工程力学论文

2022-03-21 版权声明 我要投稿

今天小编给大家找来了《工程力学论文(精选5篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:工程热力学是一门工科专业的重要技术基础课,是工程应用性较强的课程。其具有理论逻辑性强、工程应用性强、概念抽象等特点,是一门较难学的课程。文章结合专业特点,通过课程教学改革实践,探讨较为有效的教学方法,激發学生的学习兴趣,提高课程教学质量。

第一篇:工程力学论文

《工程力学》教学改革探讨

工程力学是研究物质宏观运动规律及应用的一门科学,其课程主要包括静力学和材料力学两部分,工程力学作为机械工程学科中一门重要的专业课,既是其它力学及后续部分专业课的理论基础,同时又密切联系着工程与生产实践。[1]随着教学要求的提高及教学改革的深入,在教学实施的过程中出现了很多问题,比如:该课程繁杂抽象,学生听起课来觉得枯燥无味,甚至产生厌听的情绪;课程的理论性强,但与工程实际联系不紧密;课程考核方式方法也较为传统古板单一,无法全面反映学生真实的掌握情况等。针对这些笔者在自身教学过程中遇到的一些问题,在此展开了对《工程力学》教学改革的探讨。

1.教学手段方法

学生上完课程之后在课下给出的一些反馈信息,现总结如下:学生觉得内容繁多,概念公式生硬难以理解掌握,计算复杂,理论与工程实际脱离,学习的过程中费解吃力等。所以我们在教学过程中更应该注意课程的系统规律性及系统性,尽可能使授课内容更加清晰,让学生一目了然,容易理解。可用图表法对所要学习的内容进行归纳整理和对比,把相关的知识联系起来,利于学生学习掌握,比如在讲授工程力学中四种基本变形形式的时候,可以采表格的形式将内容进行归类,学生根据表格中的分类,循序渐进的学习,首先学习四种基本变形形式的名称及内力指标,根据不同的受力变形其力在截面的运动形式亦不同,其次是它们各自的应力分布、应力计算及强度校核,一边分类记忆掌握,一边对比区分各自的特征,有助于加深理解、强化记忆。同时,我们应该善于挖掘学生对新知识兴趣,当面对大量的公式推导及复杂的计算,学生只会觉得枯燥无味,听课时也会产生逆反厌课情绪。所以在教学过程中需要采用一些教学方法来引导他们。我们发现,对所提出的问题或是练习比较简单时,学生可轻松的将其解答出来,而此时也是他们注意力集中的时候,此时可以循序渐进的进行授课,一遍提出问题引导学生思考,一遍加入工程实例,让学生感觉这些理论知识与我们的生活并不遥远,在此基础上,推导出公式、定理等,最后再加入一些更深层次的问题供他们思索,而老师也该不断的给以鼓励与表扬,以此来提升学习兴趣。除此之外,上课的形式可以不仅限于老师授课,学生听课。当感觉到学生对知识掌握情况较好时,可以提出一些中等难度的问题,反过来让学生当老师来讲解,而老师可以适当提出一些“疑问”来请教,从而开启他们学习的兴致。

2.理论与生活实例相结合

比如我们在讲解摩擦问题时,可以以运动鞋和旱冰鞋为例,运动鞋的鞋底有花纹,不是为了增加鞋子的美观,最重要的目的是增大摩擦起到防滑的做用,而旱冰鞋的鞋底装有滑轮,可将摩擦变为滚动摩擦,从而使滑行的速度更快。在讲述提高梁强度的措施时,对截面的合理设计时采用空心截面或一些薄壁截面(如工字形、箱型等)而不采用实心截面的问题,除了可用应力分布来论证,还可以举一些生活中的例子,比如麦秆,扫帚的把手等。讲力对轴之距的时候,可以拿扳手下轮胎为例,手作为施力者,而手到轮胎的距离恰好为扳手的长度其作为力臂,力对轴之距等于力的大小与力臂的乘积。

3.加强实验环节

工程力学的实验是学生对理论知识应用能力的一种测定方法,同时可提高其动手能力。在实验前应该先预习实验,完成实验书写的部分内容,包括实验方法、原理、目的等,需要设计的实验要求学生在上课前交出实验方案。这样做有利于学生迅速掌握操作设备及实验流程。其次学生的实验成绩除了由实验报告决定,还应加入现场测评的成绩,对学生实验设备的操作及实验数据的处理等现场表现进行测评,可避免书面报告相互抄袭之嫌,而这样对学生成绩的测评也更加全面具体[2]。

