将工程背景融入工程力学教学过程与研究

将工程背景融入工程力学教学过程的探索与研究
【摘要】基于辽宁工程技术大学工程力学课程现状，提出将工程背景融入工程力学教学全过程的教学理念，以工程背景为教学主线，将工程背景与理论知识有机结合，培养学生工程意识，增强学生的感性认识，提高学生的学习兴趣，以期对应用创新型人才培养体系建设提供探索和参考。

【关键词】工程背景；工程意识；教学过程
工程力学课程是我校涵盖矿物加工、安全工程、材料、机电、工业设计、工业工程、建筑环境、地质勘查等及相关专业的主干专业基础课，通过本课程的学习使学生全面地掌握工程力学的基本概念、基本原理、力学建模的基本过程及处理工程力学分析问题及解决问题的基本方法，进而为学生应用工程力学知识解决科学与工程中遇到的实际问题以及进一步学习其它力学（如：弹性力学、机械原理及零部件设计、岩石力学、流体力学等）提供必要的力学基础知识和研究分析问题方法。

因此学生对该课程内容的学习和掌握程度，将直接影响其他后续力学课程的学习。

但长期以来，大部分教师在工程力学教学过程中主要将精力放在基本概念、原理、计算方法上，基本上将其当成理论课来讲，完全忽视了该课程的本质是用于解决工程实际问题。

学生在学习过程中将它看成是一门抽象、难懂、公式繁多的理论性课程。

由于理论与实践严重脱节，学生在学完课程后碰到实际问题时不知从何入手，不能正确而合理地建立力学模型，学了不会用，最终导致学生普遍认为“学了无用”而失
去学习兴趣[1]。

为了提高学生的学习兴趣，激发学生的求知欲望，增强学生的感性认识，基于我校工程力学教学的实际情况，提出将工程背景融入工程力学教学全过程的教学理念，改变教学中以理论讲授为主线的教学方式。

以工程背景为教学主线，每一章节选择典型工程案例，提出工程问题，并以此为驱动利用工程力学原理分析工程问题，解决工程问题，同时将工程力学相关理论与方法贯穿始终，从而达到理论与工程实际紧密结合的教学目的，启发培养学生利用工程力学知识从工程中提炼问题和解决问题的能力。

本研究将为我校应用创新型人才培养体系[2]建设提供探索和参考。

1.工程力学课程的现状分析
工程力学是高等院校工科类专业的一门重要技术基础课程。

目前我国所有工科专业均开设有工程力学课程。

针对21世纪高等教育人才培养目标，相关高校均面临工程力学教学内容不断更新增加，教学时数减少的矛盾，由于压缩学时的需要，往往教师为赶教学进度，以讲授工程力学理论为重点，忽视与工程实际的联系，特别是忽视培养学生利用力学知识提炼工程问题、分析问题、解决问题的能力。

因此对现行工程力学课程的教学内容、教学方法、教学手段及考试方法进行改革势在必行。

现有对工程力学课程进行教学改革主要依托于国家级工程力学精品课和实验教学示范中心建设，主要集中于教材内容调整和更新，与实验教学的融合与交叉，以及关注计算机技术的引入。

值得
注意的是很多高职院校已经开始认识到工程力学中“大工程”教育理念的教改改革，旨在将工程力学面向大工程，回归大工程，从而培养学生职业能力和实践能力。

由此可以看出，将工程背景引入工程力学课程是今后工程力学课程教改的方向。

2.将工程背景融入工程力学教学过程
工程力学作为基础课和专业课的桥梁，起承上启下的作用[3]。

在工程力学的教学活动中，关键的问题是如何提高学生学习工程力学的兴趣，只有学生对学习工程力学感兴趣，才能使学生形成扎实的基础科学知识，更重要的是才能通过工程力学的学习，培养学生“学会学习”的能力。

工程力学作为短学时教程，要让学生在短时间内对工程力学有较深的认识，有一定难度。

虽然可以通过多媒体或通过实验、下厂使学生熟悉生产流程，了解机械设计过程等，增加感性认识，但其效果毕竟有限。

考虑到我校非力学专业工程力学课程少学时、内容多、以理论讲授为主的教学特点，提出结合相关专业实际，以工程背景为教学主线，选用合适的工程问题为驱动，提炼工程问题，用工程力学理论分析，解决工程问题，同时贯穿工程力学知识和方法，使学生增加专业认识和兴趣，变书本枯燥讲授为实际工程问题兴趣驱动，将工程背景与理论知识有机结合，从而培养学生力学思维，提高学生应用力学知识解决实际问题能力。

