摘要：分析目前工程力學教學中存在的問題，為提高學生綜合素質，在加強理論教學與實踐應用的相互滲透、強化學生的科學思維能力培養(yǎng)、工程事故案例分析等多個方面進行了有益探索，提出了工程力學教學過程中實施素質教育的具體方案。

關鍵詞：工程力學；素質教育；工程能力

中圖分類號：文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）06006103工程力學是機械、土建等工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，通過該課程的學習培養(yǎng)學生的工程能力，提高綜合素質。

一、工程力學課程教學中存在的問題

其一，雖然強調工程力學課程為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎，但不重視課程本身與實踐的聯(lián)系。由于教材忽視理論與工程實際之間聯(lián)系，如果教師僅按照教材講授，會顯得機械和枯燥，學生在學習時就容易把它看作是一門抽象難懂的理論課程。理論與工程實際脫節(jié)，難以激發(fā)學生的學習興趣。

其二，課程教學以傳授知識為教學目標，學生片面地認為只要會做題就行，忽視課程本身對學生綜合素質的培養(yǎng)。

其三，“填鴨式”教學方法忽視了學生的主觀能動性，在引導學生主動參與教學、主動探索和思維訓練方面有較大的缺陷，不利于學生綜合素質的提高。

其四，工程力學教材在內(nèi)容體系上將理論力學與材料力學兩部分內(nèi)容截然分開。材料力學按照桿件的拉壓、剪切、扭轉、彎曲4種基本變形分別獨立地介紹。這樣的編排作為教材內(nèi)容體系無可厚非，但教學時如果照本宣科，一味孤立地研究某一問題，零散知識點的學習將使學生難以從整體上把握工程力學的全貌，不能形成知識體系，更何況利用工程力學的知識去解決工程實際問題。

工程力學對學生的情感態(tài)度、價值觀念、工作作風以及綜合素質都有著極為重要的影響。在教學過程中，教師要不失時機地引導學生體會工程力學給自己帶來的自尊和自信，感悟工程力學給自己帶來的智慧和啟迪，享受工程力學帶來的使自己終生受益的良好習慣，通過工程力學學習提高綜合素質。因此，在工程力學課程教學全過程實施素質教育策略，必須改變過去只重視傳授知識和技能卻忽視素質培養(yǎng)的做法，探索工程力學課程素質教育的具體實施方案，有意識地加強對學生人文素質、科學素質和工程能力培養(yǎng)，提高學生綜合素質，為學生今后的學習、工作奠定良好的基礎。學生素質教育與能力培養(yǎng)是一項龐大而艱巨的系統(tǒng)工程，工程力學對提高學生的綜合能力和素質是相當重要的［1］。

近年來，項目組從對學生工程能力和綜合素質培養(yǎng)的角度出發(fā)，結合實際的教學工作，對工程力學課程素質教育的具體實施進行了有益的嘗試。

二、通過創(chuàng)設教學情境加強理論教學與實踐應用的相互滲透

工科專業(yè)應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，首先要增強學生的實踐意識和工程意識。在人才培養(yǎng)過程中應特別注意學生工程能力的培養(yǎng)和訓練，在加強基礎理論教學，拓寬學生知識面，為學生打下寬厚的工程力學理論基礎的同時，加強基礎理論的應用，把知識的應用滲透到教學的全過程。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

