雷 歌 孫文福

（三亞學院，三亞 572022）

應用型高校工程力學課程教學改革研究

雷 歌 孫文福

（三亞學院，三亞 572022）

本文以“應用型人才培養(yǎng)”為目標，針對現(xiàn)有工程力學教學中的不足，探索工程力學課程教學的新模式。在組織教學內容時要做到與時俱進，并注意聯(lián)系專業(yè)實際。選擇教學方式時，要注意貼合課程內容，并善于調動學生的積極性。實施教學過程中，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，適當引入CAE技術，積極鼓勵師生進企業(yè)實習，多管齊下，提高學生的工程意識和行業(yè)競爭力。

應用型高校；工程力學；課程教學；教學改革

一、引言

隨著市場經濟的繁榮，眾多應用型本科院校應運而生，我校已在“十三五”發(fā)展規(guī)劃中明確提出將學校建設成為特色鮮明的高水平應用型民辦大學。在教學中應配合學校的規(guī)劃，重新確立課程的知識目標、能力目標和素質目標，尤其應注重培養(yǎng)學生的知識應用能力、動手實踐能力以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。為了順應新形勢的發(fā)展，本人針對學校車輛工程這一特色專業(yè)所開設的工程力學課程進行改革并對新教學模式展開研究。

工程力學課程是車輛工程專業(yè)一門重要的基礎課，對后續(xù)專業(yè)課學習起到承前啟后的橋梁作用。開設這門課的目的是希望學生學會應用本課程的理論分析方法解決一些簡單的工程實際問題；同時結合本課程的特點，培養(yǎng)學生科學的思維方式和正確的世界觀，使學生在分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實際及創(chuàng)新等方面的能力得到訓練和提高。

二、當前工程力學教學中的不足

1.教學內容陳舊

工程力學教學內容比較經典，各教材差異不大。但是力學知識發(fā)展速度很快，新的現(xiàn)象、理論、方法、計算技術日新月異，特別是利用計算機解決大型、復雜的工程問題發(fā)展迅速，那么工程力學課程內容就需要與時俱進。

2.課堂氛圍沉悶

以往教師在工程力學課程教學中多以講解授課為主，學生的積極性沒有被充分調動起來。由于學生基礎參差不齊，一旦有聽不懂的知識，就會跟不上老師的進度，導致學生自信心受挫，從而產生厭學情緒，對課程提不起興趣，課堂氣氛沉悶。這種以“老師為中心”的教學模式，師生互動效果不良，既不利于老師及時了解學生的掌握程度，也不利于學生主動性的發(fā)揮，尤其與培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才這一目標大相徑庭。顯而易見，以學生主動學習為主，教師引導學生為輔的教學模式勢在必行。

3.教學手段落后

現(xiàn)在工程力學授課基本上是多媒體課件與板書配合的方式。采用多媒體課件，能夠擴大課堂信息量，提高學生學習興趣和學習效果，而板書能夠幫助學生理清知識點脈絡，將課堂知識深入理解記憶。尤其在例題講解的時候，板書的應用更能達到理想的指導效果。這兩種方式結合的教學方法在教授理論知識的時候非常合適，但在教授工程實例及工程力學在生活中應用時就捉襟見肘了。工程力學課程與工程實際聯(lián)系緊密，培養(yǎng)學生將工程力學理論知識應用到工程實際中去是本課程的直接目的，所以應積極尋找新的教學方法培養(yǎng)學生的知識應用能力以及創(chuàng)新能力。

三、工程力學教學改革探索

1.革新教育思想，更新教學內容

組織教學內容要與時俱進，可在緒論部分、有關章節(jié)引言部分適當介紹工程力學的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[1]。用淺顯的語言和生動的實例介紹工程力學的最新研究成果、研究動態(tài)和展望，擴大學生的知識面，提高學生對工程力學課程的興趣，增強他們對探索未來的求知欲。

