引論：我們?yōu)槟砹?3篇工程問題的概念范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求，政府部門投資建設(shè)了多數(shù)橋梁，隨著社會的發(fā)展，橋梁也需要不斷的地更新、改造。基于橋梁工程在社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位，作為橋梁建造開端的橋梁設(shè)計顯得尤為重要。而橋梁的概念設(shè)計是具體設(shè)計的先導(dǎo)，是對橋梁設(shè)計的總體把握與構(gòu)思，其思想貫穿橋梁設(shè)計的全過程，并隨著項目的進行而不斷完善。在橋梁建造工程中，高達70%以上的生產(chǎn)成本取決于概念設(shè)計，做好橋梁工程的概念設(shè)計才能造出“精品”橋梁，才能從根源上節(jié)約工程的建造價值，提升美學(xué)內(nèi)涵。

1 橋梁工程概念設(shè)計綜述

1.1 橋梁概念設(shè)計的過程

橋梁的概念設(shè)計主要是在一定經(jīng)濟條件下，提出滿足結(jié)構(gòu)造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設(shè)計方案。現(xiàn)行的橋梁建設(shè)主要以結(jié)構(gòu)設(shè)計與橋梁施工為核心，按照時間進行相關(guān)組織與實施，設(shè)計人員的主要職責(zé)是依照必要規(guī)范產(chǎn)生經(jīng)濟安全的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。橋梁的概念設(shè)計活動除包含上述功能外，還要綜合考慮影響設(shè)計初步階段的環(huán)境、人文、美學(xué)等要素，完善了傳統(tǒng)設(shè)計的表現(xiàn)手法與設(shè)計理念。

1.2 橋梁的產(chǎn)品化概念設(shè)計

橋梁是一種特殊產(chǎn)品，它具備土木工程結(jié)構(gòu)的基本特征，也具備產(chǎn)品的一般屬性。橋梁產(chǎn)品的建設(shè)規(guī)模大、投資巨大；橋梁的建造一般由政府根據(jù)社會、經(jīng)濟、交通需求確立實施，與市場關(guān)系較小；橋梁的使用年限長，達到壽命后將成為廢棄物，在其長壽命周期內(nèi)需具備抵御環(huán)境侵害的能力。鑒于產(chǎn)品概念設(shè)計的思想和橋梁概念設(shè)計的重要指導(dǎo)，將現(xiàn)有的橋梁概念設(shè)計內(nèi)容從橋梁設(shè)計各步驟里提煉歸納出來，形成如下的橋梁概念設(shè)計新思路。

（1）設(shè)計定位階段主要包含環(huán)境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設(shè)計的主客觀因素，才能合理定位設(shè)計走向。環(huán)境分析主要是對擬建橋區(qū)的水文、地形、氣象、地質(zhì)等條件的分析，這將決定了橋梁設(shè)計的抗震、抗風(fēng)設(shè)計需要；橋梁的用戶群體主要是社會、業(yè)主和生態(tài)環(huán)境，設(shè)計中要注重橋梁的生態(tài)性、安全性、景觀美學(xué)性、經(jīng)濟性等；使用方式?jīng)Q定了線性布置、建設(shè)規(guī)模的大小、上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計、斷面布置等；壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災(zāi)害事故成本。橋梁概念設(shè)計的主體由設(shè)計、施工、運營、管養(yǎng)等多單位與部門構(gòu)成，在其壽命期內(nèi)的所有部門被稱作利益共同體。

（2）方案初擬階段是在對橋梁概念設(shè)計精準(zhǔn)定位后，從結(jié)構(gòu)體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運營的安全性、施工操作的難易程度；結(jié)構(gòu)體系的選擇要注意結(jié)構(gòu)的可達到性和可維護性，為今后的橋梁檢修提供便利條件，整體節(jié)約橋梁壽命期的總成本；橋梁的造型與景觀設(shè)計要以工程師為主導(dǎo)，同時邀請建筑師及其他專業(yè)人員加入，形成合理的設(shè)計模式；施工方案直接影響著橋梁工程的質(zhì)量、安全、工期，在考慮結(jié)構(gòu)、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經(jīng)反復(fù)對比分析，篩選出兩三個可行的推薦方案。

（3）方案比選階段的主要工作是依據(jù)項目的相關(guān)規(guī)定和工程師的相關(guān)經(jīng)驗，從若干推薦方案中擇優(yōu)選取最終設(shè)計方案。經(jīng)濟指標(biāo)是大多數(shù)橋梁最終方案決定的關(guān)鍵性要素，但在一些景區(qū)橋梁或標(biāo)志性大橋的設(shè)計方案比選中，景觀美學(xué)價值也是不容忽視的重要因素。

1.3 橋梁概念設(shè)計的階段劃分

橋梁的概念設(shè)計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段。這三個階段設(shè)計橋梁工程的技術(shù)層面的具體細部與結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體每階段的概念設(shè)計內(nèi)容如表1所示。

2 橋梁設(shè)計的前沿設(shè)計理念

這里主要介紹三類較具代表性的設(shè)計理念，即橋梁的耐久性設(shè)計理念、橋梁的生態(tài)性設(shè)計理念和橋梁的全壽命周期設(shè)計理念。

（1）耐久性設(shè)計理念是指在橋梁的設(shè)計使用期限內(nèi)，保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設(shè)計理念。耐久性的設(shè)計需要在明確設(shè)計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求；評估特定條件下的侵蝕嚴重程度；明確橋梁的各個構(gòu)件對侵蝕作用的防護水平與防護方法；提出設(shè)計、養(yǎng)護、維修等后續(xù)方案。

（2）橋梁的生態(tài)設(shè)計理念是充分利用生態(tài)學(xué)的設(shè)計思想，綜合考慮橋梁相關(guān)的生態(tài)環(huán)境，在橋梁的設(shè)計規(guī)劃中，提出滿足人們需求且與生態(tài)環(huán)境和諧共存的設(shè)計方案。生態(tài)設(shè)計中要堅持生態(tài)保護的原則，盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法，嚴格控制施工范圍；施工堅持使用清潔能源，選取無毒無害的裝飾與建造材料，從而利于橋梁報廢后的物料回收；橋梁建造需保證施工工藝先進、材料先進、設(shè)計和施工組織合理。

（3）橋梁的全壽命周期設(shè)計包含橋位的規(guī)劃、方案的設(shè)計、性能的分析、詳圖的設(shè)計、建造的施工、管理的養(yǎng)護和拆除這幾個階段的全面規(guī)劃和系統(tǒng)考慮，從而達到最優(yōu)目標(biāo)。橋梁的全壽命周期設(shè)計將使用、資金、文化、生態(tài)等需求細化成具體指標(biāo)，并采用恰當(dāng)?shù)姆绞綄崿F(xiàn)橋梁壽命周期的各類指標(biāo)要求。

3 結(jié)語

本文介紹了橋梁概念設(shè)計的具體定義、相關(guān)特點、設(shè)計的步驟和流程，并從定性分析、經(jīng)驗積累、合理估算的基礎(chǔ)上總體把握橋梁設(shè)計構(gòu)思。借鑒產(chǎn)品設(shè)計的成熟經(jīng)驗，將橋梁作為產(chǎn)品，嘗試橋梁的產(chǎn)品化概念設(shè)計，進而深入探討工程的可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段的技術(shù)層面的橋梁概念設(shè)計。最后，介紹了現(xiàn)今的一些前沿橋梁概念設(shè)計理念，如生態(tài)設(shè)計理念、耐久性設(shè)計理念、全壽命周期設(shè)計理念等，對以后的橋梁概念設(shè)計發(fā)展有一定的啟迪意義。

篇2

?闡明STEM教育的主要目的

?通過3個維度（實踐、跨學(xué)科概念、學(xué)科核心概念）討論這些學(xué)科的本質(zhì)。

本文將聚焦在STEM中的科學(xué)（S）、技術(shù)（T）及工程（E）。當(dāng)然，數(shù)學(xué)（M）的重要性不言而喻，無論將它作為單一學(xué)科還是STEM的組成部分，我們并不會刻意地去貶低數(shù)學(xué)的重要性。相反。我們堅信數(shù)學(xué)是青少年高質(zhì)量教育的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)在科學(xué)、技術(shù)及工程中的應(yīng)用使得它們能夠更好地結(jié)合在一起。數(shù)學(xué)知識與應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力更是在我們探究，以及解決關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程問題的過程中起到了關(guān)鍵作用。

科學(xué)從本質(zhì)上說是探究。科學(xué)探究是科學(xué)所有分支學(xué)科的核心特征，因為這是科學(xué)知識產(chǎn)生和被證實的途徑。對于科學(xué)家們來說它是黃金標(biāo)準(zhǔn)，使得科學(xué)家們明白了他們是如何掌握科學(xué)知識的，以及可以證明科學(xué)家們所掌握知識的證據(jù)。因此，科學(xué)探究是為了建立知識和理論而產(chǎn)生的一種科學(xué)的策略。用《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（National ScienceEducation Standards，USA，1996）的話說，科學(xué)探究是“科學(xué)家學(xué)習(xí)自然世界、基于工作得到證據(jù)，提出解釋及理論的眾多途徑”。

工程和技術(shù)聚焦在改變自然和人造世界，旨在解決問題或滿足人類的需求。通過工程和技術(shù)設(shè)計創(chuàng)造解決問題的方案。科學(xué)探究是科學(xué)的基礎(chǔ)，設(shè)計過程是工程和技術(shù)的基礎(chǔ)。正如科學(xué)探究使科學(xué)領(lǐng)域蒸蒸日上，工程及技術(shù)中解決問題的方案也通過設(shè)計過程得以延伸和發(fā)展。