4.完善考核方式

学生的学业成绩是反应学生对知识掌握的一个重要测量标准,也是老师对学籍管理的一项重要工作,是检测教学质量的根本。所以我们应该重视期末考核,努力去完善它。现行的考试存在的问题有,考试方式较为单一,多是闭卷笔试,理论考试偏多,对学生的实践能力考核偏少等。考试的内容多是书本的基础理论知识,对学生的记忆知识的水平要求较高而忽略了对其实践技能、综合素质的考核。所以我们应该采用多种形式全方位的来对学生的学习情况进行评定,首先是对考核的内容加以改革,要减少书本上的知识的考试内容,加强对学生知识的理解及应用,着重对其应用知识能力的考核。其次是改革考核形式,学生的成绩评定可采取平时成绩20﹪(包括上课考勤、课上活跃提问及回答问题情况、作业认真书写情况、阶段性测试及期末大作业情况),实验成绩占20﹪(实验报告、上机调试情况),期末成绩占60﹪的全程性综合的评定方法。采用这种方法进行测评,学生可以不用花大量时间去死记硬背,这样减轻了他们的学业负担。同时由于考试是分阶段全程测评,需要学生在平时进行积累,杜绝了考前突击及考试作弊现象。

5.结语

《工程力学》的改革是一项长期的、任务艰巨的工作,需要广大教师不断去探索、实践。本文针对教学过程中遇到的一些问题,对《工程力学》进行教学改革探索。而教学实践表明,相对于以往的传统授教,新的课程改革模式更容易让学生接受,取得效果明显。虽然这么课程对老师来说难教、对学生来说难学,但我们只要勤于思考、善于观察,采用合理科学的方法,那么一且困难都会迎刃而解。

(作者单位:重庆市万州区重庆三峡学院机械工程学院)

参考文献:

[1]刘升贵.《工程力学》教学改革探索.长江大学学报.[J].2011.8(4):127-129.

[2]王琳.工程力学考试改革探讨.s沈阳工程学院学报.[J].2009.6(1);109-111

作者:罗锦洁

第二篇:工程力学教学改革探讨

摘要:工程力学是一门研究物体机械运动以及物体承载能力的基础科学,为工科类院校重要的技术基础课之一,其理论性系统性强、逻辑严密、比较抽象,但与工程实际具有密切的联系。目前教学过程中,存在着学生实践经验缺乏、综合分析实际问题能力差,以及学习差异性大等问题。本文以内蒙古工业大学为例,分析了不同年级、不同专业学生的成绩分布情况、差异性以及学习过程中存在的问题,针对具体问题提出了相应的改进措施,为工程力学的学习和教学提供一些可借鉴的方法。

关键词:工程力学;教学改革;探讨

一、绪论

工程力学是工科专业的技术基础课之一,其介于基础课和专业课之间,既有较强的理论性,又与工程实践密切联系,该课程是机电、建筑、桥梁、交通、能动等工科专业的必修课[1]。通过理论力学学习掌握质点、质点系以及刚体机械运动的基本规律和研究方法,能够分析多刚体运动机构,求解系统动力学问题。通过材料力学学习掌握构件的强度、刚度以及稳定性问题的计算方法,掌握材料力学的基本理论和概念,能够分析变形体在载荷作用下的相关力学性能。

针对工程力学课程改革措施,文献[2]通过引入多媒体现代教育手段,采用案例教学、讨论对比教学以及归纳习题、强化实践环节调动学生的学习积极性和主观能动性,激发学生的创新能力。文献[3]针对应用型普通本科高校主要培养面向市场和生产一线的应用型人才的目标,从工程力学教学的现状出发,对工程力学理论和实验教学模式、教学内容和教学方法等开展了研究。教学改革中,将最新的学习方法如思维导图等引入到具体的教学过程中,结合教学存在的问题提出建立、解析思维导图的解决办法[4]。文献[5]分析了工程力学教学特点,提出实践与创新能力培养相结合的工程力学教学方法。

各种改革方法在教学实践中起到了一定积极作用,但是各种改革都是面向所有高校学生,而缺少针对性以及具体的学习效果评价。因此本文对作者所在的高校近十年来的工程力学学习情况进行统计并分析对应的教学效果以及差异性原因,并针对上述问题进行工程力学改革尝试,为其他课程的教学提供一些可借鉴的方法。

二、工程力学教学效果统计及原因分析

作者所在高校是以理工类为主的综合性大学,工程力学主要面向机械、化工、能源、材料、土木、轻工与纺织等学生。针对近十年来所教授学生的工程力学试卷成绩进行统计,按照不同年份以及2018学年的不同专业的学生的平均成绩进行统计,其统计结果如图1,2所示。

图1反映了近十年工程力学平均成绩呈现明显下降趋势,其中18年平均成绩仅为50分,较13年下降了32%。不同专业在2018年度内的平均成绩也存在着较大差异,如图2所示,其中工设专业成绩较高为60分,而服装设计平均成绩仅为46分。上述成绩的差异性主要体现在以下方面:(1)近年学生的整体水平下降嚴重,其中数学基础不扎实。(2)不同专业的入学层次不同导致成绩差异性大。(3)考试过程中有相当多的学生存在考试作弊的倾向。(4)沉迷于网络游戏和短视频等。