工程力學課程是我校車輛工程專業(yè)一門重要的基礎課，所以在組織教學內容時要注意聯(lián)系專業(yè)實際，例如在講靜力學部分幾大約束類型時，可以結合發(fā)動機的汽缸、活塞、連桿和曲軸分析各約束類型；進行力偶理論部分教學時，可應用轉動方向盤現(xiàn)象，以及在金工實習時中用絲錐攻螺紋原理幫助學生理解力偶；在介紹材料力學部分的扭轉變形時，可以汽車的主傳動軸為例，大家都明白汽車主傳動軸實現(xiàn)把發(fā)動機輸出的力矩傳遞給驅動輪，它主要的變形方式是扭轉變形。通過分析等截面圓軸，其最大切應力出現(xiàn)在承受扭矩最大的橫截面上的最外圈，顯而易見，橫截面中心部分承受的切應力很小，可知這部分材料沒有得到充分利用，所以工程上常將軸做成空心軸。既可以保證了強度，又節(jié)約了材料，并且很輕便[2]。

2.采用靈活多變的教學手段

工程力學這門課程被安排在大二第一學期，學生在學習這門課程之前還沒有完成相關實踐性課程的學習，所以很多學生反應在學這門課程時會感到吃力。鑒于課程內容中會涉及到一些難以理解的結構，在講解新知識的時候應列舉一些比較熟悉的實物結構，或者通過引入工程動圖，動畫的方式增強學生的感性認識，從而加深對理論的理解。

為培養(yǎng)學生的工程應用能力，課堂上多采用工程實例以及生活中的力學問題作為案例。在工程案例的講授中，可采用啟發(fā)式，培養(yǎng)學生善于設問、積極分析、勇于解決問題的能力。通過介紹工程實例，使理論與實際充分融合，互為補充，這種教學方法貼合生活實際學生接受起來容易，教學效率明顯提高[3]。

在教學時注重課堂教學的整體設計，通過引入真實工程項目引出任務，引導學生建立力學模型并綜合獨立分散的知識點直到最終解決實際問題，這樣從提出問題，尋求解決方法，選擇實施方案，到得到結果整個過程全程參與，從而掌握完成工程任務必要的知識[4]。

3.注重培養(yǎng)學生的自主學習能力

在開學之初就讓學生思考怎樣學好工程力學這門課，并寫出自己的學習計劃，讓學生能夠主動思考，自主安排自己的學習計劃，并監(jiān)督學生完成。

定時檢查學生的預習情況，每位同學需要把學習時遇到的問題以及解決的方法進行總結，鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

教學過程中不斷安排課堂提問和不失時機的進行啟發(fā)思維，師生互動，讓學生參與交流、分享觀點，對于復雜的問題采用分組討論方式進行解答，并組織學生進行總結和歸納。同學在辯論之后，能清楚地明白基礎理論，加深對知識點的理解。這種方法能夠促使學生交流見解，同時分配組員時兼顧不同層次學生，爭取使每位學生都能有所收獲。

在習題講解部分，適當采用學生走上講臺解題的方法，檢查學生知識掌握情況，并鍛煉學生的表達能力。

4.引入CAE技術

隨著計算機技術的發(fā)展，工程裝備的設計和機械結構的分析中都離不開計算機技術的支持，應用CAE軟件對解決復雜工程結構的力學問題具有重要意義[2]。引入CAE技術可以為學生解決工程問題提供一種新思路，例如，在材料力學的教學中，進行理論求解外伸梁的剪力和彎矩之后，可以利用ANSYS軟件建立梁的力學模型，進行求解，得到梁在不同位置的變形情況以及應力、應變情況。圖1所示為外伸梁的結構及受載示意圖，在進行外伸梁受力分析時，通過有限元分析軟件ANSYS，建立梁的三維模型，施加相應的約束類型和集中力、力偶等載荷。圖2所示為外伸梁力學仿真模型。完成求解計算，得到結果。圖3所示為梁沿Y方向的變形云圖，利用軟件的三維可視性，直觀顯示外伸梁在相應受力及約束條件下不同位置的變形情況。這種交互式的體驗方法，可以激發(fā)學生的興趣，加深對理論知識的掌握和理解。圖4所示，為應用ANSYS軟件繪制梁的剪力圖，圖5為應用ANSYS軟件繪制梁的彎矩圖，也可同理論結果相對比，驗證理論結果的正確性。