但是，在現(xiàn)實世界中，科學(xué)、工程、技術(shù)的主要方面并沒有相互脫離。科學(xué)知識的產(chǎn)生表明了問題或許可以通過工程和技術(shù)得到解答。相似的是，工程和技術(shù)解決問題的過程同樣影響著科學(xué)知識的發(fā)展，甚至有時產(chǎn)生了新的科學(xué)知識。就青少年而言，我們需要讓他們理解這些學(xué)科之間的基本差異。同樣重要的是還要幫助他們認知這些學(xué)科之間的緊密關(guān)系。

STEM學(xué)科的維度

我們使用美國《K-12科學(xué)教育框架》（AFramework for K-12 Science Education；Practices，Crosscutting Concepts，and CoreIdeas，2012）中所述的實踐（Practices）、跨學(xué)科概念（Crosscutting Concepts）及學(xué)科核心概念（Core Ideas）比較這3個學(xué)科的內(nèi)容。在每一個學(xué)科中，這些維度都緊密聯(lián)系在一起，每一個維度的缺失都將影響整個學(xué)科。也就是說，為了讓學(xué)習(xí)活動能夠真實，3個維度的內(nèi)容都必須清楚明白地體現(xiàn)在活動設(shè)計中。

實踐――與成功的科學(xué)、工程，技術(shù)相關(guān)聯(lián)的實踐或能力

用“實踐”一詞代替“探究能力”，是因為在科學(xué)探究和解決問題中會同時用到知識和技能。而用“探究能力”一詞會讓人感覺這排除了解決問題。其實“實踐”超越了“能力”，它包含著討論、爭論、評論和科學(xué)模型的建造等，它將有關(guān)專業(yè)人士是如何將實踐應(yīng)用到工作中的綜合觀點呈現(xiàn)在了眼前。

幾十年來，科學(xué)教學(xué)經(jīng)歷了強調(diào)科學(xué)探究能力與學(xué)習(xí)科學(xué)事實之間的緊張期。過于強調(diào)對事實的認知會使得學(xué)生們認為科學(xué)與其他學(xué)科只不過是一些孤立的信息、做實驗或解決問題的簡單步驟而已。這將是對任何學(xué)科的極大誤解。因此，關(guān)鍵是要讓學(xué)生們實踐那些專業(yè)人士在這些學(xué)科中所應(yīng)用的，這樣做是為了讓他們能夠明白學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念。

表1列舉了STEM中的實踐。需要強調(diào)的是在現(xiàn)實生活中這些實踐不會呈現(xiàn)線性規(guī)律。例如，盡管基于證據(jù)的論證被單獨列出，實際上論證卻滲透在每一個實踐中。在實際的科學(xué)問題上或是在一個能導(dǎo)致深入理解的現(xiàn)象中都會有論證的出現(xiàn)；在工程和技術(shù)中，對于要解決的問題需要論證，在解釋、設(shè)計過程或得出解決方案時也會有論證的出現(xiàn)；在標(biāo)準(zhǔn)與限制下，討論哪種解釋最符合證據(jù)，或者哪種設(shè)計能得到最好的解決方案也是論證。總的來說，實踐應(yīng)聚焦于它所用的不同情境。

事實上，這張表中最突出的是科學(xué)、工程和技術(shù)的實踐非常相似。我們都知道科學(xué)家們使用這些實踐的目的與工程師、技術(shù)專家并不相同。但是，在科學(xué)、工程和技術(shù)中，在實踐層面高度的共通性不僅有用，且說明了這些學(xué)科交叉的可能性。其實，在科學(xué)、工程、技術(shù)中差異還是存在的，如科學(xué)上的“提出問題”在工程和技術(shù)中被“定義問題”所代替；同樣，科學(xué)中的“構(gòu)建解釋”在工程和技術(shù)中變成了“設(shè)計解決方法”。

?提出問題vs.定義問題

如果我們認為根據(jù)現(xiàn)象提出問題是一個科學(xué)活動的“發(fā)動機”，那么定義和澄清問題便是工程、技術(shù)和一些數(shù)學(xué)實例中很重要的因素。

好奇心，或者認識、理解，并用科學(xué)問題解釋現(xiàn)象的欲望常常可以激發(fā)科學(xué)。對于科學(xué)的好奇心顯示了科學(xué)問題的架構(gòu)。比如說，學(xué)生會想知道“月亮離地球多遠”或者“車從一個地方到另一個地方需要多久”，“什么導(dǎo)致了月食”，“如果每天都用濃鹽水澆灌植物，它們會怎樣”……所有這些都是科學(xué)問題并且都可以用科學(xué)的方法回答。

工程則集中在問題的闡明與定義上。通過對產(chǎn)品和過程的工程設(shè)計解決問題并滿足社會的需求。工程師通過定義問題，得到在一定條件限制之內(nèi)成功地解決方法的標(biāo)準(zhǔn)。同樣地，技術(shù)最初的焦點也是在識別和定義問題，以此符合人們的需求和技術(shù)的專業(yè)性。

當(dāng)然，上述討論不應(yīng)該與表中其他實踐所產(chǎn)生的問題所混淆。比如在分析和解釋數(shù)據(jù)的實踐中會產(chǎn)生諸如“是否科學(xué)探究活動會回答最初的問題”，“是否是基于證據(jù)提出的解釋”，當(dāng)然也可能是由工程和技術(shù)設(shè)計的解決方案中不同方法的可行性問題。因此，對于所有的STEM學(xué)科，都會遇到與數(shù)據(jù)收集、解釋數(shù)據(jù)相關(guān)的問題。還有些問題是關(guān)于信息的交流是否可以達到預(yù)期的精準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。其中有一些問題可以導(dǎo)致回答一個科學(xué)問題的多種方式，或是不同等級的問題解決方案。有時，這種問題會導(dǎo)致那些產(chǎn)生原始設(shè)計和科學(xué)問題的模型發(fā)生改變。根據(jù)這些問題的答案，有可能做出放棄之前提出的實驗或設(shè)計方案的決定。

?建立解釋vs.設(shè)計解決方法

對于科學(xué)，一個很重要的目的是在測試和證據(jù)支持下建立科學(xué)的解釋，以幫助我們理解周圍的世界。這樣做，科學(xué)家們發(fā)展出建立在大量重要的知識、測試和數(shù)據(jù)之上的科學(xué)理論。他們用理論或是模型解釋現(xiàn)象，預(yù)測現(xiàn)象，提升并修改他們之前的知識和對這些現(xiàn)象的理解。科學(xué)的解釋在觀察、數(shù)據(jù)和科學(xué)理論間建立有邏輯的連接。例如：一個有名的科學(xué)理論是“微生物理論”。在這個學(xué)說中，傳染性疾病是由病人身上叫做細菌的微小生物導(dǎo)致的，不同的細菌會產(chǎn)生不同的疾病。如果細菌從一個生病的人傳播到一個健康的人身上，它們就可以在這個健康的人的體內(nèi)傳播。人們可以通過消滅這些細菌或者減少它們導(dǎo)致疾病的活動得以康復(fù)。很多支持這一理論的證據(jù)從成千上萬個病例中累積起來。因此某一個人的病癥可以被判斷為有傳染性或是沒有，并能被判斷為是由某一種特定的細菌導(dǎo)致的，從而可以依據(jù)理論和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)確定治療方法。通過在證據(jù)基礎(chǔ)上建立理論或者理論模型的過程，科學(xué)家們增長了對現(xiàn)象的認識和理解。

但是工程和技術(shù)的目的是為了創(chuàng)造一種設(shè)計并解決問題，從而滿足人類的需求。就像科學(xué)中理論的建立一樣，工程設(shè)計是一個具有系統(tǒng)性和生命力的思考過程。具體的活動包括在工程設(shè)計之中，然而即便工程師應(yīng)用了科學(xué)知識，工程設(shè)計的過程卻與科學(xué)探究完全不一樣。在定義問題后，他們不得不去考慮必須達到的標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計的特點。例如在建橋過程中.他們需要考慮橋的組成部分、控制裝置、預(yù)期的長度與高度、最大的承載量等。除此之外，他們必須考慮限制條件，如可獲得的資源、完成的時間和環(huán)境條件。不論是“好”，或僅僅是“還可以”，他們需要在限制條件和解決方案的質(zhì)量間作出基于權(quán)衡的重要決策。在所有的決策中，工程師們需要應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)的知識。對于所有的目的而言，技術(shù)設(shè)計和工程設(shè)計是一樣的。但是，我們意識到技術(shù)是由經(jīng)驗、磨煉與學(xué)習(xí)所導(dǎo)致的，而并非科學(xué)。在這些情況下，它比設(shè)計更強調(diào)工藝。

跨學(xué)科概念

有一些概念在所有的STEM學(xué)科中都會出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)在其他的學(xué)科中，這就是跨學(xué)科概念。它們產(chǎn)生干闡明各學(xué)科核心概念的現(xiàn)象或者問題的過程中。它們有助于理解觀察和在數(shù)學(xué)思維、問題解決方案中建立理論。跨學(xué)科概念不是存在于真空中，因此，這些跨學(xué)科概念不應(yīng)該在孤立的調(diào)查或問題解決情境中學(xué)習(xí)，尤其是它們與學(xué)科核心概念的發(fā)展密切相關(guān)。