三、工程力学教学改革相关措施

针对上述出现的具体问题,作者提出了相应的改革措施,以提高工程力学学习成绩并可推广到其他课程如理论力学、材料力学等教学和学习中。

(一)强化基础知识教学,启发学生积极思考

针对学生数学基础整体不高的问题,可在教学内容的设计加大基础知识的讲解。工程力学中用到的数学知识主要集中于向量、微积分这两部分内容,在涉及到该部分内容时可适当将其基本的数学知识重新与力学中具体事例相结合,并且赋予相应抽象的数学量以具体的力学含义,如矢量可赋予力、速度、加速度等物理含义,其相关的数学理论运算就具有可视化的效果。

在加强基础知识掌握的同时对讲课的内容组织和安排进行构思和设计,遵循认知规律,注重创新意识的培养,增强与学生的互动,进行启发式教学[7]。不要把教学内容填鸭式地向学生灌输,而是有目的和针对性地将所要讲授的内容作为一个问题向学生提出,如在讲授摩擦之前,可以引导学生去感知自己周围所能接触的物体表面的光滑程度,并提出如何测量其表面的摩擦系数的问题,并请同学设计相关的实验方法,最后通过摩擦角的概念确定测量摩擦系数的一种方法。

(二)注重实践教学,优化课程内容

针对不同专业学生的基础以及今后的专业学习内容不同,可将相关专业的工程实践渗透到课堂教学,结合具体专业优化课程内容。工程力学的理论部分比较抽象,同时学生缺少对应的工程实际认识,因此在教学过程中应倾向于直观性,充分利用相关专业的实例增强学生的感性认识,同时优化与专业相结合的讲授内容。

例如在讲解静力学平衡相关内容时,可与土木专业中的学生十分熟悉的刚架结构相结合讲解平衡方程的应用,不仅能给为今后结构力学学习奠定基础,同时又助于学生对力学理论的掌握,还能够帮助学生了解工程力学在土木工程专业中的应用状况,提高学生的主动学习知识和分析问题的兴趣,培养了学生的力学学习能力。

(三)加强考试纪律,规范相关成绩评价制度

针对考试纪律不严格、考试过程中有相当多的学生存在考试作弊倾向的问题,老师要与相关职能部门如教务处等相联合,共同将考试作弊遏制于萌芽状态。考试是检验学生学习情况的重要手段,同时其成绩与相关评奖以及就业直接相关。如果出现大面积考试作弊现象,则会导致平时不学习或者学习不好的同学考试成绩反而高于真正学习的同学,对学生来说丧失了公平性,从而严重影响学生的学习积极性。因此学校要规范考场秩序、严肃考风考纪、净化考试环境、倡导诚信考试,并且对相关监考老师进行责任认定,做到监考老师应尽的义务,确保不会出现作弊现象。目前作弊较为突出的是利用现代通信技术如微信群、QQ群等手段进行大规模作弊,因此相关部门应该借鉴全国性考试的相关措施,如采用探测器等严格限制学生携带通信设备进行考试。

在加强考试纪律的同时要规范相关测评工作,保证真正学习的学生能够得到其应有的收获,而不学习的同学要受到相应的警告以及处分。在评价过程中要严格按照学校规章制度执行,确保公平、公正的进行评价以保证学生学习的动力和积极性,让考核更加科学、合理、贴近实际[8]。

(四)加强课堂质量,杜绝从事与学习无关事项

针对学生上课手机上瘾以及沉迷于各种网络游戏和短视频等,导致在上课期间不能投入到课堂学习中的问题,应理论联系实际,将生活中的实例引入课堂,采用案例教学法,将学生的注意力吸引到课堂。在教学活动中优化设计教学活动,使教学活动形式多样化,同时依据确定的教学目标,根据不同的教学环节,依学生的认知规律,对知识结构进行合理安排,并采用循序渐进、因势利导有效的教学方法[9],以尽可能优化课堂的授课设计,使学生在有限的时间内到达学习目的,将学生的注意力吸引到教学内容中,而不至于使课堂教学变得沉闷、枯燥。同时可以灵活采用多媒体,适当地采用现代教学技术通过声像并茂、知识趣味交融的学习环境,增强学生的感知认识、激发学生的学习兴趣。可根据课程内容,合理和科学地选择各种教学手段使课堂教学丰富多彩。

四、结语

工程力学是工科类专业重要的技术基础课并且与现实生活息息相关,同时与工程技術的发展相辅相成。工程力学课程改革的关键在于要能够精确定位教学中的问题,并针对具体的问题进行相应的改革,有效提高学生的学习积极性,从而培养学生的实践感性认识,提高力学知识的综合运用能力,为改进教学效果,促进教学改革,为新世纪新工科人才培养提供有效的途径。

参考文献:

[1]汪晓红.《工程力学》教学改革探索[J].教育与职业,2006:107-118

[2]陈海波,段洁利,卢玉华,严慕容.工程力学教学方法的创新探索与实践[J].中国现代教育装备,2010:2009-2011

[3]夏平,毛文贵,卿上乐.应用型本科工程力学课程教学改革研究[J].湖南工程学院学报,2011:77-80

[4]刘广君,董福元,李宁,秦春.思维导图在工程力学教学中的应用研究[J].山东化工,2020:1-4

[5]汪中厚,刘静,周晓玲.浅谈工程力学教学中实践与创新能力的培养[J].上海理工大学学报(社会科学版)