嚴慕容，等工程力學課程素質教育探索與實踐

由于目前國內(nèi)大部分的工程力學教材關于工程實例的內(nèi)容不多，幾乎所有的例題和習題均是針對已經(jīng)簡化好的常見幾種標準的約束類型和桿、梁、軸、柱等模型，學生感覺課堂理論與工程實踐脫節(jié)。因此，在講授理論知識的同時應盡可能創(chuàng)設與工程實際相近的教學情境，將抽象的理論與具體的工程實例結合講授，使學生感受到工程力學知識在工程實際中的重要作用，體會到所學課程的價值，并有效地激發(fā)學生的求知欲，提高課堂教學效果。如在學習了工程上常見的標準約束類型及約束反力之后，介紹工程實際中真實約束的構造和作用，并要求學生在課后觀察分析生活和工程實際中各種具體約束，并把它與常見的標準約束類型歸類，使學生理解約束這一抽象概念。又如在講授彎曲強度理論中關于合理截面、合理支承、等強度梁等概念前，要求課前觀察實際工程中承受彎曲構件的截面形狀、放置方式，并思考：“在截面積相等的前提下，圓管較實心桿在抗彎強度上有何優(yōu)點？吊運長桿狀構件時，其合理的吊點是否應設置在兩端？扁擔合理的截面形狀變化是什么？”問題的設置有助于引發(fā)學生觀察、思考，帶著問題預習，對授課難點可以在在課堂上安排適當?shù)奶釂柡陀懻摥h(huán)節(jié)。又如講解軸的合理截面形狀的問題時，結合麥桿、動物的骨骼等空心圓截面，說明它們的合理性是自然界長期進化的結果，通過這些直觀的事例加深學生對合理截面形狀的認識?？傊?，把工程力學的應用性環(huán)節(jié)貫穿每一個章節(jié)，起到了良好的教學效果。

三、通過探究式教學模式強化學生科學思維能力的培養(yǎng)

課堂教學中應改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式，采取教師指導下的以學生為中心的探究式教學模式，培養(yǎng)學生主動學習的興趣和自覺性，掌握自學方法，形成對知識信息的分析、綜合和運用能力，促進學生素質的提高。通過不斷引導學生尋找各部分知識點的邏輯關聯(lián)，將課程所有知識點整合成完整的邏輯鏈圖，形成層次化、網(wǎng)絡化的工程力學知識體系。如在靜力學部分，按照一般的認知規(guī)律，按特殊力系到一般力系的順序講授后，引導學生整理出從空間一般力系倒推出各種特殊力系合成與平衡的邏輯框圖，這樣學生就理清一般力系與特殊力系的邏輯關系，形成局部的知識網(wǎng)絡。又如講完軸向拉、壓變形后，引導學生歸納、總結出材料力學研究方法的步驟框圖，并指出扭轉、彎曲等基本變形桿的強度、剛度等問題的分析思路是一致的，這樣，看似零散毫無關聯(lián)的知識點，由于研究方法的統(tǒng)一穿引形成了一條完整的主線。工程力學包含了理論力學與材料力學兩部分，內(nèi)容體系相對獨立且各有側重但又相互關聯(lián)。如果在教學中不注意引導，學生在學習中就會產(chǎn)生概念模糊、理論零散的感覺，不利于科學思維的培養(yǎng)。因此，教學時要注意這兩部分內(nèi)容之間的聯(lián)系與滲透，引導學生將這兩部分內(nèi)容連成有機的整體。在教學過程中，從各自研究對象、分析方法、基本概念上引導學生不斷地對比、關聯(lián)。如在講到位移時，提出位移分為剛性位移和變形位移兩類：若物體中任意兩點的相對位置沒有變化，則這時物體的位移稱為剛性位移，理論力學中，當剛體作平動或轉動時的位移就是剛性位移；若物體中任意兩點的相對位置發(fā)生了變化，則這時物體的位移稱為變形位移，材料力學中所研究的物體位移，是與線應變或角應變有關的變形位移。又如在講解構件內(nèi)力計算時，引導學生回顧理論力學中關于各種力系的平衡條件，使學生明白截面法其實就是力系平衡理論的應用。此外，關于物體的彈性力勢能與構件應變能，剛體的轉動慣量與截面慣性矩、桁架內(nèi)力與拉壓桿的軸力等，通過這些相關概念、方法的對比分析，使學生加強課程章節(jié)之間和各方法之間的聯(lián)系，達到知識和方法的融合，起到溫故知新、融會貫通、事半功倍的效果。