不論是科學(xué)家、工程師、技術(shù)專家，還是數(shù)學(xué)家，這些跨學(xué)科概念在看待世界上各種現(xiàn)象時可作為有力且全面的框架。因為它們超越了不同STEM學(xué)科之間的邊際，它們也被稱為統(tǒng)一的概念。我們將它們列在表2中，并提供簡潔的說明。

學(xué)科核心概念

學(xué)科核心概念即是幾個學(xué)科的核心主題。如物質(zhì)科學(xué)中，有很多概念與物質(zhì)特征、力、運動有關(guān)；在生命科學(xué)中有關(guān)的則有生物體的生長與發(fā)展、與環(huán)境的相互依存和適應(yīng)等。與其相似的是，在地球與空間科學(xué)中，有一些概念例如地球、太陽系、天氣和氣候。工程與技術(shù)中的核心概念涉及定義問題并設(shè)定問題的邊界、提出問題的解決方案，以及了解科學(xué)、工程、技術(shù)三者之間相互依靠的關(guān)系。

當(dāng)然，與其在基礎(chǔ)的科學(xué)、工程、技術(shù)中討論學(xué)科核心概念，倒不如用4個標(biāo)準(zhǔn)說明什么是學(xué)科核心概念。這個思想來自于《K-12科學(xué)教育框架》，它告訴我們學(xué)科核心概念應(yīng)該是：

?在橫跨科學(xué)、工程、技術(shù)等多學(xué)科時具有廣泛的重要性，或者是在單一學(xué)科中扮演重要的組織作用

通過這些核心概念，學(xué)生們學(xué)習(xí)了科學(xué)知識和對自然事件的解釋，例如空氣、水、礦物、生物、煤燃料、油燃料等，學(xué)習(xí)了關(guān)于可再生資源和不可再生資源的消耗。在工程設(shè)計中，明白了他們所用的自然和人造事物的性質(zhì)，以及如何去使用它們。他們考慮了產(chǎn)品和生產(chǎn)產(chǎn)品過程中的環(huán)境影響。例如，建造橋和生產(chǎn)食物產(chǎn)品的方式對于資源的分配和獲取的影響。

?提供理解或調(diào)研復(fù)雜觀點和解決問題的核心工具

對例如材料、能量、燃料的自然資源的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)更復(fù)雜知識的基礎(chǔ)，如對于物質(zhì)本質(zhì)的理解（原子的運動與排列解釋了不同材料的性質(zhì)）；能量可以以電、化學(xué)、磁及力等形式存在；自然資源的獲取影響著工程和技術(shù)的產(chǎn)品，人類住處與自然資源的分配和適宜的天氣條件密切相關(guān)等。

?與學(xué)生們的興趣和生活經(jīng)驗息息相關(guān)，或者是可以聯(lián)系到需要用科學(xué)技術(shù)認知思考的社會和個人的觀點

這是選擇學(xué)科核心概念的重要一條，因為這些將與學(xué)生的生活息息相關(guān)。如學(xué)生學(xué)習(xí)生活中可接觸到的事物的性質(zhì)，以及可以改變事物性質(zhì)的情況，學(xué)習(xí)能量的類型和能量的影響，并聯(lián)系他們的人生經(jīng)歷；學(xué)習(xí)有生命的事物是靠什么生存并生長的；學(xué)習(xí)人類是怎么利用原材料制造產(chǎn)品和設(shè)施的，例如食物、玩具、橋、樓房、自行車。以及各種工程和技術(shù)的其他產(chǎn)品；他們還會學(xué)習(xí)自然資源的短缺是如何影響他們生活的，比如沒有規(guī)律的雨水、礦物和糧食作物。

?在逐步提升知識深度和復(fù)雜度的多種等級中，要做到可教且可學(xué)

篇3

工程力學(xué)是非機械類專業(yè)工科學(xué)生的重要基礎(chǔ)，開設(shè)本課程的學(xué)生一般再無后續(xù)力學(xué)課程。目前的教學(xué)大綱中仍然將理論教學(xué)作為重點，在工程力學(xué)教學(xué)的過程中仍然僅僅重視工程力學(xué)相關(guān)理論公式以及微分方程的求解上。這種教學(xué)模式，會使工程力學(xué)教學(xué)陷入困境。一方面學(xué)生感覺工程力學(xué)知識晦澀難懂，另一方面工程力學(xué)教師在講解過程中也無法將工程力學(xué)知識清晰的表述出來，教學(xué)效果不理想。最終會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低，深感這門課程難學(xué)，也是學(xué)生最難掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。那么如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生分析能力，這是每一位一線力學(xué)教師所關(guān)注的問題。

一、加強教學(xué)環(huán)節(jié)，改進教學(xué)實踐的方法

1、充分利用多媒體教學(xué)，多種教學(xué)手段相結(jié)合 隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，人類的教育手段也不斷提高。計算機多媒體教學(xué)已經(jīng)走進課堂，它以其鮮明的教學(xué)特點，豐富的教學(xué)內(nèi)容，形象生動的教學(xué)情境逐步打破“一塊黑板，一支粉筆、一張嘴巴眾人聽”以教師灌輸為主的“填鴨式”的教學(xué)法。

工程力學(xué)與工程實際聯(lián)系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學(xué)問題，而大部分學(xué)生缺乏對生活和生產(chǎn)實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學(xué)生接受和理解這些知識。運用多媒體輔助教學(xué)，既發(fā)揮其形象具體直觀、圖文清晰規(guī)范、信息量大面寬的優(yōu)勢，又保留板書教學(xué)節(jié)奏可控、交流自如等特點。各種工程實例可利用多媒體通過屏幕以圖片、動畫的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，有利于學(xué)生工程概念的建立，更容易接受和理解教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然，多媒體教學(xué)也不是盡善盡美，存在進度較快、學(xué)生的思維較難跟上教師節(jié)奏等問題。因此，教學(xué)中應(yīng)采取傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。

2、完善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量 工程力學(xué)教學(xué)力求做到概念準(zhǔn)確，敘述簡明，主干清晰，啟發(fā)思維。

（1）教學(xué)中突出一條主線，以固體力學(xué)的基本研究方法——力的平衡、變形的幾何協(xié)調(diào)、力與變形間的物理關(guān)系的研究，為分析研究工程力學(xué)問題的主線，貫穿整門課程，有利于學(xué)生建立對力學(xué)的整體認識。（2）講解時注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性（特點）的時候，突出共性的歸納。如不同基本變形應(yīng)力分析方法的共性；靜定問題與靜不定問題的共性；不同材料物理模型下變形體力學(xué)分析的共性等。（3）加強課堂討論。促進學(xué)生對于問題、模型、假設(shè)、結(jié)論等物理與幾何意義及結(jié)論的正確性條件等的討論與探究。每次課均設(shè)置有思考、討論題，使學(xué)生參與互動。可以通過情境的設(shè)置，理論結(jié)合實際，使學(xué)生能夠更透徹地掌握工程力學(xué)的相關(guān)概念，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠受到更大的啟發(fā)，達到良好的教學(xué)效果。

3、重視習(xí)題課，提煉典型習(xí)題 學(xué)生在力學(xué)學(xué)習(xí)過程中，普遍會存在“上課聽懂了，習(xí)題不會做”的現(xiàn)象。因此，習(xí)題課在工程力學(xué)課程教學(xué)中有著重要的作用。習(xí)題課應(yīng)以“討論”為中心組織教學(xué)，內(nèi)容上應(yīng)注意基本概念和習(xí)題訓(xùn)練并重。教師需要挑選典型的、學(xué)生易出錯的、綜合性強的例題。講解時，重點講分析過程、解決辦法，最后討論一題多變的求解方法，輻射出更多有關(guān)的知識點，并加以小結(jié)。通過習(xí)題訓(xùn)練，加深學(xué)生對知識點的理解、記憶和運用，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

二、課程教學(xué)中的重點、難點問題的解決辦法

解決好課程中的重點、難點問題是學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容能夠透徹理解、深化認識的一條重要途徑，也是培養(yǎng)分析思維能力的有效方法。

解決的辦法是精煉課程內(nèi)容，突出研究主干，加強啟發(fā)討論，注重歸納思維。在授課過程中注意圍繞重點、難點精講多練，對講授內(nèi)容注重講概念、講思路、講方法。以力的平衡—變形的幾何協(xié)調(diào)—材料的力學(xué)行為作為分析研究工程靜力學(xué)問題的主線，突出基本概念、基本理論、基本分析方法和基本計算能力的培養(yǎng)。可采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法，即先提出一定的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和討論，使之有解決問題的愿望后，再通過教師的講解分析，將實際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型，并從力學(xué)的角度加以分析，最后將所得到的結(jié)果引入課堂教學(xué)的理論部分。另外，還可以留一些與生活相關(guān)的思考題，讓學(xué)生在課外思考、推理，力爭得到一些結(jié)論。這樣，就能使學(xué)生看到力學(xué)并不僅僅是一些枯燥的概念和理論，還是活生生的現(xiàn)實。這種啟發(fā)式教學(xué)不僅能引起學(xué)生的很大興趣，還可獲得一般教學(xué)方式所達不到的效果。

三、結(jié)束語

在工程力學(xué)的教學(xué)中，我們注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和應(yīng)用能力，根據(jù)專業(yè)特點優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容、采用多樣的教學(xué)方法和手段，增強學(xué)生分析和解決實際問題的能力。