[6]林崔宇,王丽,刘鹏,孙林.基于OBE教学模式下“工程力学”课程教学方法的研究[J].科技与创新,2020,73-74

[7]唐静静,范钦珊.基础力学课程研究型教学方法的探索[J].力学与实践,2008:89-90

[8]胡丽娟.基于过程性项目式评价的高职院校工程力学课程考核方式研究[J].教育现代化,2017:319-320

[9]赵玉成,喻梅.工程力学课程内容体系及教学改革研究[J].力学与实践,2009:69-71

基金项目:本文系内蒙古工业大学教改项目(2019233)的研究成果

作者简介:郎风超(1978— ),男,蒙古族,河北围场县人,内蒙古工业大学理学院力学系,副教授;刘佳伟(1992— ),男,汉族,山东烟台人,内蒙古工业大学硕士研究生;姜爱峰(1980— ),男,汉族,内蒙古工业大学理学院力学系,讲师。

作者:郎风超 刘佳伟 姜爱峰

第三篇:工程热力学课程教学探讨

摘要:

工程热力学是一门工科专业的重要技术基础课,是工程应用性较强的课程。其具有理论逻辑性强、工程应用性强、概念抽象等特点,是一门较难学的课程。文章结合专业特点,通过课程教学改革实践,探讨较为有效的教学方法,激發学生的学习兴趣,提高课程教学质量。

关键词:建筑环境与能源应用工程;工程热力学; 教学改革与实践

10052909(2018)02006103

工程热力学是建筑环境与能源应用工程专业必修的一门承前启后的基础课程。其教学任务是让学生掌握热力学基本概念、基本定律、常用工质的热力性质、热力过程及相关计算,为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础,培养学生应用理论知识解决实际工程问题的能力,并使学生建立节能意识。课程理论逻辑性强,概念抽象,学习难度较大,学生难于理解,存在畏难情绪。如何帮助学生提高学习信心和兴趣,确保课程教学目标的实现,是授课教师必须认真思考的问题,在教学过程中需要注意教学的方法和手段,使学生能较好地理解掌握教学内容。文章针对工程热力学课程特点和自身专业特点,从以下几方面对该课程教学进行了改革实践。

一、教材选用与课程内容优化

工程热力学是研究能量及其转换规律的基础应用型学科,主要内容包括基本概念、基本定律、理想气体及常用工质的热力性质、热力过程和热力循环分析计算等,涵盖内容广泛,与工程实践结合紧密。课程选用了本专业指导委员会推荐教材——谭羽非主编的《工程热力学》(第六版),并建议使用中国建筑出版社出版,武淑萍编写的《工程热力学学习指导》作为参考书。

作为非能源动力类的建筑环境与能源应用工程专业,该课程理论授课仅有44学时。为充分利用有限学时,保证教学质量,结合前期课程及后续专业课程,在教学内容上进行了合理的调整优化。在有限的学时内,教材上的章节不可能全部细讲,在保证课程基本理论体系完整的前提下,重点放在与后续专业课学习紧密相关的内容上,既要避免与前期课程内容简单重复,又要确保后续基础知识的传授。例如,工程热力学中与大学物理重复的理想气体性质及状态方程部分不再详细论述,直接利用其结论[1],重点讲解其应用和热力过程。可

适当弱化复杂的数学推导过程,学生有问题在课余时间复习答疑解决。同时,结合专业学科特点和后续专业课程设置,除了必须掌握的基本理论内容,适当强化与专业课程密不可分的内容,如水蒸气、湿空气、制冷循环等与空调工程密切相关的内容,而热力学微分关系式、动力循环内容、化学热力学基础等内容只作一般了解,让学生课后自学。

二、重视绪论教学激发学生的学习积极性

学生一般对新的课程都有一种好奇,想知道这门课是学什么的?有什么用?如果能将学生的这种好奇转变为兴趣,进而激发学生学习本门课程的动力,则事半功倍。绪论作为工程热力学课程的第一堂课,主要介绍能源及热能利用、能量转换的特点、工程热力学的研究对象及主要内容,其教学目标是激发学生的学习热情和兴趣。通过绪论教学让学生理解工程热力学主要研究的是热能与其他形式能量转换规律,旨在达到资源利用率最大化。日常生活中的方方面面都存在热能的利用,在能量利用、转换过程中会产生污染物,热能的有效利用和节能减排都离不开工程热力学的支撑。应用其基本理论探讨提高能量转换效率、提高能量利用的经济性是工程热力学的主要任务。认识到工程热力学知识与工业生产、资源利用、环境保护等都有关联,激发学生学习课程的积极性。

