宋佼佼
(晉中職業(yè)技術學院, 山西 晉中 030600)
工程力學的課程體系根據(jù)專業(yè)類型劃分大體可以歸為三大體系,如表1:
表1工程力學的工程體系
專業(yè)類別 力學課程體系力學類專業(yè)理論力學 材料力學 彈性力學 CAE工程軟件 工程熱力學等建筑結構類專業(yè)理論力學 材料力學 結構力學 彈性力學 有限元法等機械類專業(yè)理論力學 材料力學 結構力學等
專門的力學專業(yè),需要對工程力學課程進行全面的學習與探究,然而,工程力學是一門實踐性學科,其理論研究需要在現(xiàn)實的工程建設中進行,而且客觀就業(yè)形勢加大了對應用型人才的需求。因此,單純的力學專業(yè)無法適應形勢發(fā)展,需要同機械類、車輛工程類以及建筑類專業(yè)相結合,也就是說力學專業(yè)學生要想滿足找工作的需要,不僅要學會CAE技術,還要學習其他相關的實踐性專業(yè)的知識,例如:掌握機械設計中卡提爾或cad計算機繪制技術等等。
機械類專業(yè)根據(jù)這一專業(yè)自身特點以及當前的就業(yè)形勢來分析,不僅要學習工程力學的系列課程,同時還要增加相關的力學課程,例如:CAE工程軟件、彈性力學等等,也就是說要確保這一專業(yè)的學生不但能學會利用自身的CAD技術進行專業(yè)操作,同時也能掌握必要的CAE技術。
建筑結構專業(yè)鑒于自身的專業(yè)特征,基本的工程力學課程體系能夠達到標準,在這其中要重點加強對CAE技術學習的重視。
要對工程力學課程體系進行科學的規(guī)劃,對各個類型課程的教學次序做出合理的設計與布置,其中要注意課程開展的層次性,從基層基礎課程到高層的研究課程一一設置、調(diào)整,要根據(jù)各個專業(yè)的特點,以及這一專業(yè)在實際工作中對工程力學相關知識的需求程度來配備對應的力學課程。
要想培養(yǎng)學生良好的學習興趣,強化學生實踐技能的掌握,可以把CAE軟件中的力學分析法合理地融入滲透到各個工程力學課程中。例如:將計算機操作納入結構力學教學中,利用計算機開展鋼架構力學分析。
以往的工程力學教學將精力重點放在對學生的計算能力的鍛煉與塑造,從而忽視了一些概念理論的講解與實踐應用,然而,現(xiàn)實工作中很多專業(yè)的技術工作者都會面臨一些技術問題,這些問題的解決需要理論概念做支撐,所以,在日常工程力學教學中,在確保學生獲得足夠的計算能力訓練的同時,也要加強對理論概念性知識的講解,在實踐工作與實際操作中深化對理論知識的理解,例如:將實踐模擬演示配置在課堂中,帶領學生深入現(xiàn)實的企業(yè)生產(chǎn),將學生帶入建筑工地,通過觀察建筑建設結構與工業(yè)生產(chǎn)等,來使學生獲得最直接、最真實的實踐體驗,以此來加深學生對一些概念理論的掌握,這就是寓理論教學于實踐應用的科學教學方法,能夠帶來兩方面的良好的教學效果。
要打破以往的滿篇講、滿堂灌、細致入微分析的教學模式,這樣不僅會占據(jù)過多的學時,也會讓學生產(chǎn)生厭倦心理,最佳的原則就是科學地減少教學內(nèi)容,有重點、有針對性地精講,重點講解并讓學生扎實掌握一些重要的理論概念與方法,使學生結合實際訓練來深化對理論知識的理解,最終達到對理論的應用。教師要明確不同章節(jié)內(nèi)容的特征以及難度,根據(jù)學生的理解能力與接受能力,來采取不同的講解方式,例如:深入細致的精講、廣泛涉及的泛講以及部分內(nèi)容的省略等等,而且要注重課堂效率與學生學習的效果,重點講解思考問題與解決問題的方法,集中培養(yǎng)學生對知識的運用能力與處理問題的能力,也就是重點加強對學生實踐應用能力的培養(yǎng)。
例如:對于“構件組合變形分析”這一知識項目,要著重講解“前期處理方法”。因為當學生明確前期處理方法后,剩下的就變成曾經(jīng)學過的舊知識,使問題簡單化,對于后期的計算,因為學生都能自行計算,就可以簡單地一筆帶過,這種有重點、有針對性的教學方法不僅能夠節(jié)省時間,而且也能使學生掌握重點。
產(chǎn)學研一條龍的教學方法是經(jīng)過實踐證明的科學的教學方法,也就是說教師在從事科研工作時,要將科學技術研究運用于實踐工作中去,并將科研中得到的知識、技能和經(jīng)驗做出總結, 形成學習資料支持學生的課堂學習,這樣才能不斷創(chuàng)新學習內(nèi)容,使學生接觸并掌握更多的新知識、新技術,而且在產(chǎn)學研一體化過程中,學生能夠切實得到實踐能力與知識運用能力的鍛煉,也能激發(fā)學生的創(chuàng)造力,達到對所學知識的靈活掌握與應用,帶來良好的教學效果。
隨著信息技術的廣泛應用,在實際的工程建設或機械運行中都離不開計算機技術的支持,所以,必須重點培養(yǎng)學生對CAE軟件應用能力,要將計算機技術同工程力學課程教學聯(lián)系起來,而且要在各類課程中單獨設立計算機操作課程,著重對CAE技術計算機實際操作的講解,不斷創(chuàng)新工程力學的計算方法,讓學生在實踐的上機操作中深化對知識的理解與掌握。
