- 相關(guān)推薦
試論水利水電工程專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)課程教學(xué)改革探索
論文關(guān)鍵詞：工程力學(xué) 水利水電工程 教學(xué)改革
論文摘要：按照黑龍江大學(xué)應用創(chuàng )新型人才培養體系構建的要求，對水利水電工程專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)課程體系的構建、教學(xué)內容、教學(xué)模式和考核方式等內容進(jìn)行了綜合改革。通過(guò)工程力學(xué)課程的教學(xué)改革，強化了“應用型本科”的人才培養目標。從工程應用角度出發(fā)，提高了學(xué)生學(xué)習力學(xué)的主動(dòng)性，為學(xué)生創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的培養奠定了基礎并起到重要的促進(jìn)作用。
工程力學(xué)是水利水電工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課，教學(xué)中涉及的工程力學(xué)包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、結構力學(xué)等幾大固體力學(xué)學(xué)科[1]。在進(jìn)行素質(zhì)教育和創(chuàng )新教育的過(guò)程中，全國各高校都進(jìn)行了不斷的探索、改革與嘗試。針對應用型本科的培養目標，黑龍江大學(xué)水力電力學(xué)院在“十二五”發(fā)展規劃中提出：水利水電工程專(zhuān)業(yè)試點(diǎn)實(shí)施“卓越工程師教育培養計劃”(“3+1”人才培養模式)，即學(xué)生在大學(xué)四年學(xué)習期間，三年在校學(xué)習，累計一年在施工、設計、管理部門(mén)實(shí)習和做畢業(yè)設計。這樣雖加強了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節，但會(huì )使工程力學(xué)基礎類(lèi)課程的學(xué)時(shí)相應變少。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程技術(shù)不斷更新，新的力學(xué)問(wèn)題也不斷出現，從而在工程技術(shù)方面對力學(xué)知識的要求越來(lái)越高。同時(shí)，要培養學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的應用創(chuàng )新能力和綜合素質(zhì)，必須對原有的教學(xué)模式進(jìn)行改革。
經(jīng)過(guò)調查和教學(xué)實(shí)踐我們認為，首先在內容上，該系列課程要有較強的“專(zhuān)業(yè)即時(shí)性”，即以專(zhuān)業(yè)需求為主導，其次是課程本身的系統性、科學(xué)性和實(shí)用性。
一、水利水電工程專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)課程體系構建的思路
1.根據學(xué)校對水利水電工程專(zhuān)業(yè)評估后的整改方案，以培養“應用型本科”為目標，以本專(zhuān)業(yè)對課程的需要為依據，在教學(xué)內容和要求上進(jìn)行改革。
2.工程力學(xué)課程是一門(mén)獨立的學(xué)科，并緊密聯(lián)系工程實(shí)際，有很大的實(shí)用性，同時(shí)也是工程技術(shù)人員必備的理論基礎，必須考慮其科學(xué)性、系統性和實(shí)用性。
3.處理好理論力學(xué)、材料力學(xué)、結構力學(xué)三大力學(xué)課之間及與其他專(zhuān)業(yè)基礎課、專(zhuān)業(yè)課內容相近部分的整體優(yōu)化關(guān)系，避免課程內容上的不必要重復。
4.注重基礎，強化應用性教學(xué)。工程力學(xué)既作為專(zhuān)業(yè)課的基礎又直接服務(wù)于工程實(shí)際，要求學(xué)生掌握基本概念、基本理論、基本計算方法，也要具有較好的結構簡(jiǎn)化、分析、計算、校核能力。在講解時(shí)，應注重與實(shí)際工程結構相聯(lián)系，為學(xué)生指出一個(gè)基本思路，方便學(xué)生更好地解決問(wèn)題，對一些公式、原理的推導、證明，對一些繁難的手算要求可降低，強化計算機應用程序對結構進(jìn)行定性分析、校核的能力，將傳統內容與計算機應用合二為一，使教學(xué)模式實(shí)現一個(gè)巨大的轉化，將傳統的講述性教學(xué)發(fā)展成為應用型教學(xué)，既適應了教學(xué)的發(fā)展，也適合了時(shí)代的需要。
5.在教學(xué)時(shí)數的確定上，應盡可能地滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)課對該課程的內容要求，在考慮其內容完整性的基礎上，確定其總學(xué)時(shí)數。
二、水利水電工程專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)教學(xué)內容改革思路
水利水電工程專(zhuān)業(yè)的培養目標是具有水利工程勘測、規劃、設計、施工、科研和管理等方面的專(zhuān)業(yè)基本知識與專(zhuān)業(yè)技能，主要方向目標是應用性，在此對工程力學(xué)教學(xué)內容作出如下調整。