三、改进教学方法和手段

(一) 建立知识结构体系

每门学科都有其内部的知识结构,而每门课程结合专业特点又有自身的课程教学知识体系。如果学生了解课程知识结构体系,从整体上把握课程内容,清楚各部分内容之间的关联,这样在学习各个章节内容时,目的性就会更加明确,学习效果将大幅度提升。

工程热力学以能量及能量转换为基本线索,并贯穿始终[2],整个教学内容围绕这一主线展开。先介绍基础理论:相关的概念、定理与定律、工质的基本热力性质及热力过程等;后介绍理论应用:对于热能和机械能持续不断转换的几种热力循环这部分内容,不同的专业侧重点不同,在建筑环境与能源应用工程专业,制冷循环是重点学习内容,动力循环一般了解即可。在每个章节的教学总结时,不仅让学生熟悉本章节知识结构框架,更要了解其与前后章节的联系。这样,学生以基本线索串联所学知识,内容更具条理性,避免知识点凌乱。通过不断学习、思考,学生对课程构架有整体性的理解,掌握了个性化的知识结构体系,同时也培养了科学的学习方法。

(二)理论联系实际

工程热力学是在生产实践过程中逐渐形成与完善的,其研究的专题源于生活及工程实践,有鲜明的工程应用背景。在教学中若能结合专业特点设置教学情景引入案例教学,把理论知识与日常生活现象、实际工程相联系,既可加深学生对基础理论的理解,又使学生充分认识本门课程的实用性和重要性,激发学习的热情。例如,介绍相对湿度时,提出下雨天为何洗的衣服不容易晾干的问题。介绍露点时,提出从冰箱拿出的水果,为何放置一会表面就产生水珠的问题,用理论解释日常生活现象,再引申到空调系统中冷凝水的产生,冷凝水水管的设置,自然地将理论引申到实际专业工程应用[3]。介绍水的饱和温度与饱和压力单值对应关系时,提出以下问题:为何用高压锅煮食物用时短?为何高温供水管网,必须采取定压措施?介绍热力学第二定律时,为让学生理解热力过程的方向性,可列举一些实际生活中的例子,如,水杯中的热水会自然冷却到与环境温度一致,但反过来,水杯中的水不可能吸收空气中的热能将其加热为热水。介绍逆循环时,让学生明白工质耗功可将热量从低温转移到高温,可被利用于制冷和供热,使学生了解空调、冰箱的工作原理。这样,通过理论与实际相结合的教学互动,引导学生主动思考,形成较好的课堂气氛,帮助学生理解所学知识和原理在实际中的运用。

(三)加强师生互动交流

教学过程中师生之间相互交流和探讨,可引导学生主动思考问题,提高学生学习兴趣和积极性。课堂讲授应注意观察学生的反应,重视问题反馈。不可只注重讲课进度,忽视学生接受程度。通过课堂提问和课堂作业,随时检查学生对教学内容的掌握情况,发现问题及时解决,使其建立课程学习的自信。例如,在开始讲授热力学第一定律时,先提问:“第一类永动机能实现吗?夏天用电扇能让室内空气降温吗?”讲授热力学第二定律时,先提问: “是否所有满足热力学第一定律的自然现象都能实现呢?”学生带着问题学习,为寻找答案就会积极主动地全心投入。课堂教学忌讳唱独角戏,避免满堂灌,宜结合课后思考题给学生留有一定的消化时间,通过讲解、讨论、答疑,让学生理解并掌握所学理论知识。在例题讲解时,注意解题思路和方法,培养学生分析问题、解决问题的能力,并对计算结果加以分析讨论,加深对理论知识的理解。另外,学生完成课程作业的情况直接反映学习效果,要求学生独立完成作业,并对每章作业完成情况进行讲评,根据作业反馈情况查缺补漏,避免问题累积,保证教学效果。

(四)充分运用p-v和T-s图

在分析热力学问题时,p-v图和T-s 图是非常方便实用的工具,可帮助学生理解相关概念。在参数坐标图上绘制过程曲线,将过程表示在p-v图和T-s图上,可定性分析过程特性和能量转换情况,帮助学生理解功量和热量都是过程量而非状态参数。

p-v图也称为示功图,可直观显示可逆过程功量的多少,明显体现功是过程量。p-v图还可直观反映膨胀功、技术功、流动功之间的关系。 T-s图也称为示热图,可直观显示可逆过程功热量的多少,明显体现热量为过程量。单级活塞式压气机在耗功分析及热力性能分析时,对于理想气体的不同压缩过程,即绝热过程、多变过程、等温过程,通过其p-v图和T-s 图就能明显看出,等温过程耗功最少,终温最低,是最有利的过程。进而得出实际工程中设法降低多变指数,使其接近等温压缩过程即可省功节能。