在日常生活中和工程中有许多有趣的力学现象，但人们一般对这些现象没有细究，更谈不上用力学知识加以分析，通过对常见力学现象的分析，可以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，调
动学生的学习积极性，有助于学生全面掌握熟悉分析解决问题的一般过程，使学生学会透过现象看本质，培养学生分析问题解决问题的能力同时促进学生积极思维、开阔眼界、尝试创新、学以致用。

为了浅出抽象的力学建模和冗长的数学推导过程，精选尽可能简单的工程实际例子说明尽量多的力学观点，使基本概念清晰，使工程力学理论体系和原理完备，使学生触类旁通；为了扩大学生视野，将工程力学的现代进展和工程应用结合起来。

同时注重在教学过程中适当插入与工程力学相关的趣味性问题，激发学生的学习兴趣，使学生对学习内容不陌生、不枯燥，从问题的简化到问题的解决，锻炼和培养学生提出问题、合理简化问题、分析问题、解决问题的能力，以适应大工程的人才要求，实现理论由实际中来，到实际中去的教学理念。

3.将工程背景融入工程力学教学对教师的要求
工程和生产实践是工程力学的依托，是其产生和发展的渊源和动力。

在教学中，教师应注意搜集和积累一些与工程力学相关的实例，在讲解基本理论时，可以联系这些生动贴切的生活和工程实例，激发学生学习工程力学的兴趣[4]。

在课堂教学中利用多提问题的方法来活跃课堂气氛，使学生开动脑筋，开发学生的思维能力。

从工程实例及生活中的力学现象入手，采用启发式教学，调动学生的学习主动性和积极性[5]。

并结合穿插多媒体教学手段，精心设计动画，用图片展示工程案例，或者动画展示相关定理应用实例时，能增加学生的感性认识，从而调动学习的积极性，加深其对理论的理
解。

尽管多媒体教学使得工程力学中的一些抽象概念形象化，但多媒体教学并不能完全取代板书教学[6]。

如在课堂教学中采用实例教学，通过采用挂图、力学模型、工程实物、多媒体图片、视频等，增加学生的感知能力，培养提高他们的观察思考能力。

这样才能在解决力学问题时，把研究对象抽象为力学模型，然后根据力学理论找出力学量之间的关系并建立方程，再通过数学运算进行求解。

而讲解例题或者上习题课时则采用板书与多媒体相结合的方式。

用板书具体的表达解题的步骤，同时解题时注意启发大多数同学的思维，同时在多媒体课件中对同一类题目的解题思路和技巧加以小结。

工程力学是学生在大学期间第一次接触带有工程背景的课程，学生第一次要从课本上接触许多的工程结构和构件，第一次要接触与实际有关的许多问题，这对学生最初的工程意识的形成及后续课程的学习至关重要。

因此，应该把工程意识的培养列为工程力学教学的基本任务之一。

长期以来，正是由于在教学中工程意识培养强调的不够，使得学生实践能力和创造能力没有得到很好的培养，这个问题应该引起我们足够的重视[7]。

作为教师，平时应注意观察、积累和琢磨，才能生动形象、有说服力地把工程背景和生活实例引入到力学教学的课堂中来。

参考文献：
[1] 谭月胜，教学中体现“工程力学”工程性的探讨[j].中国林业教育2009，27（s1）：55-57.
[2] 潘一山，煤炭行业院校特色建设与发展策略[j].煤炭高等教育，2010，（1）：27-29.
[3] 刘汉义，工程力学教学中如何调动学生的学习兴趣[j] 鹭江职业大学学报2002，10（4）：47-50.
[4] 岳桂杰，魏伟，谷莉，徐红彤，工程力学教学中的一些生活和工程实例[j].力学与实践，2012，（34）83-84.
[5] 伍新春.高等教育心理学[m].北京：高等教育出版社，1998.
[6] 杜飞飞，刘海林从《工程力学》课难上反思《工程力学》课程教学[j] 科技信息.
[7] 刘建忠，试论工程力学教学与工程意识培养[j].交通高教研究，1996，（3）17-19.
基金项目：
辽宁工程技术大学教学改革立项研究课题（编号：lj10a11）
作者简介：
李利萍（1983-）女，辽宁工程技术大学力学与工程学院，讲师。

唐巨鹏（1976-）男，辽宁工程技术大学力学与工程学院，副教授。

宋维源（1955-）男，辽宁工程技术大学力学与工程学院，教授。