(一)減少課程之間的重復內容
減少大學(xué)物理已講過(guò)的內容，比如，動(dòng)力學(xué)內容中的功、功率、功能原理、動(dòng)能定理等內容，重點(diǎn)講解質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理、剛體轉動(dòng)時(shí)的恒力做功、剛體繞定軸轉動(dòng)時(shí)動(dòng)能及動(dòng)能定理、恒力作用下轉動(dòng)剛體的角動(dòng)量定理及慣性力、達朗伯原理等內容，并將此原理廣泛應用于動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的求解中。
理論力學(xué)、結構力學(xué)對桁架，材料力學(xué)、結構力學(xué)對靜定梁內力分析及彎矩、剪力、荷載集度之間的微分關(guān)系的講解，要注意各力學(xué)之間相互知識搭接，避免重復。
(二)布置專(zhuān)業(yè)讀書(shū)工程系列大作業(yè)
傳統工程力學(xué)只注重理論知識的學(xué)習，學(xué)生應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的分析能力較差。而教科書(shū)給出的例題、習題多是理想的計算簡(jiǎn)圖結構，與實(shí)際工程不能緊密聯(lián)系，學(xué)與用脫離，這會(huì )直接影響學(xué)生對實(shí)際結構分析和計算能力，對相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎課及專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習造成困難。為此，在教學(xué)過(guò)程中應針對水利水電工程專(zhuān)業(yè)布置讀書(shū)工程系列大作業(yè)。
在靜力學(xué)受力分析部分，我們引入的力學(xué)模型大部分都是和專(zhuān)業(yè)實(shí)際相結合的，比如，水工大壩、輸水管道、啟閉閘門(mén)中的桁架結構、渡槽及支架的受力分析等，目的是增加學(xué)生對專(zhuān)業(yè)所涉及建筑物的感性認識。
在靜定結構內力分析部分，對桿系結構(如渡槽及支架)重點(diǎn)是如何把實(shí)際工程結構簡(jiǎn)化為計算簡(jiǎn)圖及對計算簡(jiǎn)圖進(jìn)行幾何分析和受力分析，進(jìn)而分析結構的內力特點(diǎn)，目的是鍛煉學(xué)生對實(shí)際工程問(wèn)題的分析、計算能力。
在應力狀態(tài)分析及強度分析部分，在對實(shí)際結構的計算簡(jiǎn)圖(渡槽及支架的計算簡(jiǎn)圖)內力分析的基礎上進(jìn)行強度分析，目的是提高學(xué)生對實(shí)際結構強度的分析能力。
(三)結構分析的計算機應用
把結構分析分為傳統內容和計算機應用兩部分，通過(guò)傳統內容建立基本概念、學(xué)習基本理論及基本計算方法，解決簡(jiǎn)單問(wèn)題;通過(guò)應用計算程序進(jìn)行復雜計算，加深對基本概念、基本原理的理解;通過(guò)大量計算機操作，熟悉各種結構分析程序的應用，掌握結構內力的分布情況。
傳統內容為工程力學(xué)的基本內容，在保證靜定結構內力分析足夠學(xué)時(shí)的情況下，超靜定結構基本結構類(lèi)型的計算方法以熟練掌握基本原理及其應用為主，其他復雜結構(如框架、空間桁架等)計算通過(guò)計算程序完成。
計算機應用是指給出各種結構類(lèi)型的計算源程序，讓學(xué)生了解其使用方法和適用結構。這一部分內容是工程力學(xué)應用能力培養的一個(gè)主要方面，在這里要盡可能多地介紹各類(lèi)結構計算程序，以保證工程力學(xué)計算的完整性。對學(xué)生的基本要求是能讀懂程序并熟練使用，以達到解決工程實(shí)際問(wèn)題的目的，形成以矩陣位移法程序為主，其他方法程序(如簡(jiǎn)支梁及連續梁影響線(xiàn)、包絡(luò )圖程序、彈性地基梁或動(dòng)力計算程序等)為輔的體系。
結構分析的計算機應用主要針對繁難結構的計算，改手算為電算，可以加大作業(yè)量，通過(guò)大量計算分析，提高學(xué)生的結構計算、分析能力。
三、教學(xué)模式的改革
充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養創(chuàng )造型人才。改變以往固有的傳遞—接受式學(xué)習模式，在教學(xué)過(guò)程中適當調動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，通過(guò)學(xué)生自主設計實(shí)驗、書(shū)寫(xiě)論文等形式，引導他們進(jìn)行研究性學(xué)習。在教師指導下讓學(xué)生參加學(xué)校實(shí)驗室開(kāi)放項目，例如，依據工程力學(xué)的知識制作紙橋，進(jìn)行受力分析、位移計算和實(shí)驗驗算，優(yōu)化選擇紙橋的結構形式、截面參數等，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而更容易地掌握教學(xué)內容。
