軸的回轉精度。（6）聯接是介紹機器中零件之間最常見的聯接方法，在機器選用某一型號的此類聯接時要進行軸向拉伸、擠壓強度或扭轉強度計算。
所以，我們在教學過程中，通過設計一整臺機器將上述各知識點相互關聯起來，其相互關系如圖2所示。
（三）兩課程各部分知識點的關聯性分析
“工程力學”和“機械設計基礎”兩門課程之間，有許多知識點具有很強的關聯性：（1）“機械設計基礎”在進行機構自由度分析時，運動副的類型和工程力學中約束類型及性質有關聯。（2）平面連桿機構的識圖、連桿機構特性分析時壓力角和傳動角的確定和工程力學中的受力分析有關聯。（3）凸輪機構和間歇運動機構特性分析和工程力學中受力分析有關聯。（4）帶傳動、齒輪傳動、輪系的設計所依據的是工程力學的受力分析、力系及平衡、強度計算。（5）螺紋聯接和鍵聯接和工程力學中的受力分析、軸向拉伸與壓縮和剪切與擠壓強度計算密切相關。（6）軸設計要進行受力分析、扭轉強度設計及彎扭組合強度校核無不與工程力學相關。（7）軸承的失效分析是利用工程力學中的受力分析來進行的。
兩課程教學內容的優化整合
基于以上對每門課程各個知識點及兩課程之間各知識點關聯性的分析，將各部分內容按照圖3方式進行教學優化整合。
首先，以靜力學概念和公理作為基礎，將“工程力學”課程受力分析、力系及平衡兩部分知識點與“機械設計基礎”中機構自由度、平面連桿機構、凸輪機構及間歇運動機構知識并行到一起。學生先學習受力分析和力學及平衡部分知識，再學習機構自由度、平面連桿機構、凸輪機構和間歇運動機構等知識。
其次，因“機械設計基礎”中的聯接部分需要進行擠壓強度、剪切強度、軸向拉伸與壓縮強度計算或考慮彎曲變形和扭轉變形部分的知識，所以需要“工程力學”的軸向拉伸、剪切與擠壓、扭轉變形和彎曲變形等知識作為鋪墊。
再次，齒輪傳動、輪系及帶傳動需要以受力分析、強度理論、機構自由度、平面連桿機構等知識為基礎，所以應將這部分知識放到后面講授。
最后，軸及軸承用到力系及平衡、扭轉變形、彎曲變形、組合變形等知識，所以將這兩部分知識安排到組合變形后面學習比較合理。在講組合變形強度理論后就講授軸的知識會收到較好的應用效果。
優化整合教學與傳統教學效果比較（以我院機械制造與自動化專業為例）
機械設計基礎總教學時數90學時，其中力學部分占20學時，機械設計占70學時。傳統講授順序是先用20學時將力學內容全部先講完，然后再花70學時從機械設計原理講到機械零件設計。傳統教學方式，在實施過程中經常會出現以下情況，即講零件設計時用到的受力分析學生已經感覺很陌生，老師不得不又花時間將前面的知識點再請出復習一下。本來在這種教學方式下，教學時數就相對緊張。再經常花時間去溫故知識點，這就讓教學時數顯得更加吃緊。這種現象導致的結果就是老師不停的趕進度，學生來不及消化就匆匆學習新章節。
如講光滑接觸面約束時，大概10分鐘講授，20分鐘舉例，講這部分內容學生很容易理解和接受。但到后續機械設計課程中學習平面連桿機構傳力特性時，要用到這部分知識，這距離上次這部分內容學習間隔至少一個月了。學生已經對光滑接觸面約束力特點顯得很陌生了。那么老師就得先花大概5分鐘的時間去復習，然后用20分鐘左右去講壓力角和傳動角概念，接著再用30分鐘時間去舉例講授或練習各種平面連桿機構壓力角和傳動角的分析。共用時85分鐘。
經過優化組合后，光滑接觸面約束剛講完，就講平面連桿機構的壓力角和傳動角概念，大概需用時間25分鐘，然后就以平面連桿桿機構為例，練習光滑接觸面約束力的方向分析、壓力角和傳動角分析，大概用時35分鐘。這種方式共用時60分鐘。
通過比較，優化整合教學可節約25分鐘的教學時數。不僅如此，通過現學現用，學生做到了對知識點及時消化、吸收和應用。
這種優化整合式教學效果還可以從以下表格數據中得到啟發（以2011級制造專業1班和2班為例）。
由上表不難看出，優化整合不僅在教學時間上顯得寬裕，而且學生在課程堂上就能將學習內容消化吸收，及時應用，學習效果明顯優于傳統教學方式。
綜上所述，“工程力學”和“機械設計基礎”是緊密聯系的兩門課程，將各部分知識優化整合，不僅能節約教學時數，還能增強教學效果，為后續其他專業課程的教學奠定扎實的基礎。