全面提高工程力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要不斷地堅持和努力，必須采取積極有效以及循序漸進的方式。作為一名講授工程力學(xué)課程的一線教師，將積極探索，不斷完善教學(xué)過程的設(shè)計，不斷更新教學(xué)理念，不斷總結(jié)積累教學(xué)經(jīng)驗，提高教學(xué)水平，培養(yǎng)社會需求的應(yīng)用型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。

參考文獻

篇4

一直以來，我國土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的理論水平，但應(yīng)用實際工程的能力較差，獨立和創(chuàng)新的工程意識較低。原因是以往的教學(xué)中，教師單純地講授理論知識，學(xué)生實踐能力訓(xùn)練不足，缺乏理論與實際工程相結(jié)合的鍛煉，教學(xué)與實踐無法有效銜接。目前，土木行業(yè)越來越多的地方用到了概念設(shè)計，這種理念在很多實際的建筑方案中得以應(yīng)用，對土木工程影響巨大[1]。因此，概念設(shè)計在土木建筑工程專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)加以體現(xiàn)、反映。針對這樣的現(xiàn)狀，土木工程專業(yè)進行《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)研究就十分有意義。這對改革工程教育的教學(xué)模式有利，又能檢驗學(xué)生對所學(xué)理論知識的掌握，并且鍛煉他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，激發(fā)其建立工程意識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力[2]。

一、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)涵和意義

土木工程結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是工程當(dāng)中結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈魂，是利用設(shè)計概念并以自身為主線貫穿全部設(shè)計過程的一種設(shè)計方法。概念設(shè)計是完整和全面的設(shè)計過程，它將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計[3]。社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也有了一個更高的要求。如何打破土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過于墨守成規(guī)，能將結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力充分發(fā)揮出來，對于現(xiàn)代社會是迫切需要的。因為他們才是結(jié)構(gòu)設(shè)計革命的推動者和執(zhí)行者[4]。

《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程是在原《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計》課、《結(jié)構(gòu)概念與體系》課及《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》等土木工程專業(yè)課程基礎(chǔ)之上，發(fā)展整合及改造后新設(shè)立的課程。該課主要是以學(xué)生創(chuàng)新性設(shè)計制作實驗為主線，訓(xùn)練學(xué)生工程意識、動手能力、創(chuàng)新能力、實踐能力等。它體現(xiàn)了工程教育的特色，以結(jié)構(gòu)設(shè)計制作實驗項目為載體，探索在干中學(xué)、理論與實踐緊密結(jié)合的教學(xué)模式。把工程培養(yǎng)所必要的基礎(chǔ)知識、工程設(shè)計思想和方法、自學(xué)和終身自學(xué)的能力和興趣的培養(yǎng)等內(nèi)容放在第一位。《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課提出建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的概念和原則，并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計制作實驗案例進行點評分析。概念與體系部分介紹結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的背景、思路、基本做法、設(shè)計過程中經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)概念。

該研究的理論意義和實際意義在于探索通過該課程的教學(xué)設(shè)計，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革研究，適應(yīng)新的教育理念和人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力，掌握善于主動學(xué)習(xí)的方法，形成良好的學(xué)習(xí)和工作習(xí)慣。

二、我校的教學(xué)改革研究的基礎(chǔ)和環(huán)境

1.專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)好。河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院以開設(shè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽10年。完成了校教研項目《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實驗探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計等系列課程的教學(xué)研究》兩項。學(xué)院已開設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》等課程。

2.師資力量強。上述這些課程由多位建筑工程系的老師擔(dān)任，職稱結(jié)構(gòu)合理，形成了相對穩(wěn)定的老中青隊伍結(jié)構(gòu)。因此，對于結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)改革研究的可持續(xù)性提供了保證。

3.實驗室基地條件良好。本專業(yè)下設(shè)的結(jié)構(gòu)實驗室是河北省結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)示范中心，為學(xué)生建立模型實驗提供了科學(xué)的、可靠的硬件條件。

三、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)方案設(shè)計

1.教學(xué)目標(biāo)。初步形成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課的教學(xué)理念和教學(xué)思想，完成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課的教學(xué)大綱制定，確定教學(xué)內(nèi)容，初步形成教學(xué)方法和教學(xué)模式，為指導(dǎo)其他工程設(shè)計課程教學(xué)改革探索經(jīng)驗。

2.教學(xué)內(nèi)容。《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容包括教學(xué)設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法研究。

教學(xué)內(nèi)容：創(chuàng)新性設(shè)計制作實驗項目的設(shè)計，項目要包含若干個結(jié)構(gòu)和力學(xué)的概念的運用，如拉、壓、彎、剪、扭、穩(wěn)定、傾覆等，使用材料應(yīng)宜于制作，實驗的方法要直觀。項目的要求應(yīng)是概括性的，應(yīng)用較少的約束，以使學(xué)生開闊思路。給出的條件應(yīng)盡量少，要學(xué)生自己尋找所需的條件。布置結(jié)構(gòu)設(shè)計制作實驗項目，首先讓學(xué)生以小組形式討論分析項目，提出問題。學(xué)生分析問題并尋找解決問題的方法，通過自學(xué)、討論、查閱相關(guān)資料等方法解決問題。學(xué)生應(yīng)經(jīng)過結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、一定的計算分析、繪制施工圖、施工制作結(jié)構(gòu)模型、進行結(jié)構(gòu)實驗、實驗分析、總結(jié)等過程。

教學(xué)方法：本課程的教學(xué)手段主要以講課、學(xué)生設(shè)計、模型制作和模型實驗相結(jié)合的方式，從不同的角度和理念啟發(fā)學(xué)生將所掌握的基本結(jié)構(gòu)概念有機地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在模型實驗之前教師上課以引導(dǎo)為主，主要由學(xué)生自學(xué)、討論和分析計算設(shè)計制作出結(jié)構(gòu)模型。教師引導(dǎo)學(xué)生將自己的設(shè)計與所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來，甚至產(chǎn)生出學(xué)生還未學(xué)到的問題，讓學(xué)生自己思考分析。

教師的教學(xué)主要以指導(dǎo)為主，如結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的原則、路線、方法，基本思路、基本做法以及設(shè)計中常用到的結(jié)構(gòu)概念等，并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計制作實驗案例進行點評分析。

基本教學(xué)過程：布置題目――學(xué)生以小組討論學(xué)習(xí)――提出問題――教師指導(dǎo)學(xué)生分析問題解決問題（教師重點要起到啟發(fā)、督促、指導(dǎo)、控制進度的作用）――學(xué)生形成方案――教師根據(jù)方案指導(dǎo)學(xué)生改進方案――學(xué)生制作模型――學(xué)生實驗――教師點評總結(jié)（重點是設(shè)計思路和設(shè)計方法及學(xué)生學(xué)習(xí)方法的總結(jié)）――學(xué)生總結(jié)（學(xué)習(xí)過程總結(jié)）

3.存在的問題。（1）如何將“培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和終身學(xué)習(xí)的能力等”教學(xué)理念落實到教學(xué)實踐中，是本教學(xué)課程首要解決的關(guān)鍵問題。（2）研究創(chuàng)新性設(shè)計制作實驗題目。研究題目的內(nèi)涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)性等。（3）研究課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，形成即穩(wěn)定又靈活的教學(xué)內(nèi)容和方法。穩(wěn)定是要教學(xué)理念要堅持不懈，總結(jié)提高，教學(xué)模式要穩(wěn)定形成套路和程序，便于教師掌握和控制教學(xué)進度。靈活是具體的教學(xué)內(nèi)容，比如涉及的結(jié)構(gòu)概念很多不可能在課堂上全講，需教師具有靈活性和啟發(fā)性的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。（4）初步形成課程所需的教學(xué)文件。如教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)教案、教學(xué)講義、題目庫、教學(xué)錄像等內(nèi)容。

四、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程的實施

我校土木工程專業(yè)開設(shè)《創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計》等一系列課程以來，我們在不斷探究和改進教學(xué)方法，對于啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、項目教學(xué)法均有了一定程度的研究，并取得了階段性成果。我們已經(jīng)完成了《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實驗探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計等系列課程的教學(xué)研究》兩項校級的研究，并開設(shè)了相應(yīng)的課程。相關(guān)教師在工程教育方面有長期的思考和教學(xué)實踐探索，并且已成功組織土木工程結(jié)構(gòu)大賽10年。已開設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》等課程，相關(guān)教師教學(xué)水平高，有豐富的教學(xué)經(jīng)驗。具體實施如下：

1.修訂《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)大綱，包括課程目標(biāo)、內(nèi)容安排及學(xué)時安排。

2.選擇土木工程專業(yè)和工程力學(xué)專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生的第二學(xué)期開始該課程教學(xué)。

3.自土木工程專業(yè)和工程力學(xué)專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生的第一學(xué)期期末，研究確定題目及相應(yīng)的教學(xué)安排。

4.將大學(xué)三年級專業(yè)學(xué)生按班級分給不同的教師，教師則分頭實施教學(xué)，定期討論交流改進教學(xué)。在教學(xué)實踐中，將教師授課、學(xué)生設(shè)計、模型制作和模型實驗相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生將理論知識與工程實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生工程概念設(shè)計與創(chuàng)新能力、自學(xué)能力。

5.在大學(xué)三年級專業(yè)學(xué)生的第二學(xué)期期末，教師對課程實踐進行總結(jié)，提出改進措施和方法。

五、總結(jié)和探討

本文方案結(jié)合新的科研成果開設(shè)出新的課程以及課程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。探索建立新課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。本方案突出土木工程專業(yè)特色，加強了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新研究與實踐。將工程項目、創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入課程體系建設(shè)中，進行課程計劃和實踐內(nèi)容的一體化設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識。本方案突出啟發(fā)式教學(xué)和指導(dǎo)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、善問求知和動手實踐能力。

參考文獻：

[1]張海峰，喬安宇.論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計及其措施[J].黑龍江科技信息，2012，（12）：36-39.