同時(shí)，還需充分利用先進(jìn)教育技術(shù)手段。多媒體等教學(xué)手段的使用，是計算機技術(shù)在教學(xué)改革應用的一個(gè)重要體現，其極大地活躍和豐富了課堂教學(xué)。同時(shí)隨著(zhù)校園網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺的建立，網(wǎng)絡(luò )教育也可作為輔助課堂。在實(shí)踐中，可增加一些三維圖像，形象、生動(dòng)描述出質(zhì)點(diǎn)、剛體及可變形固體的運動(dòng)軌跡、變形曲線(xiàn)，也可增加一些與課程內容相關(guān)、而書(shū)本上又沒(méi)有的工程實(shí)例(如長(cháng)江三峽水利工程)，盡可能多地調動(dòng)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的資源，構建一個(gè)良好的學(xué)習氛圍，實(shí)現學(xué)時(shí)少、講得精的教學(xué)原則。充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，激活創(chuàng )新意識，達到良好的教學(xué)效果。
教師采用啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)并發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習積極性、主動(dòng)性。要通過(guò)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，改變以往以教師為主導、以灌輸式教學(xué)為主體、以課堂教學(xué)為唯一教學(xué)形式的運行機制，建立教師學(xué)生雙向選擇、相互配合，啟發(fā)式、討論式教學(xué)的多種形式、多種內容、多種手段交叉進(jìn)行的新機制。在課堂講授中對例題著(zhù)重講解思路，引導學(xué)生課后自學(xué);同時(shí)，針對學(xué)生專(zhuān)業(yè)，將工程實(shí)際中的一些具體應用或者科學(xué)研究中抽象出來(lái)的一些理想力學(xué)模型引入到課堂教學(xué)中來(lái)，提高學(xué)生學(xué)習的積極性。
四、考核方式的改革
全國水利大發(fā)展的形式，要求我們面向社會(huì )培養實(shí)踐性、應用型人才，這種培養方向的確定要求我們的考核必須是綜合的、靈活的形式�？季淼姆謹倒倘恢匾�，但不是衡量人才的唯一標準。由于工程力學(xué)理論系統比較嚴謹成熟，以往在考核上我們主要側重于學(xué)生在力學(xué)問(wèn)題上的科學(xué)態(tài)度、嚴謹求實(shí)的學(xué)風(fēng)、縝密的力學(xué)思想以及良好的力學(xué)素養，而且特別注重于基本理論和基礎知識的夯實(shí)，這樣原來(lái)的考試主要以試卷的形式進(jìn)行。但由于我們是工科學(xué)院，要擔負起培養工程人才的責任，所培養的人才要具有較高的工程素質(zhì)及實(shí)踐能力，同時(shí)還要具有創(chuàng )新精神。這就注定我們要在考核方式上進(jìn)行改革，以一種更為靈活的考核方式，全面、綜合地檢驗學(xué)生的學(xué)習成果，同時(shí)引導他們培養創(chuàng )新精神及實(shí)踐能力;而且，進(jìn)行考試改革也有利于樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)與考風(fēng)。因此我們建立了非�？茖W(xué)、全面的考核制度�？疾閷W(xué)生是否能夠獨立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，以及動(dòng)手能力及創(chuàng )新能力等。課程的考核主要由三部分組成：第一部分為平時(shí)成績(jì)，包含學(xué)習態(tài)度、課堂提問(wèn)、完成作業(yè)情況、平時(shí)測驗、課堂出勤等，還有學(xué)生自主學(xué)習部分的成績(jì)，如讀書(shū)報告、課堂討論、學(xué)生講解等;第二部分為理論成績(jì)，在形式上有開(kāi)卷與閉卷、口試與筆試等，試卷中有加試題或選做題，這樣就考查了學(xué)生的自主性學(xué)習能力;第三部分為加分，包括在實(shí)習實(shí)驗活動(dòng)中的參與程度和積極性、完成實(shí)驗作業(yè)(比如實(shí)驗設計、工程實(shí)際的力學(xué)建模設計或論文)等，這樣就考查了學(xué)生的創(chuàng )新能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力。通過(guò)多種考核方式相結合，調動(dòng)學(xué)生在學(xué)習理論、思考問(wèn)題上的主動(dòng)性和積極性，增強學(xué)生在日常行為上的自我約束能力，起到了提高學(xué)生研究性學(xué)習能力的作用。
參考文獻：
[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2002.
【試論水利水電工程專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)課程教學(xué)改革探索】相關(guān)文章：
工程力學(xué)論文/淺析工程管理專(zhuān)業(yè)《工程力學(xué)》課程教學(xué)改革的探討09-28
土木工程專(zhuān)業(yè)工程測量課程教學(xué)改革的探索07-17
高職工程力學(xué)教學(xué)改革探索教育論文09-11
語(yǔ)言文學(xué)課程教學(xué)改革探索論文05-26