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關鍵詞 工程力學 理論研究 發展趨勢
中圖分類號：U172 文獻標識碼：A
由于相關行業的發展與國民經濟和科學技術的發展同步，使得力學在其中多項技術的發展中起著重要的甚至是關鍵的作用。力學專業的畢業生既可以從事力學教育與研究工作，又可以從事與力學相關的機械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業的設計與研究工作，還可以從事數學、物理、化學、天文、地球或生命等基礎學科的教育與研究工作。從這個意義上講，力學專業培養人才的對口是非常寬的，社會對力學人才的需求也是很多的。
隨著力學學科的發展，在本世紀將產生一些新的學科結合點，如生物醫學工程、環境與資源、數字化信息等。經典力學與納米科技一起孕育了微納米力學將力學知識應用于生物領域產生了生物力學和仿生力學；這些都是近年來力學學科發展的亮點。可以預料，隨著社會的發展，力學學科與環境和人居工程等專業的學科交叉也將會進一步加強。
1工程力學研究方向
主要學習力學、數學基本理論和知識，受到必要的工程技能訓練，具有應用計算機和現代實驗技術手段解決與力學有關的工程問題的基本能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識與能力：
（1）具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；
（2）較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括固體力學、流體力學、電工與電子技術、市場經濟及企業管理等基礎知識；
（3）具有較強的解決與力學有關的工程技術問題的理論分析能力與實驗技能；
（4）具有較強的計算機和外語應用能力；
（5）具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。
主干學科：力學。主要課程：理論力學、材料力學、彈性力學、流體力學、結構力學、電工與電子技術、計算機基礎知識及程序設計。
2工程力學發展趨勢與學科交叉
（1）固體力學方面：
經典的連續介質力學的模型和體系可能被突破，它們可能將包括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及它們的演化，從而使復合材料的強化、韌化和功能化立足于科學的認識之上。固體力學的發展，必將推動科學和工程技術的巨大進步。
（2）流體力學方面：
為了盡可能多地開采地下油氣，需要深入研究滲流機理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機制。
化工流程的設計，很大程度上歸結為流體運動的計算問題。由于流動的復雜性，針對若干典型化工設備進行深入的研究，將為化工設計和生物技術產業化等提供新方法和基礎。而復雜流場計算需要各種計算方法和理論，必須發展新的計算機軟硬件，這就必須在計算流體力學上投入更大的力量。
（3）一般力學方面：
隨著技術的發展，諸如機器人、人造衛星和高速列車等等領域的發展，亟需解決多體系統的運動和控制、大尺度柔性部件和液體的運動穩定性、車輛與軌道作一個高度復雜非線性系統等的建模，求解理論和方法等的研究分析。
一般力學近來已經進入生物體運動的研究，例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。其研究結果可提供生物進化論方向的理性認識，也可為提高某些機構、機械的性能提供指導。
（4）力學與其他學科的交叉：
所為學科的交叉可分三類：學科內部不同分支交叉，例如流體彈性力學；兩種不同學科間的交叉，例如物理力學；兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。
交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合，它基于源學科又有區別，它的發展有利于發展新學科并促進源學科的發展。
