职业院校《工程力学》教学探析
摘 要：随着科学技术的进步和教学改革的不断深入，工科专业对《工程力学》教学提出了更高的要求。传统的教学方法和教学手段已不适应，我们必须更新教学理念，改进教学方法，应用现代教学手段，以提高课堂教学效率。本文结合多年的教学实践，阐述了对《工程力学》教学的一些心得体会。
关键词：教学改革 教学理念 教学方法 工程力学
《工程力学》课程是职业院校工科专业的一门重要的专业基础课,它应用范围广、涉及面大，应用在机械、建筑、能源、交通等不同领域。尤其对于机械类专业,它是一门承上启下的重要课程。《工程力学》内容主要包括“理论力学”和“材料力学”两大部分，它以“理论力学”为理论基础，以“材料力学”为应用重点。该课程因内容较广、概念较抽象、计算较复杂，加之又包含一些重要的力学分析和计算，因此在学习过程中不仅要求学生具有良好的数学和物理基础，还要具有多样的研究方法和较强的实践能力；由于对学生的能力要求较高、知识面要求较广，加之其课程难度较大，因而导致了很多学生对此课程学习兴趣不高，上课精力不集中，从而导致教学效果不理想。但学好《工程力学》不仅能为学生后续学习打下坚实的专业基础,而且对锻炼学生独立思考能力、开发学生智力、培养学生的观察能力、想象能力、逻辑思维能力、创新能力以及解决工程实际问题的能力，建立工程概念和力学模型都将产生重大影响，为学生能成为一名优秀的高素质复合型技能人才奠定扎实的理论基础。因此《工程力学》具有其它专业课程不可替代的作用，如何激发学生的学习兴趣，使同学们积极主动学习，提高课堂教学效果，达到教学目的，对力学教师就提出了较高的要求。
加之随着科技的发展，企业对工程技术人员的职业素养和能力也提出了更高的要求，这也对《工程力学》教学寄予了更高的期望。面对不断减少的教学课时和日益提高的对学生综合素质要求的矛盾，传统的教学方法和教学手段已不适应，我们必须更新教学理念，改进教学方法，应用现代化教学手段，以加大课堂信息量和提高教学效率。笔者根据多年从事机械课程教学的体会和经验，对《工程力学》教学进行了一些有益地探讨，以提高本课程的教学效果和效率。
一、激发学习兴趣 提高学习积极性
伟大的教育家孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐知者”。意思是说兴趣是学习的动力，是成功的源泉。那么在课堂教学中如何激发同学们的学习兴趣呢？
人人都爱听故事，精心准备的一些关于力学的故事在很大程度上能极大地吸引同学的注意力，激发他们的学习兴趣，提高教学效果。
在静力学的学习中，我们绕不开被誉为“近代科学的开创者”——牛顿。他一生的三大科学成就——光的分析、万有引力定律和微积分学，为现代学的发展奠定了基础，对科学作出了巨大贡献。所以一谈到牛顿，人们都可能以为他小时候一定是个“天才”、“神童”，有着非凡的智力；其实不然，牛顿童年身体瘦弱，头脑并不聪明，而且家境贫寒，他幼年丧父，在上小学时，常因学习成绩差，被学习好的学生歧视，并被骂作“笨蛋”，并因家贫而辍学经商。后来才发愤读书，终写成关于“万有引力”的论文，一六八七年七月将《自然哲学的数学原理》（即万有引力）发表于世。牛顿是个十分谦虚的人，他说：“假如我有一点微小成就的话，没有其它秘诀，唯有勤奋而已”，“假如我看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上”，这些至理名言，至今激励着我们。通过这个故事使学生在学习前就能树立一种意识，力学并不是高不可攀的，也不需要很高的智商，要的是你的刻苦学习和勤奋钻研。
又如在讲到胡克定律中弹性模量（杨氏模量）E时，应该向学生提及杨氏——汤姆斯•杨的学术贡献。汤姆斯•杨是一位多才多艺的科学家，曾经在物理上提出了著名的杨氏双缝干涉实验，还利用罗赛塔石辨认了埃及的象形文字从而成为一名考古学家。汤姆斯•杨在固体的表面物理科学上也卓有成就。他在1804年提出了杨氏接触角，而接触角的概念却仍是现在科学研究的前沿与热点，并且得到了广泛的应用。
再如学习材料力学中的最大剪应力破坏准则时，引入“最大剪应力”发展的历史故事，也会为课堂增添一点兴趣。最早对材料的强度破坏问题产生兴趣的是文艺复兴时期的巨人达•芬奇，他是世界上最伟大的艺术家之一，他的《蒙纳利莎》和《最后的晚餐》两幅巨著是人类文化的瑰宝。同时，他也是世界上最早设计飞机的人，他还是一位建筑师、工程师、解剖学家。达•芬奇曾经说过：“力学是数学的乐园，因为我们在这儿获得了数学的果实”，由此可见他对数学、力学的重视。随后，意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家，也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”的伽利略也对“最大剪应力”进行了进一步的研究。最终在1864年，由法国的工程师屈雷斯加（Tresca）提出了“最大剪应力”准则，即“Tresca准则”，也就是材料力学上讲到的第三强度理论。
大量的、丰富有趣的力学史料故事，能使枯燥无味的专业课堂听起来兴趣盎然，进而丰富了教学的内容和情感；同时也会对牛顿的勤奋和谦虚，达•芬奇和伽利略等人的多才多艺而折服，发出由衷的感叹，对于强度理论发展的曲折历程有了深入体会。“寓教于史”、“寓教于乐”，能极大地激发同学们的学习兴趣，提高学生们的学习积极性。
