摘要：根据《工程力学》课程特点，结合多年教学实践和经验，文章就《工程力学》课程的体系设计、教学内容编排、多媒体运用与模拟实验等几方面进行了深入探讨，提出《工程力学》课程建设应结合具体实际，以提高教学质量和效果为核心，将培养具有较高综合素质人才的思想理念贯穿整个教学过程。
作者：邓在京，张居敏
关键词：农业工程专业；《工程力学》；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）04-0139-02
一、引言
《工程力学》这门课的教学由我校工学院力学教研室承担，开设专业有环境工程、设施农业、食品工程和工程管理等，其中仅环境工程专业为必修课，其他专业均为选修课，总共56学时。课程体系包括静力学和材料力学两部分，是一门重要的专业技术基础课程。客观地说，《工程力学》这门课对非机械类学生，尤其对缺少必要的先修课程的学生来说比较抽象，难以理解。由于这门课理论性强、概念多，教师要讲清讲透问题本质，需要联系众多工程实例来建立概念，通过力学公理、法则及规律，经数学逻辑推理建立得出理论，然后应用于解决工程中的实际问题。生产实际中，物体的受力、变形、失效、破坏等现象随处可见；工程设计中，力学分析方法有着十分重要的引领指导作用。多年的教学实践，我们发现农业工程专业《工程力学》教学中存在着一些不容忽视的问题，一部分学生对《工程力学》课程不够重视，存在认识误区，认为与自己所学专业关系不大，学习时所花的精力和时间不够；甚至还有学生觉得公式定理太多，理论抽象，不易理解，存在畏难情绪，缺乏兴趣，这样导致学习这门课的效果不佳。经典力学包括工程力学，理论体系严密，逻辑性很强，我们学习《工程力学》，最重要的是学习它的思想方法和研究方法。学好力学，对我们今后走上工作岗位，从事生产科研具有指导作用。我们在建设《工程力学》优质课程中，应充分考虑学生学习这门课程的特点，教师在转变教学观念、改进教学方法的同时，要有针对性地培养学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，进而提高教学质量。
二、指导思想与基本要求
我校农业工程类专业《工程力学》课程已开设多年，学生反映良好，教师在多年教学实践中积累了不少经验，建设《工程力学》优质课程，可以作如下概括和总结。首先，凝聚共识，通过对《工程力学》进行改革，把基础公共工程教育和因材施教有机结合起来，着力提升学生的专业素养，提高学生通过自学获取和更新知识的能力、独立解决实际工程问题的能力以及创新能力；其次，改革着眼于我校农业工程类各专业本科教学的实际，把“因材施教和分层教学”的教育思想理念付诸具体实践；第三，力学教学的改革同样要适应现代科学技术和生产力的迅速发展要求，适应国民经济对新时代大学生基本素质和能力培养的需要，适应面向21世纪教学内容和课程体系改革的总体要求，这是我们进行《工程力学》教学改革的指导思想和要求。我校农业工程类专业学生（环境工程、食品工程、设施农业和工程管理等）与力学教研室所在的工学院（机电、能源和自动化类）学生在基本素质、基础知识的掌握等方面，客观上存在一定差距，实验教学要求不一样，教学培养目标不一样，学生今后的去向更是不同。机电、能源和自动化类学生有前修课程如机械制图、大学物理、金工实习、机械原理等知识做基础，在讲授材料力学内容时，学生较容易接受。农业工程类专业学生不同，有些专业学生学过大学物理、画法几何，有些专业甚至连这样的前修课程也没开设，如果不区别对待，采用同样的讲课模式，同样的语速，同样的互动方式，不少学生要即刻消化吸收教师讲授的内容就比较困难。因此，在《工程力学》教学实践中，教师应循序渐进地引入《工程力学》的实例和概念，让学生深入理解基本理论、基本概念和基本方法，重点突出农业工程类专业实际应用的特色，注重能力的培养，满足并保证教育部提出的课程教学基本要求。针对农业工程类专业的学生，教师授课的着力点应侧重工程应用和拓宽拓展知识面，培养工程意识和分析解决问题的能力。
三、内容编排与创新