20世紀力學已經與工程交叉產生了工程力學，與地學結合產生了地球流體力學，與生命科學和醫學結合產生了生物力學等等。
3工程力學學習技巧與方法
工程力學主要課題是研究材料的力學性能、結構的安全穩定性問題。所涉及材料的強度、結構的剛度及穩定性、疲勞斷裂問題。通過力學分析，確定材料是否安全以及安全系數，為工程設計等做基礎。先學好理論力學，學會在二維、三維情況下對物系正確的受力、力矩分析。然后逐漸掌握最基本的四種形式：軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉、彎曲。掌握好處理四種形式的分析方法，最后學會強度、剛度校核。其中最關鍵的是要能準確并正確的認知其受力狀況。
關鍵詞：工程力學
學習興趣
方法
對于中等職業技術學校機械類、土木工程類等專業，“工程力學”是一門非常重要的技術基礎課程，它在基礎課程和專業課程之間起橋梁作用，為專業設備的機械運動分析和構件強度分析提供必要的理論基礎。工程力學的概念、定理、公式較多，計算原理都比較復雜，理論抽象而難于理解，對于這樣的一門重要課程，高職生普遍的反映是看不懂也聽不懂，甚至有的學生對這門課感到厭倦和害怕，極少數聽得懂的學生也會覺得這門課很單調、枯燥，上課提不起精神，處于被動的學習狀態，即影響了教學效果，有使學生學起來比較吃力。因此，如何培養學生的學習興趣，激發學生學習的積極性和主動性，讓學生輕松學好工程力學，是工程力學教學的當務之急。
教學的過程應該緊緊圍繞調動學生主動性來進行。如何提高學生的學習興趣，是教師提高教學水平要研究解決的一個永恒的主題。高職生普遍對工程力學的學習興趣不高，其原因有如下幾點：1）隨著高校招生規模的擴大和高職院校處于自身規模擴張的需要，招的生源越來越多，學生入學分數也是越來越低，文化知識很不扎實，尤其是與后續工程力學有直接關系的數學和物理掌握得不好，部分生源是中職升高職，還有的文科報讀理工科的專業；2）工程力學作為短學時教程，要讓學生在短時間內對工程力學有較深的認識，有一定難度。雖然可以通過多媒體或通過實驗、下廠使學生熟悉生產流程，了解機械設計過程等，增加感性認識，但其效果畢竟有限；3）工程力學在傳統的教學體系中，基本上是專業課需要什么內容，工程力學就教什么。這雖然有助于本專業學生完成學業，但是另一方面， 由于學生對工程力學在工程實踐上的應用并不很了解，只能是老師教什么學生學什么，學生缺乏學習的主動性；4）學生通常對時髦學科比較感興趣，如現在多數學生對計算機、英語等較感興趣，要調整其興趣結構有一定難度；5）在“信息爆炸”的21世紀，各種信息層出不窮，往往使得學生興趣多元化，分散了學生的學習興趣。
因此，在工程力學的教學活動中，關鍵的問題是如何提高學生學習工程力學的興趣， 如能激發起學生的學習興趣，令學生興致勃勃地去鉆研學習，就會讓學生智慧的火花及時迸發出來。若是“牛不喝水強按頭”，學生便感到索然無味，自然提不起勁來，就會學得消極被動，效果必然不佳。
在教學中如何激發學生的學習興趣？結合本人的教學實踐，談談在工程力學教學中如何激發學生的學習興趣一些對策和方法。希望藉此能拋磚引玉，以利提高課堂教學質量。
一、建立良好的師生情感
建立新穎的師生關系，多關心他們的學習和生活，了解他們的思想動態、情感及成長規律，不斷調整教學方法和管理策略，才能主動地去激發學生的熱情，“愛生自能受生愛，師人方能為人師”。當學生的情感受傷或出現缺點、錯誤的時候，教師幫助學生學會如何認識、調整自己，對心理及時的疏導，會讓學生感受到老師對自己的關注、尊重、期待，學生也會認識到教師的認真負責，從而融洽師生關系，增強學生學習的動力。教學中要對全體學一視同仁，對不同層次、不同特點的學生分別施教，讓每個學生都能到學習上的成就感，讓他們也有一種愉快的心情，以激勵其學習工程力學的情感，借此建立起和睦親切的良好師生關系，從而起到由愛教師而喜歡他所教的這門學科的作用，創造最佳求知情境，引起學生學習的興趣。
二、結合實際，使學生認識到工程力學的重要性