在習題課中，著重引導學生以一題多解的思路進行分析，強調平時作業(yè)中解題步驟表述的嚴密性和合理性，使學生對知識理解透徹、表達嚴謹。通過強化學生的邏輯思維訓練，改變學生的工程力學知識點零散、系統(tǒng)性不強和理解不透徹的弊端，提升學生的科學思維能力。

四、通過工程事故案例分析培養(yǎng)學生人文素質

事故分析是一門綜合性學科，涉及到力學、材料、設計、施工、質量管理等多方面知識。教師在不斷優(yōu)化自己知識體系的同時，平時要多留心收集有關資料作為教學素材，在介紹有關知識點時穿插介紹相關的事故案例［2］。在教學中精選一些與教學內(nèi)容相關的案例進行研究探討，如在講解連接件的強度問題時，介紹近期在中國多個城市發(fā)生的幾起電梯事故，其原因都是由于扶梯主機固定螺栓松脫或被切斷使主機支座移位，造成驅動鏈條脫離鏈輪，扶梯在重力的作用下下滑，導致多人傷亡。這樣鮮活的案例使學生樹立工程安全意識與社會責任感。由于各種原因導致結構喪失承載能力、出現(xiàn)重大工程事故的例子不勝枚舉，有些可通過視頻等方式給學生直觀感受，如：播放1940年11月7日美國華盛頓州的塔科馬大橋在風載下倒塌的視頻，這起由于對大橋的空氣動力學問題和結構分析不嚴密所致的事故；美國紐約911恐怖襲擊事件中高達110層的世貿(mào)中心雙子塔倒塌的力學原因，可以結合壓彎組合、沖擊、材料的力學性能等方面進行分析；因核反應堆外殼所承受的蒸汽壓力和溫度遠遠超過設計值而發(fā)生強度失效，導致了1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站大爆炸的案例。此外還有常見于報端的有關建筑工地棚架失穩(wěn)、塔吊鋼絲斷裂等導致的工程事故等。殘酷的工程事故造成了重大人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)的損失，令學生心靈震撼。工程力學教學中分析一些重大工程事故案例的力學問題，使教材上看似枯燥的力學知識如強度、剛度、穩(wěn)定性、材料的力學性能等，在事故分析中更顯得鮮活而重要，教學中通過重大工程事故分析非常有說服力，使學生從內(nèi)心深處產(chǎn)生學好材料力學的強大動力，激發(fā)學生的學習主動性，在培養(yǎng)學生的工程素質的同時培養(yǎng)學生的人文素質，即責任意識、安全意識、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、可持續(xù)發(fā)展的能力，以使教學達到“傳道、授業(yè)、解惑”的最高境界，真正實現(xiàn)教書育人［3］。

五、通過課程設計強化學生綜合分析問題能力

在工程力學教學中培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力，可針對不同專業(yè)的要求，從強度、剛度、穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，在工程實際中選取一些較為復雜的構件，要求學生從全面、整體的角度予以解答，并撰寫課程設計論文。這樣既可以深化課堂內(nèi)容，使知識系統(tǒng)化，又可培養(yǎng)了學生應用工程力學原理解決實際工程問題的能力，做到學中做、做中用，學用結合，既能系統(tǒng)應用所學過的基礎課知識（如高等數(shù)學、工程圖學、算法語言、計算機和工程力學等），又為后繼課程的學習打下基礎，使各教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容有機聯(lián)系。學生在撰寫論文的過程中，可以鍛煉綜合分析和解決問題的能力及獨立獲取知識的能力，強化學生的綜合素質。

參考文獻：

［1］胡海巖.對力學教育的若干思考［J］.力學與實踐，2009，31（1）：70-72.

［2］向長奎.材料力學教學利用工程事故教書育人的探討［J］.山西建筑，2007，33（28）：229-230.

［3］王建立，張嵐.聯(lián)系其他領域搞好《工程力學》教學［J］.中國科教創(chuàng)新導刊，2009（25）：201-202.

編輯 詹燕平