(五)合理的教学手段

现在教师授课通常采用直觀形象的多媒体,板书被弱化,板书在逻辑推理、归纳总结、思路引导等方面的优势没有得到充分发挥。教学授课时应针对不同教学的内容特点恰当选择教学手段,将多媒体教学与传统的板书教学相结合,使各种教学手段优势互补,以达到更好的教学效果。如基本热力过程公式的讲解,采用板书则更合理一些。学生的思路随着板书的展开紧跟教师思路,教学内容也更容易理解。为方便对比,加深对公式的理解,各热力过程可同时展现在黑板上。这样,可使学生思路清晰,避免了因多媒体分屏显示而打乱公式整体性的问题。需要用图形、动画表达的地方则可借助多媒体课件来演示,生动形象,节省时间[4]。

四、结语

根据课程特点和专业需要,进行课程教学改革实践,使教学内容更符合专业实际情况,用灵活的教学方法激发学生的学习兴趣,确保在有限的学时内实现课程教学目标。教学实践是一个系统工程,也没有固定模式,需要不断改革探索,与时俱进,使教学质量逐步提升。参考文献:

[1]顾娟,孙鹰.简述非力学专业基础力学教学技巧[J].高等建筑教育,2014(Sup):33.

[2]武淑萍.工程热力学学习指导[M]. 北京:中国电力出版社,2004.

[3]马富芹,郭淑青.案例法教学提高《工程热力学》课程教学效果[J].科技信息,2012(27):180.

[4]刘燕妮,王云鹤,王欢,等.建筑环境与能源应用工程专业工程热力学课程教学探讨[J].化工高等教育,2015,32(3):48-51.

Engineering mechanics is an important technical basic course in engineering profession and is a course in project utility strongly. It has strong theoretical logic, strong engineering applicability and conceptual abstraction, students are often considered to be a difficult subject. Combining with the professional characteristics, through the teaching reform practice, to explore a more effective teaching method, stimulate students’ interest in learning, and improve the quality of teaching.

(编辑周沫)

作者:常金秋

第四篇:高校《工程力学》教学改革实践

《工程力学》是高校工科专业必修的技术基础课程,主要为学生后续的专业知识学习提供理论支撑,为适应教育改革与时代发展的要求,高校教师必须紧跟时代步伐,大胆更新教育理念,在教学内容、教学方法、教学实践等方面进行相关探讨与实践

一、当前高校《工程力学》课程教学现状与问题

作为高等教育中一门专业基础性课程,《工程力学》是工科专业的基础性课程,它与很多课程有着非常紧密的联系,但它的教学现状却有着不少问题。这些问题主要表现如下:

1、强调课程的系统性与完整性,过于抽象难懂。

《工程力学》课程的传统教学模式更为看重该课程的系统性和完整性,对于理论要求更高,使得整个教学过程较为复杂,学生面对如此艰深繁多的《工程力学》课程内容和结构,作为高校学生很难听懂,而且也背离了“适应、够用”的原则,很难满足《工程力学》教学的需要,并且有些内容又与高中物理重复,教材编排不合理。理论化、抽象化、为力学而“力学”的力学课程,并不能真正起到增加专业基础知识,培养相关基础人才的作用。

2、主要采用传统的教学方法,教学手段单一。

当前《工程力学》课程的教学方法过于陈旧和落后,学生更多的是知识和符号的学习,对于技能等实际能力的培养少之又少,而学生又无法简单地把所学的力学知识转变为实际应用中的力学方法和技能,这就需要我们尽快改革当前的《工程力学》教学现状,变手工业式的教学方法为现代化的教学方法。

3、局限于理论,缺乏与工程实际的联系。

高校的《工程力学》教师往往仅仅是局限于理论这一块,对于实际的工程问题知之甚少,甚至几乎没亲身体验过工程状况,这就造成了这部分力学教师的教学无法真正达到教学目标,过于理论化的教学方式显然是无法适应当今社会需求的,《工程力学》教学是空洞无物的,专业知识没有得到及时有效的补充,这种严重脱节的现象是值得关注的。

二、改革优化高校《工程力学》教学探索

1、优化教材内容,突出教材的实用性。

立足于当前《工程力学》教育教学的专业目标和特殊要求,尽可能改革当前《工程力学》教学的内容,把那些繁杂的教学内容进行有效整合和精简,使得教学内容能够更为贴近《工程力学》教学的目标和要求,加强《工程力学》课程与相关后续课程之间的关联性,做好它们之间的前后衔接工作。《工程力学》教师应该重视对教材的改革工作,尤其是名校名师要多编写一些精品教材,以使教材能够充分发挥出教学的重要作用。加强与其他相关后续课程之间的联系,使得《工程力学》课程变得理论与实践并存。优化教材内容,突出“适用、够用”,删除那些繁杂的推导过程,重点培养学生应用定理、公理解决实际问题的能力,使复杂问题简单化,烦杂问题条理化,教给学生一种解决实际问题的思维方式,从而引起学生对《工程力学》这门课程的学习兴趣,进而学好《工程力学》这门课程。