在日常生活中有許多有趣的力學現象，通過對常見力學現象的分析，可以提高學生的感性認識，激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。利用生產實踐中的具體事例來講解工程力學的性質、任務及開設目的，讓學生明確工程力學為什么學，學什么，怎樣學。讓學生平時應注意觀察、積累和琢磨，才能生動形象、有說服力地把生活實例引入到力學教學的課堂中來。例如通過提問“為什么飛機能在天上飛？”“為什么軍艦能在海上航行？”來回答學生的疑問———“學習工程力學有什么用？”。從而使學生對工程力學這門課富有好奇心，他們從實用角度、從力學的廣泛應用和對其他學科的幫助上得到了學習動力，學習的積極性自然就產生了。
三、各種教學方法相輔助，使學生感受到工程力學的樂趣
1、啟發式教學
一個有利于學生生動活潑、主動發展的教學環境，能給學生提供充分的想象，從而促進學生積極主動的探索，激發他們的創新能力。創設問題情境，能激活學生的求知欲，喚起好奇心。例如：講授轉動慣量這一概念時，可以先讓學生回憶一下質量的概念。質量是平動物體慣性大小的度量，即同樣的力作用在不同質量的物體上，質量大的物體運動狀態改變就要慢一些，同樣，對于兩個不同的轉動物體，在相同力矩作用下，其運動狀態的改變與什么因素有關呢？這樣，就讓學生感到自己所學的知識還不能回答這一問題，渴望對新知識的了解。再如講扭轉時，提出直徑和長度相同而材料不同的軸，在相同的扭矩作用下，它們的最大切應力和扭轉角是否相同？為什么？通過創設情境，讓學生感受、啟發層層深入，幫助學生理解力學的概念。這樣就體現了以教師為主導，學生為主體的教學思想，既有利于培養學生分析和解決問題的能力，促進知識和技能的學習，又可以提高學生學習《工程力學》的濃厚興趣。
2、運用力學科學發展史開展教育，誘發學習興趣
教師在上課時要巧妙地設計教案，把力學科學史、科學家傳記和科學新成就介紹給學生，使學生對力學產生濃厚的興趣。如瓦特發明蒸汽機；茅以升造橋；阿基米德創立機械學和流體力學，發現杠桿定律和阿基米德定律；哥白尼創立日心說，寫下不朽著作《天體運行論》的故事等等。這樣可縮短學生和力學的距離，激發他們學習力學的興趣。其他再如亞運村的建設，葛洲壩工程和西部大開發等，更能激發學生學習的豪情壯志。
3、對比教學法
比如，材料力學中的圓軸扭轉和梁彎曲的橫截面上任意
點的應力公式，圓軸扭轉的應力計算公式是
，梁彎曲的應力計算公式是 。這兩個公式看似不同，但如果仔
細比較，就會發現：它們其實都是（剪、正）應力 = （扭、彎）矩∕點到軸的距離（中心軸、中性軸）（極）慣性矩 。在記憶時，首先記住它們相似的地方，再去記憶它們各自分類而出的屬性，就容易多了。
4、豐富教學方法和手段
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、演示教學法等，教師可以通過課件、掛圖、構件模型、實驗、計算機網絡、多媒體教學來演示結構或構件的受力和變形。
近年來科學技術迅猛發展，學生思維靈活多樣，面對學生的需求、時代的特點，教師應提高自己的專業素養，改善力學抽象、枯燥的負面特點，探討適合學生成長規律的多種教學方式，多方面發揮學生自主學習的潛能，激發學生的學習興趣，培養學生科學態度、創新意識和創新能力。
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關鍵詞：工程力學；施工臨時結構；檢算能力；職業崗位；課程開發
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）53-0231-02
一、引言
高等職業教育的人才培養目標具有職業性、應用性和實踐性[1]，高職課程是通過工作過程連接起來[2]的應用性知識體系。在分析傳統“學科本位”教學體系存在不足的基礎上，以“應用”為特點來組建能力本位的課程體系，理論教學以“必需、夠用”為度。工程力學是高職院校工科專業必修的技術基礎課程，是一門與力學和工程密切相關的課程。但市場對高職人才崗位職業能力要求的進一步提高，使得在傳統教學方式下工程力學課程的學習已經與之不適應，必須開發新課程來適應職業崗位對工程力學在實踐中的應用需求。《鐵路施工臨時結構檢算》課程就是在這種情形之下誕生的。