篇5

工程力學(xué)是一門理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，同時又與工程實際聯(lián)系密切，機械類專業(yè)的許多課程都以工程力學(xué)為基礎(chǔ)。工程力學(xué)課程中的內(nèi)容，包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門課程中除專題部分以外的主要內(nèi)容。由于此門課程屬于經(jīng)典力學(xué)，它所講的理論比較基本，似乎很容易懂，但一做練習(xí)題，卻不知從何下手，雖然苦思冥想，絞盡腦汁，但很多題目還是做不出來。所以，學(xué)過工程力學(xué)的人都有一個共同的感覺，就是“理論易懂，題難做”。因而得出工程力學(xué)難學(xué)的結(jié)論。那么，怎么樣解決這一難題，才能學(xué)好工程力學(xué)？我認為應(yīng)該從以下幾方面來考慮。

一、明確學(xué)習(xí)工程力學(xué)的意義

工程力學(xué)是高職院校工科專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)課后接觸到的第一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它是學(xué)生從基礎(chǔ)課到專業(yè)課的橋梁，起著承上啟下的作用，這是因為它是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。比如，不同專業(yè)以后將要開設(shè)的機械設(shè)計基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、金屬切削原理、金屬塑形成型原理、擠壓模具技術(shù)的理論與實踐、沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)等專業(yè)課程都要用到工程力學(xué)中的知識。工程力學(xué)中的大量理論與工程實際密切相關(guān)，可以直接用于工程解決實際問題，工程力學(xué)中的力學(xué)模型、練習(xí)題，基本上都是由工程實際中的各種構(gòu)筑物或構(gòu)件、零部件簡化抽象而得的，例如：房屋的橫梁、車間的吊車梁、道路上的橋梁等都可以抽象成簡支梁，房屋的雨篷、陽臺、電線桿等都抽象成懸臂梁，屋架等都抽象成桁架，等等。工程力學(xué)的知識可以直接用于工程實際問題中的強度、剛度、穩(wěn)定性計算等。由于工程力學(xué)是許多專業(yè)課程的基礎(chǔ)，因此，它在培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)能力方面起著重要的作用。通過這門課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)、提高學(xué)生的邏輯思維（包括推理、分析、判斷等）能力，抽象化能力（包括將簡單的實際問題抽象成力學(xué)模型、進行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)描述、運用力學(xué)理論求解），實驗觀察、動手能力，自學(xué)能力，表達能力（包括文字和圖像）以及數(shù)字計算能力。所以，作為高職院機械類各專業(yè)的學(xué)生，有必要學(xué)好工程力學(xué)課程。

二、正確理解并掌握“三基”內(nèi)容

所謂“三基”，是指工程力學(xué)中的基本概念、基本理論、基本方法。眾所周知，建造房屋必須筑好堅固的地基，構(gòu)筑知識結(jié)構(gòu)，同樣要打好基礎(chǔ)，要學(xué)好某門課程，首先也要掌握其最基本的知識，以后才談得上拓寬和靈活使用，學(xué)習(xí)工程力學(xué)也不例外。

首先，工程力學(xué)的基本概念比較多，例如力的概念，約束的概念，力矩的概念等，僅“點的合成運動”一章中就涉及到兩個點（動點、牽連點）、兩個系、三種運動、三種速度、四種加速度等概念；如果不正確理解每一章中的概念，則在分析問題和具體計算中必定出錯。所以必須正確理解基本概念。

其次，是基本理論的理解。工程力學(xué)的公理、定理很多，如：二力平衡公理，力的平行四邊形公理，作用與反作用公理，三力平衡匯交定理，合力矩定理，胡克定律，等等，這些我們必須熟記，同時對其內(nèi)涵、要素、適用條件等要反復(fù)理解，做到真正掌握，這樣我們在分析力學(xué)問題時不至于無從下手。要學(xué)好這些基本理論，如果只靠死記硬背是很難掌握的，也難以記住，最好的辦法是理解其實質(zhì)含義，融會貫通，找出各章基本理論之間的共性與個性。比如：點的均變速運動與剛體的勻變速轉(zhuǎn)動，這兩章中的公式較多，難以記憶，但只要認真分析一下，便能看出它們之間有著一一對應(yīng)的關(guān)系，即：加速度與角加速度、速度與角速度、路程與轉(zhuǎn)角一一對應(yīng)；又如：構(gòu)件各種基本變形時的強度、剛度計算公式雖然很多，但也有對應(yīng)的規(guī)律：不論四種基本變形中的哪種變化，都有：應(yīng)力=內(nèi)力/截面幾何性質(zhì)量，軸向拉（壓）與扭轉(zhuǎn)兩章中的：相對變形=內(nèi)力/抗變形剛度，絕對變形量=內(nèi)力×長度/抗變形剛度，當(dāng)然，不同變形時的內(nèi)力、截面的幾何性質(zhì)量、抗變形剛度都不同，這就是其個性，只要記住了各章的個性及其之間的共性，則所有理論公式就都記住了，這樣可以解決公式多、難記憶的苦難。

再就是基本方法的掌握。衡量工程力學(xué)學(xué)得好與否的一個標(biāo)準(zhǔn)，就是看其分析問題、解決問題的能力和破題能力是否較強。如果不熟練掌握工程力學(xué)的基本方法，滿足于聽得懂或抱有“抓考題、應(yīng)付考試”的想法，則必定學(xué)不好，見到題目無從下手，決不可能取得好成績。原因在于工程力學(xué)中問題都對應(yīng)于工程實際中的實物，而工程實際中的實物又是千姿百態(tài)的，并且對于同一個實物，若側(cè)重考慮的因素不同，則又可以抽象成不同的力學(xué)問題，所以工程力學(xué)中的題目可以變化多樣、舉不勝舉，抓到考題的概率是極微小的。因此，要想學(xué)好工程力學(xué)除了正確理解基本概念和基本理論以外，一是要適當(dāng)作預(yù)習(xí)，為聽課做準(zhǔn)備；二是要保證課堂聽課的效果，作好課堂筆記，值得注意的是，同學(xué)們在聽課、記筆記時，應(yīng)該注意老師講課的重點，記住分析問題的思路和求解的方法，而不是抄老師的板書；三是課后復(fù)習(xí)，歸納總結(jié)，找出并掌握其中的一些規(guī)律。如：求解靜力學(xué)問題的方法，主要是“四步”，即取分離體、畫受力圖、列平衡方程（有摩擦?xí)r加列摩擦補充方程）、解方程；又如：求解動力學(xué)問題的方法也是“四步”，只是將靜力學(xué)中的“列平衡方程”改為“列動力學(xué)方程及運動學(xué)補充方程”；再如：解決材料力學(xué)中主要問題的基本方法是：求內(nèi)力―內(nèi)力圖―進行強度（剛度）計算，求內(nèi)力的方法――截面法（截、去、代、平），不論受力、變形怎樣復(fù)雜，都可以用截面法求得內(nèi)力、找出危險截面、從而方便地進行強度（或剛度）計算。

三、要勤用腦、多動手

工程力學(xué)的特點之一是習(xí)題多，并且有一定的計算量，在《工程力學(xué)課程教學(xué)基本要求》中對課后作業(yè)的“最少習(xí)題數(shù)”作了明確規(guī)定，只有通過一定數(shù)量習(xí)題的練習(xí)，才能達到最基本的要求。此外，工程力學(xué)之所以“理論易懂，題難做”，也是因為其基礎(chǔ)知識看起來簡單，用起來卻變化多端，神通無窮。它能解決多少問題，就看各人掌握的程度和創(chuàng)新能力了。怎樣才能掌握和創(chuàng)新？像工程力學(xué)這門課程，不能只讀書本，而必須多做題，通過做題，及時發(fā)現(xiàn)并解決自己學(xué)習(xí)中存在的問題；幫助理解、消化、鞏固基本概念、基本理論；熟練掌握、靈活運用基本方法；訓(xùn)練、提高自己的思維能力、表達能力及數(shù)字計算能力；這樣才能有所創(chuàng)新。

在做習(xí)題時應(yīng)該注意：切莫急于對答案，否則，將事半功倍。一般來說，做題時，首先要認真審題，分析此題是屬于哪種類型、需要用到哪些理論、有幾種解題方法；然后選用比較簡單或者自己掌握得比較好的方法去求解，最后用其他方法進行驗算。例如：平面一般力系的平衡問題，可以列三個獨立的平衡方程，而平衡方程又有三種形式，分別是一矩式、二矩式和三矩式；求作梁的內(nèi)力圖時，可以用基本方法、簡便法或疊加法三種方法；求解平面運動剛體上任一點的速度時，可以用基本法、瞬心法或速度投影定理法三種不同的方法。