2、改革优化教学方法,提高课程的教学质量。

《工程力学》作为高校的一门基础性课程,其教学改革的道路任重而道远,要在满足教学目标和要求的前提条件之下,尽可能地改革《工程力学》的教学方法,努力提高教学效果和教学水平。要改变教学观念,打破旧的条条框框,优化教学内容,教学大纲的制定和教材的编写应有较强的针对性。改革教学方法,由浅人深地展开教学活动,善于由生活实际到力学问题。利用挂图、模型、多媒体教室等手段,增强直观教学效果,培养学生学习兴趣。改变以教师为主体的教学方式,采用学生小组讨论、工程实际结构强度分析过程汇报、学生与教师共同评价等方式促进教学任务的完成。力学中的定理、推论较多,可结合实际,把一些枯燥的定理、公式用形象生动的生活实例来阐明。利用课件进行多媒体教学,将一些工程实例、抽象难懂的内容通过屏幕生动地展现在学生面前,不仅形象生动,赏心悦目,而且能够体现启发式教学过程,做到新内容、新体系、新方法、新手段的有机结合,提高课堂节奏和教学效率,提高课程的教学质量。

3、拓宽课程实验内容,培养学生的实验设计能力。

由于《工程力学》课程属于理论性与实践性都较强的专业基础性课程,因此,《工程力学》课程除了要加强学生对于基础理论和基本概念的理解与掌握以外,更要强化学生对于实际操作和实验课的学习与实践。不仅要增加这些实验课程,更要让它与其他诸多相关实验课相配合,并把这些实验课程的成绩切实计人《工程力学》课程的总成绩当中去,这样才能使得工程力学基础课程有了理论加实验的教学模式,从而与专业课程的教学模式更为贴近,也可以为《工程力学》课程教学改革提供更好的教学氛围,培养学生的认识能力和动手能力。《工程力学》课程作为一门理论与实践相结合的基础性课程,其实验教学环节也是非常重要的。力学教师应该要不断改革实验方法,努力培养学生的实验设计能力,改变过去传统的教师主导地位,充分发挥出学生的主观能动性,提前把实验目的、要求和内容等告知学生,并作为相关作业要求他们完成,这样就可以锻炼学生的动手能力,让他们在基本掌握相关理论知识的基础之上,自己查阅相关资料,并进行分析讨论,教师也要给予相应的指导和要求,并教授他们一定的实验内容,让学生进行实践操作。

三、结语

高校《工程力学》课程是一门非常重要的专业基础性课程,其传统的教学模式已不能适应当前时代发展的要求。《工程力学》教学改革,需要所有从事该门课程教学的教师们长期探讨、不断摸索。《工程力学》教学必须尽快转变教师和学生的地位,教师变为指导者,培养学生的综合素质,实现理论教学与实践教学的有机整合,开设综合性实验,培养学生分析问题解决问题的能力。通过调整课程体系,优化教学内容,贯彻少而精的教学原则,采用启发式教学,培养创新精神,加强工程观念,培养学生解决实际问题的能力,加强解题指导和习题训练,培养学生分析和解决问题的能力,改進教学方法,提高教学质量。

参考文献

[1]程美,高职机电专业工程力学课程教学改革初探[J],现代企业教育,2008(7)

[2]张宇星,工程力学考试方法的探索与实践[J],高等理科教育,2005 (4)

[3]张宏、毛东风等,从工程结构分析过程探索工程力学教学改革[J],力学与实戏,2012(1)

作者:赵亚

第五篇:工程力学课程教学创新与实践

摘 要 根据工程力学课程的特点,为更好地培养职业院校学生的应用创新能力,改善教学效果,提出工程力学教学改革应用实践及教学方法、评价手段的改进,使教学的效率和质量得到提高。

关键词 工程力学 教学改革 实践

Engineering Mechanics Course Teaching Innovation and Practice

ZHOU Ping

(Jiangxi Yuzhou Institute of Science and Technology, Xinyu, Jiangxi 338000)

Key words Engineering mechanics; teaching reform; practice

0 引言

工程力学课程是机电、土木工程等工科专业的一门重要专业基础课,课程主要是研究物体在力的作用下平衡的规律和材料在外力作用下应变、应力、刚度、强度、稳定性及结构受力、传力的规律。课程由静力学、材料力学、结构力学三部分组成,以静力学和材料力学为主。该课程理论知识比较抽象,和高中物理联系较多,而职业院校学生普遍高考分数较低,基础薄弱,因而工程力学被普遍认为是难度很大的一门课程。因此研究教学方法、探索教育创新,在有限的学时内提高教学质量,激发学生的兴趣,增强学生解决工程实际问题的能力,有重要意义。

1 教学改革与实践

1.1 理论教学和工程实例相结合

工程力学的理论知识相对普遍缺乏工程应用实践的职业院校学生比较抽象,在教学基本知识和内容的要求基础上,选择适当的工程实例及生活中的力学问题,通过对这些实例的观察、分析、建模,提出解决问题的方法,提高学生的学习兴趣,加深学生对理论知识的理解,培养其应用能力。