二、工程力學課程教學現狀
傳統的工程力學課程內容比較強調作為一門獨立學科的知識系統性與完整性，較為輕視工程力學的技術實用價值。工程力學教學存在著學科化的傾向，與工程實踐聯系不夠緊密，缺乏針對具體專業的培養目標和學生的職業崗位而編制的內容，作為工程分析的重要工具沒有充分體現出來。進入高職學習的學生，因為學習基礎不好以及工程背景知識的不足導致有些學習障礙。按照傳統的學科方式教學，學生很難把具體的工程結構抽象為力學計算簡圖而進行受力分析，不會自動聯系實際解決問題。現有的工程力學教學不夠重視工程意識的培養，也缺乏系統的工程意識訓練。工程力學不僅是為后續課程服務的，而且應該是去解決工程實際問題的。
三、新開發課程的優勢
1.工程意識的培養。工程意識是人在分析、處理工程實際問題時持有的思想觀點。它是人主觀能動地把從客觀現實中得到的思想理念有目的、有預見地來指導自己的行動。具備工程意識對于指導工程實踐、解決工程問題具有十分重要的意義。《鐵路施工臨時結構檢算》課程的教學內容具有深刻的工程背景，新課程的教學能使學生訓練和積累工程意識，并逐漸牢固樹立起這種工程意識，工程意識的培養是新課程教學的一項重要任務。新課程教學有選擇地分析實際工程案例，在保證安全性和經濟性的前提下，講解結構構件檢算的強度、剛度和穩定性要求，更重視學生使用理論的結論來解決工程實際問題的能力，淡化力學公式化的理論推導過程。為避免學科化的傾向，教材編寫采用工程檢算案例，提高學生在生產實際中對工程力學的應用能力，有針對性地培養學生的職業能力。
2.力學建模能力的培養。在傳統工程力學的教學中，直接按照力學模型講授理論的應用，忽略了從工程問題中抽象出力學模型的環節，與實踐應用脫節，不利于學生的應用能力培養。新課程教學體現了力學建模，它是把工程實際與力學理論結合起來的必要環節，在教學中強化了這個能力的培養。力學理論是對工程實際應用規律的描述，學生理解力學理論的必要過程就是力學建模，這個建模過程可使學生加深對理論本質的理解。力學建模的基本要求，就是要把握理論核心，抓住在應用中的主要因素，剔除次要因素。
3.軟件應用能力的培養。傳統的高職工程力學的討論對象多是一些基本桿件（構件）或其組成的簡單系統。單調、枯燥、抽象地教學講解會使學生很難理解桿件的變形形式、約束與荷載的簡化以及應力分布的規律，他們很快會失去對工程力學課程的興趣。數值模擬軟件（Ansys、Midas civil）在新課程教學中的使用可使學生對力學計算產生濃厚的學習興趣，降低學習難度，使教學內容更加豐富生動，提高學生結構分析的能力。數值模擬軟件前處理模塊建模具有簡單、形象、直觀的特點，有利于結構的感性認識；求解模塊避免了高職學生不擅長的數學演算過程及對復雜力學原理的理解；后處理模塊能以彩色云圖的方式顯示內力圖與撓度圖，還能以動畫方式顯示結構在荷載作用下變形的整個過程，會使得教學更加生動活潑。數值模擬軟件的使用可以彌補高職學生數學基礎較差的短板，可以不必過度關注力學計算的機理與過程而重視計算結果的應用。數值模擬軟件可以開拓學生的空間想象能力，加深工程背景的理解，在工程結構檢算案例中的應用更能促進提高解決工程實際問題的能力。學生將來在職業崗位上要面對一些更為復雜的工程結構，強大的數值模擬軟件能夠培養學生良好的工程意識，為提高學生的職業行動能力做好準備。
四、新開發課程的設置
今天鐵路、公路、市政工程建設的快速發展帶來了各種各樣的結構形式，施工中的臨時結構形式也呈現出多樣性，施工技術難度與經濟投入也逐漸加大。工程結構施工應包括選擇施工方法，進行必要的施工檢算。在施工過程中，臨時性結構的設計制作對保證施工安全和質量上具有重要意義，同時也是施工過程中必須考慮的重要問題。在設計施工臨時結構時，不僅要考慮結構的使用要求，而且要考慮結構的受力要求，即施工臨時結構必須滿足強度、剛度和穩定性的要求。在提高資源利用率、降低施工成本方面，施工企業對臨時結構設計方案的優化比選是一條十分有效的途徑，對企業管理和經濟效益都具有重大的現實意義。按照高職的教學要求，要體現出工程力學的技術實用價值，培養學生的技術應用能力，因此在鐵道工程技術專業拓展學習領域課程中，開發了《鐵路施工臨時結構檢算》課程來培養施工臨時結構的檢算能力，探索如何在工程力學理論知識的內化過程中，實現工程力學應用的實踐性和職業性。《鐵路施工臨時結構檢算》采用基于施工臨時結構檢算工作過程的課程開發思路，引入相關的行業規范和技術標準，以施工檢算項目為載體創設學習項目，將教學內容構建為4個學習項目，并緊緊圍繞工作任務選擇教學內容，設計教學活動。以技術員、施工員等技術崗位為教學對象，積極推行項目導向、任務驅動等行動導向的教學模式，學生通過學習過程提升工作崗位所需的職業能力。