不論用哪種方法，最后結(jié)果是唯一的。為了檢驗計算結(jié)果正確與否，可以用其他方法核算。

可見，在做題時，一定要認真分析，合理選用方法，才能迅速準(zhǔn)確地破解得答案。在學(xué)習(xí)過程中，除了完成課堂布置的必做題以外，還應(yīng)該爭取多做題，通過不同類型習(xí)題的練習(xí)，才能使自己對這門課程做到“見多識廣，熟能生巧，舉一反三”，以致達到“正確理解，熟練掌握，靈活運用”之目的。

四、注意理論聯(lián)系實際

工程力學(xué)是人類長期認識自然和改造自然的結(jié)晶。力學(xué)的基本規(guī)律，是人們通過長期生產(chǎn)實踐和大量科學(xué)實驗，經(jīng)過綜合、分析和歸納總結(jié)出來的。生產(chǎn)的需要促進了力學(xué)的發(fā)展，同時，力學(xué)理論又反過來推動生產(chǎn)不斷發(fā)展。所以，學(xué)習(xí)工程力學(xué)必須注意理論聯(lián)系實際，在生活和生產(chǎn)實踐中，認真觀察，勤于思考，將感性認識上升為理性認識，并將理論應(yīng)用到實踐中去加以檢驗。如：我們用板手擰緊螺母時，用大板手省力，而用小板手很費勁，這用力矩理論很容易解釋。又如一直徑不同的鋼桿，兩端受外力作用而拉伸，當(dāng)力增大到一定值時，由經(jīng)驗可知，斷裂必發(fā)生在直徑較小的一段上，這驗證了衡量構(gòu)件強度的物理量是應(yīng)力。

五、注意力學(xué)實驗

工程力學(xué)中許多理論是建立在實驗基礎(chǔ)上的，如材料拉伸壓縮的力學(xué)性能實驗。我們做實驗時要認真觀察，記錄數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果要仔細研究，用實驗來驗證力學(xué)理論的正確性，同時增強學(xué)習(xí)工程力學(xué)的信心。

六、結(jié)語

篇6

巖土工程專業(yè)；實驗性；實踐性；實戰(zhàn)性；教學(xué)改革

一、引言

如今，社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的大調(diào)整對人才的要求也發(fā)生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質(zhì)人力資源的中國高等教育也正處在變革之中，在有限的社會資源與競爭日益激烈的環(huán)境影響下，一定程度上壓縮了學(xué)生的有限學(xué)習(xí)空間，使得培養(yǎng)的學(xué)生在專業(yè)知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此，分析當(dāng)前巖土工程專業(yè)教學(xué)過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰(zhàn)性教學(xué)改革，構(gòu)建適合就業(yè)市場需求和行業(yè)發(fā)展需要的能力綜合型素質(zhì)教學(xué)體系與模式，是所有承擔(dān)專業(yè)教學(xué)任務(wù)的教師不斷深入研究的課題。

二、當(dāng)前巖土工程專業(yè)教學(xué)過程中主要存在問題

長期以來，巖土工程專業(yè)的教學(xué)過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學(xué)管理松散、經(jīng)費投入相對不足，教師的教學(xué)積極性和教學(xué)激情不高，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與實踐能力偏弱，從而影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。主要有以下幾種表現(xiàn)。

1.基本概念的實驗性教學(xué)日益淡化。巖土工程學(xué)科很多的基本概念、基礎(chǔ)理論和重要公式都是基于試驗規(guī)律的發(fā)現(xiàn)上升為統(tǒng)一的定律與定理，如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性，很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來，國內(nèi)的高等教育在感性引領(lǐng)與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現(xiàn)為實驗教學(xué)課程的學(xué)時設(shè)置不夠甚至沒有、相應(yīng)配套經(jīng)費的投入偏少甚至缺失、教學(xué)質(zhì)量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學(xué)生人數(shù)的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學(xué)經(jīng)驗的不足，教學(xué)過程中很難提高教學(xué)積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)懈怠心理也被突出地放大，對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學(xué)科專業(yè)的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業(yè)要求缺乏信心等。

2.觀摩實習(xí)等實踐性教學(xué)逐漸壓縮。親臨現(xiàn)場的認識實習(xí)、參與工程的生產(chǎn)實習(xí)是巖土工程專業(yè)學(xué)生進行實踐性教學(xué)的主要方式，也是學(xué)生提升專業(yè)理解、增進行業(yè)認識的重要途徑。由于工程建設(shè)的實效性，實習(xí)基地可分為兩大類：一類是固定實習(xí)基地，這類基地的教學(xué)內(nèi)容基本上是不變的，幾乎每屆學(xué)生都可以前往參觀學(xué)習(xí)，主要用于基礎(chǔ)性實習(xí)教學(xué)；另一類是臨時（動態(tài)）實習(xí)基地，這類基地是在實習(xí)準(zhǔn)備階段聯(lián)系的，教學(xué)內(nèi)容隨工程建設(shè)本身而變化，而且隨著工程建設(shè)的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學(xué)[2]。由于野外實習(xí)時間安排相對集中且短暫，再加上路途與安全等問題的考慮，導(dǎo)致部分學(xué)生不能全面仔細地觀察到項目施工現(xiàn)場的情況及細節(jié)，而且學(xué)校管理人力的限制不可能對每位學(xué)生的實際過程有效的監(jiān)控，實習(xí)基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學(xué)生全面了解各類工程項目，學(xué)生的見識也得不到有效擴展。

3.處理問題等實戰(zhàn)性教學(xué)嚴重缺失。普通高校對學(xué)生的培養(yǎng)更注重的是對教科書中理論知識的反復(fù)考查，在了解最新學(xué)科領(lǐng)域和相關(guān)科技文獻方面微乎其微。因此，當(dāng)學(xué)生進入高校開始接觸應(yīng)用型基礎(chǔ)科學(xué)研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎(chǔ)較薄弱。在這樣的背景下，若要培養(yǎng)學(xué)生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導(dǎo)下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學(xué)課程開始又是以最基礎(chǔ)理論課開始，學(xué)生沒有真正地理解所學(xué)知識的基本概念，又由于實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的種種不足，導(dǎo)致學(xué)生的第一認識本身存在很多的疑惑，從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學(xué)研究時，研究的科學(xué)問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規(guī)律、結(jié)論等成果對現(xiàn)實有如何的指導(dǎo)意義，這些都是需要讓學(xué)生去了解的，當(dāng)面對這些問題時，我們的學(xué)生往往腦海里是一片空白。

三、提出一些擬改革措施意見

基于目前普通高校中巖土工程專業(yè)本科生的實際教學(xué)過程中存在的問題，筆者通過調(diào)研及在教學(xué)科研中不斷總結(jié)，提出以下幾點解決問題的思考。

1.基本概念、理論的網(wǎng)格節(jié)點化教育教學(xué)。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、材料、力學(xué)等學(xué)科不同，巖土工程是一門綜合性較強的復(fù)雜體系學(xué)科，研究的對象如土、巖石本身的物理、化學(xué)與力學(xué)特性等就很多元，且涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學(xué)生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學(xué)目標(biāo)，其本身是十分艱巨的任務(wù)。然而，萬丈高樓平地起，古樹千年幼成苗。我們巖土工程領(lǐng)域有很多杰出的大師，沒有一位不是對巖土工程專業(yè)學(xué)科基本概念高度重視，往往在談?wù)摵拼蠊こ虇栴}的時候，都是從一個小小的基礎(chǔ)理論為出發(fā)點，正所謂大海無邊百川融，只要把基本的理解問題解決了，就能找到關(guān)鍵的科學(xué)問題，大事就成功了一半。可見，日常教學(xué)中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業(yè)基礎(chǔ)課程（如土力學(xué)、基礎(chǔ)工程）開始，就把概念的由來給學(xué)生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準(zhǔn)備一些教學(xué)道具模型，演示給學(xué)生看到具體的實物；再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學(xué)生看土的狀態(tài)與實物的對比定義過程。總之，教師在教學(xué)過程中，一定是以學(xué)生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網(wǎng)中的一個個節(jié)點來編織，形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學(xué)方法，在日常的教學(xué)中普及開來，配合以規(guī)律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓(xùn)練，學(xué)好一門課程。

2.實驗操作、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀(jì)，高等學(xué)校學(xué)生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經(jīng)歷只是簡單地從家庭到學(xué)校，學(xué)習(xí)過程也僅限于從課堂到書本，缺乏生活歷練，動手能力十分有限。而且，高等教育由精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學(xué)從屬于理論課，甚至是分開教學(xué)，實驗過程中往往前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，學(xué)生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統(tǒng)籌和重點的把握。教學(xué)大綱中對實踐性教學(xué)本身已經(jīng)作了明確的課時、內(nèi)容與目標(biāo)要求，如果按照專業(yè)建設(shè)去執(zhí)行，理應(yīng)達到較好的效果。實際的情況是，我們培養(yǎng)出來的學(xué)生動手能力很差，畢業(yè)以后到了工作崗位角色適應(yīng)能力不足。通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，目前各高校在實踐教學(xué)的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經(jīng)費不足、實習(xí)基地偏少、師生比例過高、儀器設(shè)備陳舊等條件限制，但最關(guān)鍵的還是對實踐教學(xué)的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學(xué)生認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)的兩種考核，一般高校都是讓學(xué)生提交一份實習(xí)報告，實習(xí)單位以章蓋戳等證明，考核效果并不理想。筆者思考，可以通過項目考核的形式來完成對實習(xí)過程與效果的鑒定，并以匯報答辯的形式進行打分，同時兼顧接收單位的日常考核與實習(xí)評價三者結(jié)合以達到對學(xué)生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學(xué)生有驅(qū)動力去執(zhí)行實踐課程的要求，并且得到的結(jié)果也能令人信服。