任何一門學科、一個知識項目的學習都是學生自主學習與教師講授的結合,其中學生自主探究占據(jù)重要地位,是決定學習成敗的關鍵因素。工程力學的學習也不例外,為了有效鍛煉學生的創(chuàng)新能力,以及培養(yǎng)他們的實踐能力,教師可以適當轉(zhuǎn)變教學方法,實行半自學模式,以此來激發(fā)學生的主動思索、主動探究的精神。
例如:可以結合每一階段所學知識,為學生設計一系列現(xiàn)實中的工程問題,其中密切涉及到工程力學知識,鼓勵學生自行搜索相關材料、獲取信息,然后根據(jù)自己的分析、總結,構思出力學建模報告,然后拿到課堂上進行集體分享?;蛘咭髮W生每學習一段時間,可以針對這段時間內(nèi)所學知識,結合自己的理解分析,寫出一些關于工程力學的論文,注意論文探索內(nèi)容的新穎與創(chuàng)造性特征,學生寫論文的過程就是對所學知識分析、歸納、思考與實際應用的過程,通過這種方法能夠強化學生自主學習與實踐應用能力的培養(yǎng),提高學生的實踐技能。
同時,在學生報告設計以及論文發(fā)表的過程中,教師不僅要做好報告或論文的評價、總結工作,同時也要廣泛搜集專業(yè)發(fā)展訊息,適當?shù)叵驅(qū)W生滲透這一專業(yè)最新的發(fā)展情況,例如:一些最新的科學研究成果,最近的理論研究等等,以此來開闊學生視野,拓寬學生思維,及時為學生補充新知識,使學生汲取新能量,憑借自身學習的知識,結合當前的研究成果創(chuàng)造出更具有時代精神、創(chuàng)新性的、前衛(wèi)性的理論研究與實踐技能,通過這種方式能夠有效拓展學生視野,增強學生的學習動力。
應用型人才的一大特征就是具備良好的實驗能力,在實驗中展現(xiàn)出熟練的動手操作技巧,以此來適應客觀的工作需要,滿足不斷變化的就業(yè)需求。因此,重點加強工程力學的實驗教學,通過實驗教學來培養(yǎng)學生的動手操作能力,提高學生的實踐能力。
例如:可以在開展靜態(tài)測量的同時,增加動態(tài)應變測試的訓練,使學生掌握更多的技能和技巧;或者本著素質(zhì)教育的原則,來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,通過創(chuàng)立虛擬與現(xiàn)實相結合的教學實驗室,不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,以及學生參與實踐的能力。
在實驗教學過程中,教師要試著轉(zhuǎn)變觀念,改變以往的全盤托出式教學方法,本著啟發(fā)引導的原則,培養(yǎng)學生課堂學習熱情,讓學生主動思考、積極學習,成為課程學習的主人。
現(xiàn)代化信息技術的發(fā)展為社會各個領域的發(fā)展與進步提供了支持性力量,在教育教學領域,以多媒體以及課程網(wǎng)頁為代表的現(xiàn)代化信息技術得到了廣泛的推崇和應用,在增添課堂學習氣氛與調(diào)動學生學習熱情等方面顯示出了正面的積極的作用,工程力學課程教學也應該積極引入并利用這一現(xiàn)代化技術,教師可以試著研發(fā)工程力學系列課程的多媒體課件,將多媒體技術利用在課堂教學過程中,將現(xiàn)實中的工程問題通過多媒體來進行力學建模,通過網(wǎng)絡搜索來獲取更加充足的信息資源,要充分利用計算機軟件系統(tǒng),例如:動畫軟件、畫圖軟件以及多種辦公軟件等來輔助教學,確保帶來良好的教學效果。
例如:對于“構件組合變形”的變形過程就可以通過動畫模擬來進行動態(tài)演示,為學生提供清晰、形象的演示過程,從而增加學生的學習樂趣,深化學生對理論知識的掌握與運用。
為了能夠方便學生學習,也可以通過創(chuàng)建專門的工程力學學習網(wǎng)頁,向?qū)W生提供精品課程講解服務,使學生足不出戶就能夠獲得最廣泛的學習資料,從而確保良好的教學效果。
很長時間以來,工程力學實行閉卷考試方式,閉卷考試能夠全面考察學生的學習程度和效果,但是也存在一些弊端,就是學生日常學習精力的轉(zhuǎn)移,學生會在限制性的出題范圍中通過機械記憶的方式來應付考試,為了解除這一問題,可以實行開卷閉卷相結合的考試制度。也就是設置一些靈活的、現(xiàn)實中的工程問題,為學生提供一些必要的參考資料,例如:公司、圖表等等,允許學生通過結合這些資料來自行解決問題,這其中就體現(xiàn)了對所學知識實踐應用的過程具有一定的積極意義。
工程力學是隨著科技發(fā)展與人類研究不斷變化發(fā)展的,其課程體系與學習內(nèi)容也在對應變化,教育教學機構與人員要根據(jù)這一學科變化發(fā)展的進程對教學方法與課程設置進行適應性調(diào)整,根據(jù)學生的學習特點,結合實際的工作需要,努力嘗試新的教學方法,達到對綜合應用型人才的培養(yǎng)。