1.學習項目。《鐵路施工臨時結構檢算》的工作過程轉化為以下四個學習項目（總課時42學時）：工程模板檢算（12學時）、支架常備式構件檢算（12學時）、預應力砼構件預制臺座檢算（12學時）、懸澆掛籃墩梁臨時固結檢算（6學時）。
2.教學設計。現以《鐵路施工臨時結構檢算》四個學習項目之一“工程模板檢算”為例，展示其課程教學設計如下（表1）。
《鐵路施工臨時結構檢算》課程實訓項目有：模板支架檢算、貝雷架及碗扣式支架檢算、張拉臺座檢算，均為4課時，在鐵道工程專業軟件實訓中心進行。
五、結語
高職課程《鐵路施工臨時結構檢算》以“應用”為特點來設置能力本位，從學習項目、學習目標、學習內容、學習任務設計的角度來體現“能力本位”這個改革核心，是對傳統工程力學的拓展與升華，是高職教育人才培養目標所具有的職業性、應用性和實踐性的探索結果，體現了具有從事專業實際工作的職業能力的人才規格要求，適應了職業崗位對工程力學在實踐中的應用需求，在我校的實際教學中取得了一些效果。如何繼續優化課程教學內容和積極探索有效的教學方法和手段是我們下一步努力的目標。
參考文獻：
關鍵詞：工程力學 軟件輔助 MDSolids
1、工程力學課程現狀
工程力學是工科院校一門重要且理論性較強的技術基礎課，在工科各專業的教學計劃中都占有重要地位[1]。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計算提供必要的理論基礎。力學中涉及許多復雜的內力計算問題及作圖問題，對于沒有實踐經驗的學生來講，學習這門課程有很大的難度。
獨立學院學生整體素質偏差，特別是計算分析能力。工程力學課程偏重于理論知識、計算量大、概念多，內容較為抽象、枯燥，學生普遍不愿學，但又不得不學。基本上還是采用黑板+粉筆的教學方式，對于力學分析計算還是通過手工計算，這種教學方式枯燥、繁瑣，學習興趣不高，教學效果也不理想。傳統教與學的模式已經遠遠不能適應獨立學院服務應用型人才培養。
2、軟件輔助在工程力學教學中的作用
力學軟件的發展改變力學課程的教學方法，推動教學改革。學生利用力學軟件進行自主學習和探索，教師利用軟件技術進行教學方法研究和探索，將計算機技術作為一種工具，提高教與學的效率，改善教與學的環境，改變傳統的教學模式。軟件輔助教學提高課堂教學效果、節約板書 時間，加大課堂信息量，能達到課本文字達不到的直觀、動態效果，使難以理解的抽象理論形象化、生動化。教師的任務恰恰是要將這門課程獨有的難點和特點分解到每個章節，利用力學學軟件開發一些演示課件，尋找有趣的教學案例，激發學生的興趣。
MDSolids力學問題求解器有強大的科學計算機數據處理能力及圖形處理功能。在工程力學的教學中，運用MDSolids解決力學計算和作圖問題，使計算和作圖問題變得簡單化，高效化。這對提高學生的科學素質和培養學生的計算機應用能力以及學好
后續課程都具有重要的意義[3]。
3、軟件輔助教學條件
獨立學院是按照新模式設立的高等院校，新建教室多為現代化的多媒體教室，計算機軟件和硬件環境完善，可為軟件輔助的工程力學課程教學提供良好環境。工程力學課程桁架計算、截面幾何性質彎曲內力分析、應力分析等復雜計算均可采用軟件輔助教學。MDSolids是一款力學求解計算工具軟件，其所帶的模塊幾乎囊括了諸如桁架計算、軸向拉伸壓縮計算、扭轉、彎曲分析、組合變形、壓桿穩定、截面幾何性質、應力分析等力學的所有領域，且分析計算流程簡單方便。將MDSolids 引入教學后，數據處理數值計算變得輕而易舉，可集中精力講處理問題的思想方法，極大提高教學效率。