3.針對性研究課題的獨立訓(xùn)練與團隊協(xié)作。要培養(yǎng)學(xué)生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結(jié)合巖土工程學(xué)科的特點，要讓學(xué)生進入實戰(zhàn)化的針對性課題訓(xùn)練。由于現(xiàn)行教育制度的不足，學(xué)生在進入高校開始課題訓(xùn)練時的科研能力基礎(chǔ)較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的過程中既要開始積極的引導(dǎo)，將課堂教學(xué)內(nèi)容與實踐工程活動相結(jié)合，專業(yè)教師和課輔老師可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生能力的培養(yǎng)是個系統(tǒng)工程，需要科研教學(xué)平臺、指導(dǎo)教師和學(xué)生三個方面的互動，才能取得良好的效果。筆者思考，需要建立針對性研究課題的獨立訓(xùn)練與團隊協(xié)作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學(xué)生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊，既要明確具體的負責(zé)任務(wù)，又要加強課題組成員的合作。例如：學(xué)校或?qū)W院可以設(shè)立一些學(xué)生創(chuàng)新科技項目基金，選拔一些品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生，以第一負責(zé)人或項目參與人的身份承擔(dān)一些實踐科研類的課題；或者，有明確研究課題或經(jīng)費充足的教師吸收本科學(xué)生參加自己科研團隊，分配學(xué)生協(xié)助查閱相關(guān)文獻，參與進行相關(guān)試驗工作；另外，給予學(xué)生一些方向性的指導(dǎo)，幫組學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)或理解一些科學(xué)問題，自主設(shè)計一些科學(xué)試驗方案以解決提出的科學(xué)問題，教導(dǎo)學(xué)生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧；還可以讓學(xué)生參與一些生產(chǎn)性的橫向課題，讓學(xué)生參與到實際生產(chǎn)項目活動中，加強了學(xué)生的社會溝通能力與協(xié)作能力，提高了學(xué)生的工作能力。

四、結(jié)語

新時代下，對高等教育培養(yǎng)學(xué)生的能力素質(zhì)要求越來越高，如何全面提高學(xué)生的認識問題、分析問題與解決問題的能力，是我們高等院校當(dāng)前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作，如何加強巖土工程專業(yè)實驗性、實踐性和實戰(zhàn)性教學(xué)環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，提高其適應(yīng)新形勢下的工作能力，是我們基礎(chǔ)教學(xué)工作者應(yīng)該積極思考的問題。對巖土工程專業(yè)的實際教學(xué)過程的一些改革，必須使學(xué)生更深刻地認識到有效性求學(xué)的重要性，進一步提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)水平，提高學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力，為新時期巖土工程建設(shè)提供更多高素質(zhì)的合格人才。

作者：呂偉華 張永興 單位：南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

篇7

一、引言

如今，社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的大調(diào)整對人才的要求也發(fā)生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質(zhì)人力資源的中國高等教育也正處在變革之中，在有限的社會資源與競爭日益激烈的環(huán)境影響下，一定程度上壓縮了學(xué)生的有限學(xué)習(xí)空間，使得培養(yǎng)的學(xué)生在專業(yè)知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此，分析當(dāng)前巖土工程專業(yè)教學(xué)過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰(zhàn)性教學(xué)改革，構(gòu)建適合就業(yè)市場需求和行業(yè)發(fā)展需要的能力綜合型素質(zhì)教學(xué)體系與模式，是所有承擔(dān)專業(yè)教學(xué)任務(wù)的教師不斷深入研究的課題。

二、當(dāng)前巖土工程專業(yè)教學(xué)過程中主要存在問題

長期以來，巖土工程專業(yè)的教學(xué)過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學(xué)管理松散、經(jīng)費投入相對不足，教師的教學(xué)積極性和教學(xué)激情不高，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與實踐能力偏弱，從而影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。主要有以下幾種表現(xiàn)。

1.基本概念的實驗性教學(xué)日益淡化。巖土工程學(xué)科很多的基本概念、基礎(chǔ)理論和重要公式都是基于試驗規(guī)律的發(fā)現(xiàn)上升為統(tǒng)一的定律與定理，如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性，很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來，國內(nèi)的高等教育在感性引領(lǐng)與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現(xiàn)為實驗教學(xué)課程的學(xué)時設(shè)置不夠甚至沒有、相應(yīng)配套經(jīng)費的投入偏少甚至缺失、教學(xué)質(zhì)量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學(xué)生人數(shù)的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學(xué)經(jīng)驗的不足，教學(xué)過程中很難提高教學(xué)積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)懈怠心理也被突出地放大，對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學(xué)科專業(yè)的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業(yè)要求缺乏信心等。

2.觀摩實習(xí)等實踐性教學(xué)逐漸壓縮。親臨現(xiàn)場的認識實習(xí)、參與工程的生產(chǎn)實習(xí)是巖土工程專業(yè)學(xué)生進行實踐性教學(xué)的主要方式，也是學(xué)生提升專業(yè)理解、增進行業(yè)認識的重要途徑。由于工程建設(shè)的實效性，實習(xí)基地可分為兩大類：一類是固定實習(xí)基地，這類基地的教學(xué)內(nèi)容基本上是不變的，幾乎每屆學(xué)生都可以前往參觀學(xué)習(xí)，主要用于基礎(chǔ)性實習(xí)教學(xué);另一類是臨時（動態(tài)）實習(xí)基地，這類基地是在實習(xí)準(zhǔn)備階段聯(lián)系的，教學(xué)內(nèi)容隨工程建設(shè)本身而變化，而且隨著工程建設(shè)的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學(xué)[2]。由于野外實習(xí)時間安排相對集中且短暫，再加上路途與安全等問題的考慮，導(dǎo)致部分學(xué)生不能全面仔細地觀察到項目施工現(xiàn)場的情況及細節(jié)，而且學(xué)校管理人力的限制不可能對每位學(xué)生的實際過程有效的監(jiān)控，實習(xí)基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學(xué)生全面了解各類工程項目，學(xué)生的見識也得不到有效擴展。

3.處理問題等實戰(zhàn)性教學(xué)嚴重缺失。普通高校對學(xué)生的培養(yǎng)更注重的是對教科書中理論知識的反復(fù)考查，在了解最新學(xué)科領(lǐng)域和相關(guān)科技文獻方面微乎其微。因此，當(dāng)學(xué)生進入高校開始接觸應(yīng)用型基礎(chǔ)科學(xué)研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎(chǔ)較薄弱。在這樣的背景下，若要培養(yǎng)學(xué)生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導(dǎo)下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學(xué)課程開始又是以最基礎(chǔ)理論課開始，學(xué)生沒有真正地理解所學(xué)知識的基本概念，又由于實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的種種不足，導(dǎo)致學(xué)生的第一認識本身存在很多的疑惑，從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學(xué)研究時，研究的科學(xué)問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規(guī)律、結(jié)論等成果對現(xiàn)實有如何的指導(dǎo)意義，這些都是需要讓學(xué)生去了解的，當(dāng)面對這些問題時，我們的學(xué)生往往腦海里是一片空白。

三、提出一些擬改革措施意見

基于目前普通高校中巖土工程專業(yè)本科生的實際教學(xué)過程中存在的問題，筆者通過調(diào)研及在教學(xué)科研中不斷總結(jié)，提出以下幾點解決問題的思考。

1.基本概念、理論的網(wǎng)格節(jié)點化教育教學(xué)。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、材料、力學(xué)等學(xué)科不同，巖土工程是一門綜合性較強的復(fù)雜體系學(xué)科，研究的對象如土、巖石本身的物理、化學(xué)與力學(xué)特性等就很多元，且涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學(xué)生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學(xué)目標(biāo)，其本身是十分艱巨的任務(wù)。然而，萬丈高樓平地起，古樹千年幼成苗。我們巖土工程領(lǐng)域有很多杰出的大師，沒有一位不是對巖土工程專業(yè)學(xué)科基本概念高度重視，往往在談?wù)摵拼蠊こ虇栴}的時候，都是從一個小小的基礎(chǔ)理論為出發(fā)點，正所謂大海無邊百川融，只要把基本的理解問題解決了，就能找到關(guān)鍵的科學(xué)問題，大事就成功了一半。

可見，日常教學(xué)中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業(yè)基礎(chǔ)課程（如土力學(xué)、基礎(chǔ)工程）開始，就把概念的由來給學(xué)生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準(zhǔn)備一些教學(xué)道具模型，演示給學(xué)生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學(xué)生看土的狀態(tài)與實物的對比定義過程。總之，教師在教學(xué)過程中，一定是以學(xué)生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網(wǎng)中的一個個節(jié)點來編織，形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學(xué)方法，在日常的教學(xué)中普及開來，配合以規(guī)律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓(xùn)練，學(xué)好一門課程。

2.實驗操作、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀(jì)，高等學(xué)校學(xué)生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經(jīng)歷只是簡單地從家庭到學(xué)校，學(xué)習(xí)過程也僅限于從課堂到書本，缺乏生活歷練，動手能力十分有限。而且，高等教育由精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學(xué)從屬于理論課，甚至是分開教學(xué)，實驗過程中往往前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，學(xué)生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統(tǒng)籌和重點的把握。教學(xué)大綱中對實踐性教學(xué)本身已經(jīng)作了明確的課時、內(nèi)容與目標(biāo)要求，如果按照專業(yè)建設(shè)去執(zhí)行，理應(yīng)達到較好的效果。實際的情況是，我們培養(yǎng)出來的學(xué)生動手能力很差，畢業(yè)以后到了工作崗位角色適應(yīng)能力不足。