在材料力学部分的教学中,以带式输送机皮带滚筒的力学分析为教学实例,首先利用有限元仿真软件ANSYS建立滚筒三维模型,如图1所示。

图1 滚筒三维模型

然后对滚筒模型施加边界条件即力的约束和位移约束,调用ANSYS软件中的通用后处理模块计算分析得到滚筒的应力云图,如图2所示。利用软件的三维可视性直观形象显示滚筒在不同的外力及约束反力条件下,不同位置的应变、应力、变形情况。学生通过思考和研究实例中的图像,总结出了传动滚筒的应力主要是集中在滚筒轴两端与轴承连接处,进而激发学生的兴趣,加深对理论知识的掌握和理解。

图2 滚筒力学仿真云图

1.2 力学思维的培养

在课程教学的过程中,注重引导学生分析各种力学问题,掌握力学计算的方法和技巧。如在讲授压杆稳定时,首先介绍压杆稳定的概念,了解细长压杆的临界载荷,进行稳定安全校核,使学生掌握提高压杆承载能力的主要途径。在教学过程中重点讲授力学问题研究方法,如静定平面桁架结构内力分析方法的节点法、截面法、联合法;静定组合结构内力计算的截面法、节点法;超静定结构分析的位移法及连续梁的力矩分配法等。

1.3 教学内容优化

根据职业教育专业培养方案和主干课程教学大纲要求,本着必需、够用的原则,合理安排教学内容,教学重点放在对基本原理和基本公式应用上,加强基本力学定理在工程实践中的应用教学。教学内容经有机组合,分为上下两个模块。上篇包括力学基本概念、受力分析与结构计算简图、力系合成与分解、杆件变形形式、组合变形等内容。下篇包括静定结构内力分析、结构位移计算、影响线、压杆稳定等内容。通过学习,学生能熟练对物体进行受力分析,掌握杆件强度计算,了解结构设计方法,能处理工程中的一般问题。

1.4 课程考核方式的改革

工程力学课程的考核采用理论考核、项目任务考核、平时考核相结合的考核模式。(1)理论考核:采用闭卷方式对工程力学理论知识进行考核,考核的内容主要是测试学生对力学重点公式及基本定理的理解和记忆,选取典型试题,考重点、基本原理和基础知识,更深入地了解学生对理论知识的掌握情况。(2)项目和任务考核:主要考核学生对工程项目力学实例项目解决理解过程中的团队意识、敬业精神、开拓创新能力等社会能力和专业能力以及完成情况。(3)平时考核:采用作业、课程设计、力学实验操作相结合,考核学生平时在各个方面的综合素质和能力。

2 教学方法革新

2.1 研讨式教学

通过工程力学专题研讨的形式让学生参与教学,使学生主动吸收和拓展理论知识,培养学生的跳跃思维和创新能力。教师通过设置适当的讨论题目,让学生查找文献,提出解决思路,分析和解答。研讨课上学生通过图片、多媒体等多种形式展示问题的解决方法,期间教师与其他同学对相关疑点提问讨论,最后教师进行总结和点评。研讨式教学设计如图3所示。

图3 研讨式教学设计

2.2 项目驱动式教学

选择贴近当前企业实际且能够包含工程力学课程教学目标所确定的绝大部分知识、能力和素质的要求的力学设计课题作为课程的教学项目,学生在完成设计项目的过程中,逐步掌握工程结构的设计方法,具备利用工程力学知识解决实际问题的能力。教学的重点是要制定详细的项目设计指导书,其中包括:确定完成项目操作的步骤,制定具体的、对学生有指导作用的项目实施流程,配以必要的工程图纸及说明;提出实施项目的要求;给出符合企业标准的项目考核标准和考核办法等。具体项目教学流程如图4所示。

2.3 启发式教学

利用学术讲座、多媒体等多种形式结合专业背景介绍工程力学的最新前沿知识和发展史中一些创新案例,让学生了解到工程力学是推动科技进步的基础学科,从而激发学生的学习兴趣。在教学过程中结合讲授工程实例,启发学生提出自己的见解,打开学生的想象空间,锻炼学生自主学习。

图4 项目驱动式教学流程

3 结语

通过分析工程力学课程教学的特点,提出通过创新教学方法,应用先进的教学手段并付诸教学实践,使学生积极主动学习,掌握理解工程力学课程知识,培养学生的实践应用能力和动手能力,取得较好的教学效果。

基金项目:江西省新余市社科课题“依托项目的工程力学课程高职教育模式”阶段性成果。课题编号:13YGY024

参考文献

[1] 段洁利.工程力学教学方法的创新探索与实践.中国现代教育装备,2011(11).

[2] 王涛.工程力学课程教学改革实践体会.装备制造技术,2011(10).

[3] 刘新柱.基于创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践.黑龙江教育,2014(1).

[4] 国洪建.对高职高专工程力学课程教学的几点思考.卫生职业教育,2012(7).

[5] 方华.基于工学结合人才培养模式下的高职教学管理改革研究.中国高等教育,2007(9).

[6] 童艳芝.工程力学课程改革新思路.河北旅游职业学院学报,2012(2).

作者:周平

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