4、典型案例
4.1桁架內力分析
在MDSolids中建立模型，添加約束和施加載荷后，點擊compute，計算結果如下：
從圖2中可以看出各個桿的內力及約束反力，在各個桿中間數字表示內力大小，括號里面C表示桿受壓，T表示桿受拉。
4.2曲內力分析
例2：圖3外延梁，已知P=20kN，w1=10kN/m，M1=40kNm，a=1m，b=4m。試畫出剪力圖、彎矩圖。
在MDSolids中選擇外伸梁，添加約束和施加載荷后得到計算分析模型圖3點擊compute，計算結果如圖4-5，最大剪力25kN，最大彎矩31.25kNm。
5、結束語
在當前計算機輔助教學、信息技術融合等成為新的教學模式，工程力學的學習中引入MDSolids語言并不影響學生對力學基本概念、基本理論及基本方法的理解和掌握，相反地，它可以簡化教學過程中繁瑣的計算和繪圖，使原本比較抽象的問題更加形象化，提高了學生的實踐能力和學習興趣。進一步，工程力學類課程中引入MDSolids不僅可以提高教學質量，強工程應用實踐能力。
基金項目：院級教改項目（2010JGY04）
參考文獻：
論文摘要： 近幾年，隨著獨立學院的崛起和發展，使得進入獨立學院就讀的學生人數急劇增加，各個獨立院校面臨著規模迅速膨脹，生源素質參差不齊的現象，給教學質量帶來嚴峻挑戰。其中工程力學課程的開設也就面臨新的挑戰。
工程力學是一門理論嚴謹、推理嚴密而又廣泛聯系工程實際的一門學科，是現代工程技術的基礎理論。它是我校光電專業、金屬材料專業、高分子專業和工業設計專業的必修課程，是一門理論性較強的專業基礎課程。該課程培養學生抽象化能力、邏輯思維能力、計算能力以及利用工程力學的基本理論和方法去分析和解決一些簡單的工程實際問題的能力，為學習機械原理、彈性力學、流體力學等一系列后續課程打下堅實的理論基礎【1-3】。我校作為獨立學院為確保本課程的教學質量，在課程建設上對其進行了一些改革，并取得了一定成效。
一、教學方法的改革
工程力學課程的教學相對比較枯燥傳統的板書對于復雜圖形的講解很困難，采用多媒體教學可以通過精美的課件，引入生動的動畫，不僅吸引學生的注意力，還可以提高課堂教學效果，增大課堂容量。多媒體課件的信息量大，授課內容形象直觀，可以節約教學時間，增加對教學內容的講解，在一定程度上解決了課時少內容多的問題。在使用多媒體教學中，教師要注意以下幾點：
（一）學生是教學行為中的主體
教師的目標不是把課講好，而是讓學生學好。為此教師要有意識地引導學生主動地去獲取知識，而不僅僅是將知識通過各種渠道灌輸給學生。在多媒體教學中，常常會出現教師不停播放課件，邊播放邊照本宣科地讀課件，大部分學生聽得則是昏昏欲睡。在工程力學課堂教學中，提倡老師將板書、肢體語言等多種手段與課件播放相結合真正實現“多種媒體”的綜合運用。
（二）教師要制作富有個性化的課件
使用多媒體教學時，教師應制作適合自己的課件。雖然有現成的課件可以使用，但再精美的課件不一定適合自己。通過教師自己制作課件，可以充分調動教師的積極性，同時保留每位教師的風格和特色。教師在授課和制作課件的過程中，要充分考慮學生思考和做筆記的時間，要盡量使課件思路敏捷，文字簡潔。同時，教師平時要注意素材收集，方便靈活應用。作為教師應是上課之前要備好課件，下課之后還要根據上課的情況不斷完善和補充課件精益求精。這樣的反復過程，不但提高了課件的質量，而且對教學質量的提高。
（三）要提倡學生做筆記
在近幾年的教學中，發現記筆記的學生越來越少，這樣做的結果只能是在老師講解的過程中，學生能聽得懂，但在課下無從下手復習。記筆記時應該對講課的重點內容做記錄，對老師強調的難點和不易掌握的內容要記錄。至于基本的概念在教材中直接做標記即可。在利用多媒體上課時，老師不應該只局限于三尺講臺，可以走到學生中間，與學生面對面進行交流。在屏幕顯示中要經常穿插一些其它的教學方式，如板書、課堂討論、習題等，使學生能得到適當休息，輕松愉快地獲取知識。
二、工程力學課程考試的改革