针对农业工程类学生的特点、接受能力和教学大纲要求，在课程的内容编排上，力求做到循序渐进，由易到难。静力学部分包括静力学基本概念、汇交力系、力偶系、平面任意力系、空间任意力系与静力学专题等六章。如果以研究的问题进行重新整合，可以简单地划分为两部分，即力系的简化与等效替换一部分，力系的平衡条件与应用一部分。组织教学通常按照由一般到特殊的顺序，注意前后内容的衔接，可以很好地避免内容上的重复，使得力系的合力矩定理以及力的平衡方程的证明与推导等的解题思路和方法能够做到条理清晰、重点突出，既减轻了学习负担，又提高了效率。实践证明这样编排和讲授学生易于接受，是可行的，可以推广。材料力学部分主要讲授四种基本变形，即轴向拉伸与压缩、扭转、剪切和弯曲；另外还介绍组合变形、应力状态、强度理论和压杆稳定等问题。先讲解基本变形，后介绍组合变形，甚至可以把组合变形安排在应力状态之后讲解。四种基本变形其内力、应力公式是不一样的，但其研究方法和思路其实都是相通的。先作外力分析和内力分析，再作应力分析，建立强度条件及应用，最后作变形分析，建立刚度条件及应用。在初步理解的基础上，进一步总结对比各部分内容的知识点，可以让学生课后列一张基本内容一览表，表示四种基本变形的内力、应力、强度及刚度的计算式。这样，学生会加深对各种基本变形公式的理解和记忆。
四、多媒体运用与模拟实验
《工程力学》优质课程的建设，离不开先进的多媒体技术支持。《工程力学》这门课工程背景很强，一些工程实例，如工程结构、机构的动作及机器设备的工作状况可以通过屏幕活灵活现地展现，使学生能够将该课程与实际工程背景联系起来，增加感性认识，理解基本的概念和理论。多媒体图文并茂，动静结合，新颖有趣，生动形象，不仅吸引学生的注意力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。同时，多媒体技术的应用使教师的教学过程得到充分展示，尤其充分展现启发式教学的全过程。就拿“静力学基本概念”、“约束与约束力”、“材料在拉伸与压缩时的力学性能”这些单元来说，因为抽象概念较多，需要的图形和图片数量较多，以往教师课堂上板书的工作量很大。而利用先进的多媒体课件辅助教学，绝大多数学生基本上能够当堂消化课程的内容，而且随着多媒体技术的不断成熟和完善，课堂教学的效率和效果不断在提高。采用现代化的先进的教学手段并不意味着完全离开黑板粉笔。农业工程类专业开设《工程力学》课程的主要目的是培养和训练学生的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力，培养学生的工程意识。传统的“黑板+粉笔”教学，有些时候更能将这一分析思考的过程直接地再现，尤其是在推导力学公式时，有其他媒体不可替代的作用。授课教师应根据各教学环节的具体内容适时采用最恰当的教学形式。引入力学概念时，利用多媒体技术给出直观生动形象的例子，便于学生理解消化；分析求解问题时，可借助粉笔黑板逐步展开，进行严密的逻辑推理，让学生真正体验到力学的美、逻辑的美。从当前的教学形式来看，《工程力学》实验课依然是理论课的补充，基本任务是验证定理和公式，所以一般为验证型实验。从实验内容看，教师进行实验演示，学生用已经制作好的试件进行加载，测取实验数据。学生通过实验分析、归纳和讨论工程实际问题，有所收获，但这样的实验教学不利于培养学生的实际动手能力和创新能力。我校目前的现状是，由于授课班级较多，软硬件跟不上，把《工程力学》作为必修课的相关专业的学生才能进入实验室，选修课的学生甚至连实验室也进不了。为弥补这一缺憾，教师只能通过多媒体技术演示力学实验过程。目前国内不少大学网上模拟实验做得比较成功，可以有效利用网上资源，这有利于学生加深对课堂知识的认识理解。
五、结语
以上就建设《工程力学》优质课程谈了一下个人体会和粗略见解，还有不少模块有待进一步深入探讨，比如网上例题、习题的精选、师生互动、网上综合测试等环节都需要我们做深入讨论与研究。总而言之，优质课程建设的首要目标是提高学生的学习兴趣，提高教学质量和效果，这需要教师和学生的积极参与和关心。一个体系全新，内容适应新时代发展要求的《工程力学》优质课程的建设和完善是有相当难度的，这项工作既不可能一步到位，也不会只有唯一的“解答”，愿本文能成为农业工程类专业《工程力学》优质课程建设的铺垫。本文来自《农业工程》杂志
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