二、引导学生学习 增强学习的主动性
叶圣陶说过：“我之意见，教师引导学生用心阅读，揣摩何处为学生所不易领会，即于其处提出问题，令学生思之，思之而不得，则为讲明之。”可见教学是一个双向互动的过程，既要教师课前充分备课、在教学实施中采用灵活的方法来进行引导，又要学生在学习的过程中带思而学、带问题而学，增强他们的主动性，使他们主动的学习，这样才能有效的提高课堂的教学效果。
如在讲解工程力学中材料的物理特性前，可以给学生先预先提出这么一个日常生活中的问题，即为什么玻璃杯子落地易摔碎，而塑料杯子落地时却不易摔碎？又如为什么有的建筑工程使用时间长，而有的“豆腐渣”工程极易损坏？学生们对这样的问题在日常中见过或听过，但如何从知识的角度来分析和解释，这就是老师们要给他们讲解的内容。通过这些方式的引导，就能加强学生对材料的强度、硬度、塑性及韧性等特性的接受和理解，也能通过这些方式来引导学生积极主动的学习；通过这些问题的提出，再加之老师进行有效的引导，就能很好的吸引学生的眼球，激发学生们的学习兴趣，从而将学生的学习意识从“要我学”转变为“我要学”。
三、利用多媒体教学 培养学生创新能力
随着科技的发展，信息技术的应用，现代教育技术的显著特征是依托信息技术——网络与多媒体技术进行教学，本着提高教学效果，提高学生的实践能力和创新能力的目的，加之《工程力学》在职校生的知识结构和科学素养的构建中具有极为重要的地位，因此在教学中采用多媒体教学手段，可以使学生获得更多的信息，有效地分解知识的复杂度，减少信息在大脑中由工程结构到力学模型、从抽象到具体的转换过程，化繁为简，还能充分地传达教师的教学意图，建立起“立体化”教学体系。
譬如在学习拉、压杆的计算，关于材料的极限应力σs（屈服强度）、σb（抗拉强度）的知识时，我们可以利用多媒体教学，穿插塑性材料、脆性材料的拉伸和压缩flash动画，利用课件中丰富的图片、动画、影音资料，既扩展了知识、简化了教学，又增加了教学的渗透性，同时也调动了同学们学习的积极性。在讲授构件的实际变形和破坏时，由于同学们对各种变形理解不够透彻，倍感深奥。但是通过多媒体教学课件的应用，将工程构件的变形及破坏实例通过影视资料或动画课件的形式直接呈献给大家，不仅使教学内容一目了然，而且也拉近了《工程力学》与日常生活的关系，体现了《工程力学》的实用价值。利用多媒体教学还可以通俗地向学生们展示《工程力学》的最新应用和前沿技术，如生物芯片、纳米碳管技术等，从而激发学生的好奇心。爱因斯坦说过“只有充满好奇的人、充满激情的人，他才能有所发明”。
总之，通过多媒体教学手段的应用，可以使教学资源多元化、教学方式现代化、教学内容立体化；既构建了教与学的多层次、全方位的教学体系，又培养了学生的创新能力。
四、以人为本 更新教学理念
现代教育倡导“以人为本”的教育理念，推行现代教育思想、教育理论，是教学改革的先决条件。以人为本的教育理念是时代发展的产物，它的意义在于把人放在第一位，主张以人作为教育教学的出发点，顺应人的禀赋，提升人的潜能，完整而全面的关注人的发展。德国哲学家黑格尔也曾说过：“伟大的刺激和鼓励是一个老师的主要劳动、主要影响方式。”学生是学习的主体，教师是教学活动的组织者和推动者，是导演，教师对学生的尊重和赏识是教学实施成功的前提条件。教师职责就是使学生能力得到锻炼和提高，身心得到愉悦和熏陶，这也是教师创造性工作的体现。
因此教师在实施教学活动的过程中，应以学生为施教的主体对象，围绕学生学习的知识要点为中心，在充分尊重学生人格的基础上来平等进行。教师在教学中，不久要教学生们学知识，更要以自己的言行、品格来影响、感染他们，使他们在长知识的同时长大成人。
五、教学方法多样化 提高教学效果
教学方法改革的根本目的是要让学生从知识、技能的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，为学生积极参与创造条件，引导学生去思考、去探索、去发现，鼓励学生大胆提出问题。
课堂教学有启发式、讨论式、设疑式、互动式、探究式、任务驱动和行为导向等教学方法，它们各具有不同的特点。但就《工程力学》教学而言，本人以为设疑式、探究式、任务驱动教学法比较适合职业院校教学的特点，它能够极大地体现学生是教学的主体，调动学生学习的积极性，激发学习热情。如在静力学受力分析部分，约束和约束力就是一个重点和难点。教学时要求学生仔细观察身边的生活和工程实例，通过列举一些日常生活中常见的工程实例，简化并建立力学模型，应用设疑式、探究式、任务驱动等教学法，让同学们带着疑问、讨论探究来完成任务，在实践中学习和掌握约束和约束力特点，从而完成教学任务。这些教学方法注重学生创新意识和实践能力的培养，让学生积极动脑、勇于思考、乐于实践，也很容易调动学生的积极性，提高教学效果。
卢梭曾言：“教学的艺术就是使学生喜欢你所教的东西”。教学有规而无定法，只要我们始终坚持以学生为主体，充分发挥其积极性和主动性，处处贯彻“以人为本”的教育理念，辅以先进的教学方法和手段，《工程力学》教学就能取得成功。
参考文献：
（1）刘徽编著《改变教学的36部教育名著》，华东师范大学出版社；
（2）夸美纽斯，捷克著名的教育家《大教学论》人民教育出版社。
（3）苏霍姆林斯基，苏联当代教育家《给给教师的一百条建议》、《把整个心灵献给孩子》。