基于工程力學課程通過教學培養邏輯推理能力、分析問題和解決問題的綜合應用能力、自學和創新能力的目的，考試的形式可以使多種多樣的，例如論文、開卷考試、階段測試、試驗和實地考察、答辯、專題討論、口頭演示、同學評價、圖片演示、設計、制圖或模型、個人研究項目、小組研究項目、自評、資料分析、書評、課堂表現、實習和社會實踐筆記或日記、口試以及閉卷口試等。
（一）小組研究項目
用力學知識解決實際問題是每一個老師講課時都會講到的內容，當課程講到一半或快結束時，就可以出個實際問題讓學生以小組為單位進行調研、建模、計算編寫研究報告等，因為學生的時間有限，這類題目不宜過大，給學生的時間大約是1個月左右，老師定期指導，才能夠保證質量。
（二）論文
對于工程力學中比較新的問題，可以采取讓學生編寫小論文的形式結課，以實際工程為背景選擇問題，學生需要使用多種交流手段(如社會調查、上網、去圖書館、走訪、實驗等)收集大量的信息并進行歸納、分析，還可以自行設計并實施解決問題的方案，記錄試驗、調查和資料收集篩選的結果，注重學生自我積累考核證據，甚至是可以采用綜述性質的論文，讓學生通過學習了解某個問題的研究前沿。為保證考核的準確性，要求教師對每次課業和每次課內外活動都要給出明確的等級評判標準。 （三）期末考試采用多種方式結合
在對工科各類專業學生所授《工程力學》課程的教學過程中，我們采取了相對靈活多樣的考試方式和評價方法。首先把該課程分為理論教學、實驗教學和實際案例分析三個環節來進行，每個環節上都有不同的考試方式和評價辦法。理論教學多采用筆試考試方式實驗教學多采用實驗操作演示及實驗報告考試方式；實例分析多采用論文和答辯考試方式等。過程考試與集中考試相結合，增加平時成績在總成績中的比重，學生在學習過程中的每次過程化考核成績累加起來，算作學生的平時成績。學生最后成績的得出，按照平時成績30-50%，期末集中考試成績50-70%算。隨著考試條件和手段的進一步改善，可加大平時成績在總成績中的比重。
三、師資隊伍的建設
（一）規范教學過程
工程力學課程建設要做到目標明確，教學要求規范，課程內容統一，教學大綱符合標準化、現代化要求。按照我校工程力學課程的任務及其在專業教學計劃中的地位，制定出了符合我校特色和適應各專業教學目標要求的完整的、規范的工程力學教學大綱。并結合我校工程力學的教學狀況，制定了工程力學課程建設的長遠規劃、工程力學教學規范，從教學大綱、進程計劃、教案、講授、批改作業、命題、考試等全過程實行全方位把關，保證教學各個環節規范合理，有效保證了教學質量的穩步提高。
（二）采用啟發式、討論式教學方法
工程力學實現由單純傳授知識到重視培養能力的轉變，在教學方法上采用啟發式、討論式，使課堂成為學生智能培養的舞臺，營造生動活潑、師生互動的課堂氛圍，充分發揮教師的主動性，加強互動，調動學生主動思維、積極思考。強化基礎，突出重點，注重基本概念、基本理論的理解和掌握，加強習題訓練，提高學生分析問題和解決問題的能力。這不僅要求教師在課堂上通過互動、啟發和學生溝通交流，還要給學生生留下思考的空間，充分發揮教師的主導作用，才能收到良好的教學效果。
（三）堅持精講精練，提高學習的主動性和積極性
在教學過程中，應該貫徹“少而精”的原則，精心選擇教學內容，改變過去多而不細的方法，將一些最重要和最基本的概念、理論和分析方法教給學生，并通過必要的基本訓練幫助學生理解和掌握，為發揮其創造性留足時間和空間。教學的重點內容是關鍵所在，教師講解的應當是各章節的主干內容，著重講“提出問題、分析問題、解決問題的基本思路、主要途徑和轉化條件”。而對一般內容或者比較簡單的章節則可稍加指點。次要的、煩瑣的內容少講或不講。課程的理論部分精講，例題僅講解題思路，同時在課堂上可以舉一些生產和生活實踐中的定性例子，也可以引入一些工程應用的具體實例等信息，突出工程概念的培養和力學在工程實際中的應用。由于學時減少，不能用大量時間來多練，因此，力爭做到少而精。
四、結語
通過一年的課程建設，我們在課程體系、教學方法等方面進行了大量改革，取得了明顯效果。下一步還需對工程力學課程建設不斷探索、實踐和完善，力爭使工程力學課程建設上一個新的臺階，盡早建設成為我校精品課程。
參考文獻：
[1] 趙芳枝.以大學考試改革促進創新人才培養[J].北京理工大學學報，2007.1.