圖1 外伸梁的結構及受載示意圖

圖2 外伸梁力學仿真模型

圖3 外伸梁Y方向變形云圖

圖4 ANSYS求解剪力圖

圖5 ANSYS求解彎矩圖

5.鼓勵師生進企業(yè)實習

學校由汽車企業(yè)出資辦校，采用校企聯(lián)合育人的培養(yǎng)模式，所以車輛工程專業(yè)具有得天獨厚的資源優(yōu)勢，因為我校教師和學生可以利用寒暑假時間去汽車企業(yè)參觀和實習，并能得到工廠的專業(yè)培訓，還能近距離接觸生產線，親眼目睹汽車的生產過程。師生通過體驗企業(yè)的生產模式，從而真正參與到汽車制造中去，拓寬教師和學生知識面，提升學生的行業(yè)認知和就業(yè)競爭力。

進企業(yè)實習給學生提供了將所學理論知識應用到實踐中去的途徑，可以提高學生的知識應用能力。同時學生在實踐中可以發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題進而提高自己的創(chuàng)新能力。對于解決不了的問題，可以通過在校繼續(xù)學習研究，解決自己的疑惑，從而發(fā)揮學生的主觀能動性，激勵學生的興趣[5]。

只有了解市場的需求才能培養(yǎng)出社會真正需要的人才，走進企業(yè)有助于教師了解社會的需求，及時調整教學目標和教學內容，并有效提高教師的專業(yè)能力，促使教師不斷學習新知識，掌握新技能，保持與社會發(fā)展同步。

四、結論

本文以“應用型人才培養(yǎng)”為目標，針對現(xiàn)有工程力學教學中的不足，探索工程力學課程教學的新模式，提出了工程力學課程教學改革的一些策略。在組織教學內容時要做到與時俱進，及時更新學科前沿知識和技術，并注意聯(lián)系專業(yè)實際。選擇教學方式時，要注意貼合課程內容，并善于調動學生的積極性。實施教學過程中，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，適當引入CAE技術，積極鼓勵師生進企業(yè)實習等，多管齊下，提高學生的工程意識和行業(yè)競爭力。在教學過程中，不僅要教給學生必要的基礎理論知識，還要注重培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際能力、自主學習能力，讓學生學會學習，善于應用，樂于創(chuàng)新，這就是教學的目標，也是衡量教學質量的標準。

[1]夏平，毛文貴，卿上樂.應用型本科工程力學課程教學改革研究[J].湖南工程學院學報，2010，20（1）：101-103.

[2]徐鵬，關學鋒.應用現(xiàn)代教育技術深化材料力學教學改革研究[J].中北大學學報（社會科學版），2005，21（3）：94-95.

[3]段潔利，盧玉華，嚴慕容，等.工程力學教學方法的創(chuàng)新探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011（7）：56-57，60.

[4]陳麗華.工程力學教學改革的探索與實踐[J].沈陽工程學院學報 （社會科學版），2007，3（3）：434-435.

[5]劉靜，周曉玲，汪中厚.淺談工程力學教學中實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].上海理工大學學報（社會科學版），2013，35（2）：177-180.

Reforming the Engineering Mechanics Course in Application Oriented Universities

LEI Ge,SUN Wenfu
（Sanya University,Sanya 572022,China）

This paper discusses the new mode of engineering mechanics course teaching,aimed at solving the problems in the existing teaching methods and encouraging “applied talents training”.The teaching content should be updated and the attention should be paid to professional practice.Teaching methods should be based on the course content and be good at mobilizing students’enthusiasm.The process of teaching should be focused on cultivating students’autonomous learning.Teachers and students can make good use of CAE technology and go to a factory so as to help the students to put their knowledge into practice.Using the above methods,we can possibly improve the students'engineering consciousness and competitive abilities.

application oriented university;engineering mechanics;course teaching;educational reform

G642.0

雷歌（1987—），女，助教，研究方向：機械設備結構設計及性能。

2015年度海南省高等學校教育教學改革研究項目（Hnjg2015-63）。

姚歆燁）