通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，目前各高校在實踐教學(xué)的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經(jīng)費不足、實習(xí)基地偏少、師生比例過高、儀器設(shè)備陳舊等條件限制，但最關(guān)鍵的還是對實踐教學(xué)的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學(xué)生認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)的兩種考核，一般高校都是讓學(xué)生提交一份實習(xí)報告，實習(xí)單位以章蓋戳等證明，考核效果并不理想。筆者思考，可以通過項目考核的形式來完成對實習(xí)過程與效果的鑒定，并以匯報答辯的形式進行打分，同時兼顧接收單位的日常考核與實習(xí)評價三者結(jié)合以達到對學(xué)生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學(xué)生有驅(qū)動力去執(zhí)行實踐課程的要求，并且得到的結(jié)果也能令人信服。

3.針對性研究課題的獨立訓(xùn)練與團隊協(xié)作。要培養(yǎng)學(xué)生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結(jié)合巖土工程學(xué)科的特點，要讓學(xué)生進入實戰(zhàn)化的針對性課題訓(xùn)練。由于現(xiàn)行教育制度的不足，學(xué)生在進入高校開始課題訓(xùn)練時的科研能力基礎(chǔ)較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的過程中既要開始積極的引導(dǎo)，將課堂教學(xué)內(nèi)容與實踐工程活動相結(jié)合，專業(yè)教師和課輔老師可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生能力的培養(yǎng)是個系統(tǒng)工程，需要科研教學(xué)平臺、指導(dǎo)教師和學(xué)生三個方面的互動，才能取得良好的效果。

筆者思考，需要建立針對性研究課題的獨立訓(xùn)練與團隊協(xié)作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學(xué)生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊，既要明確具體的負責(zé)任務(wù)，又要加強課題組成員的合作。例如：學(xué)校或?qū)W院可以設(shè)立一些學(xué)生創(chuàng)新科技項目基金，選拔一些品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生，以第一負責(zé)人或項目參與人的身份承擔(dān)一些實踐科研類的課題;或者，有明確研究課題或經(jīng)費充足的教師吸收本科學(xué)生參加自己科研團隊，分配學(xué)生協(xié)助查閱相關(guān)文獻，參與進行相關(guān)試驗工作;另外，給予學(xué)生一些方向性的指導(dǎo)，幫組學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)或理解一些科學(xué)問題，自主設(shè)計一些科學(xué)試驗方案以解決提出的科學(xué)問題，教導(dǎo)學(xué)生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學(xué)生參與一些生產(chǎn)性的橫向課題，讓學(xué)生參與到實際生產(chǎn)項目活動中，加強了學(xué)生的社會溝通能力與協(xié)作能力，提高了學(xué)生的工作能力。

四、結(jié)語

新時代下，對高等教育培養(yǎng)學(xué)生的能力素質(zhì)要求越來越高，如何全面提高學(xué)生的認識問題、分析問題與解決問題的能力，是我們高等院校當(dāng)前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作，如何加強巖土工程專業(yè)實驗性、實踐性和實戰(zhàn)性教學(xué)環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，提高其適應(yīng)新形勢下的工作能力，是我們基礎(chǔ)教學(xué)工作者應(yīng)該積極思考的問題。對巖土工程專業(yè)的實際教學(xué)過程的一些改革，必須使學(xué)生更深刻地認識到有效性求學(xué)的重要性，進一步提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)水平，提高學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力，為新時期巖土工程建設(shè)提供更多高素質(zhì)的合格人才。

篇8

本課程是應(yīng)化專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，是運用物理、物理化學(xué)的基本原理來研究和分析化工生產(chǎn)中的動量傳遞、熱量傳遞及質(zhì)量傳遞的原理，以及“三傳”原理在各單元操作中的應(yīng)用。課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用工程觀點和基本方法分析解決生產(chǎn)過程中單元操作的問題，如操作中的物料衡算、能量衡算、過程速率、平衡關(guān)系以及典型設(shè)備的設(shè)計及選型。內(nèi)容涉及了流體的輸送、傳熱、蒸餾、吸收、以及反應(yīng)工程等方面。課程強調(diào)工程概念、定量計算、實驗技能和設(shè)計能力的綜合培養(yǎng)訓(xùn)練，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，化學(xué)工程基礎(chǔ)還為后續(xù)的專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。化學(xué)工程基礎(chǔ)所學(xué)知識可直接應(yīng)用于生產(chǎn)中，而且普遍應(yīng)用。因此，學(xué)好本課程可為將來做工程技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。《化學(xué)工程基礎(chǔ)》是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在大三下學(xué)期開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，共計32學(xué)時。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前僅有的工程概念也是去岳陽化工廠短期實習(xí)參觀，可以說幾乎沒有工廠的實際概念，同時該課程內(nèi)容涉及多門學(xué)科，交叉性強，公式圖表多，其內(nèi)容多而雜，完全不同于學(xué)生以前所學(xué)課程。學(xué)生學(xué)習(xí)時普遍感到這門課程概念多、物理量多、公式多、方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論半經(jīng)驗公式和準(zhǔn)數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式感到頭痛，特別是面對大量的工程概念和工程計算，往往會感到無從著手，不知用哪個公式去計算適宜。因此在學(xué)習(xí)過程中困難較大，不易學(xué)透。另外本課程還要緊密聯(lián)系工程實際，教學(xué)難度很大。因此，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課的教學(xué)改革顯得尤為重要。

二、教學(xué)改革的措施

1.運用多媒體課件進行教學(xué)，加強課堂教學(xué)效果。由于《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程內(nèi)容多、原理復(fù)雜，不容易理解，公式多而繁雜，要在32個學(xué)時里將其講透并且學(xué)生能理解，就必須在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進行改革，運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，利用多媒體課件進行教學(xué)，使得單位學(xué)時的信息量大大增加。利用多媒體可以對課程教學(xué)內(nèi)容進行精煉和整合，同時也可以對教學(xué)中遇到的圖表和圖形、曲線等通過多媒體直接展示出來，特別是課程中涉及的化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各單元操作和生產(chǎn)過程等用多媒體課件將圖象和聲音于一體來展示，使原本枯燥的內(nèi)容變的生動、有趣，使學(xué)生對單元操作、工藝過程的現(xiàn)象有更深入的了解，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如，在講述流體的流動時用flash動態(tài)表示流體流動的兩個流動形態(tài)：層流和湍流，引導(dǎo)學(xué)生觀察液體流動時的層流和湍流現(xiàn)象，區(qū)分兩種不同流態(tài)的特征，搞清兩種流態(tài)產(chǎn)生的條件，再分析圓管流態(tài)轉(zhuǎn)化的規(guī)律，然后引出表征流體流動參數(shù)——無量綱數(shù)雷諾數(shù)，加深了對雷諾數(shù)的理解。又例如傳質(zhì)與精餾的計算一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，學(xué)生不知如何根據(jù)已知參數(shù)去選定適宜的公式計算，同時對該工藝過程一無所知，因此，在這部分，我們以氨氣的制備為例，用flash動態(tài)表示氨氣從吸收到解吸的過程，中間經(jīng)歷的設(shè)備及工藝過程，使學(xué)生既熟悉化工生產(chǎn)中重要的吸收—解吸的工藝流程，了解填料塔的結(jié)構(gòu)，同時也掌握了吸收—解吸過程的操作和調(diào)節(jié)方法，對計算吸收和解吸時涉及的氣相傳質(zhì)系數(shù)和液相傳質(zhì)系數(shù)（或單元操作高度）及其與液體噴淋密度的關(guān)系有更深入的了解，大大增強了學(xué)生的理解能力，取得了很好的教學(xué)效果。在運用多媒體教學(xué)的同時，還要不同的課程內(nèi)容采取不同的教學(xué)模式。對那些必須掌握的內(nèi)容，采用“板書+多媒體”教學(xué)方式，重點向?qū)W生講解，使得課堂教學(xué)形象、直觀、生動、活潑，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高課堂效率。

2.各種教學(xué)方法并重，增強學(xué)生的綜合理解能力。由于課時少，學(xué)時集中，基本在10周內(nèi)完成教學(xué)和考試任務(wù)，而教學(xué)內(nèi)容多而雜，為使學(xué)生順利地學(xué)好本課程，我們從以下幾個方面對教學(xué)方法進行了改革：①采用啟發(fā)式、互動式和對比式的教學(xué)方法。教師在每次上課前都要認真?zhèn)湔n，確定每次課的重點，在上課前先給學(xué)生提出1～2個問題，讓學(xué)生帶著問題邊聽邊思考，教師講授時采用啟發(fā)式、互動式、對比式等教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的思維活動，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。在下課前由老師或?qū)W生回答課前提出的問題，對有新意，有獨特視角的回答，給予肯定和鼓勵。采用回答問題的方法，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且使學(xué)生能有效的掌握課堂上所講授的內(nèi)容，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力。②適宜的習(xí)題練習(xí)。教材在每章的后面都有對應(yīng)的習(xí)題進行練習(xí)，這些習(xí)題都是著者精心選擇的習(xí)題，具針對性，要求學(xué)生必須做完課后的習(xí)題。大量的習(xí)題練習(xí)也是學(xué)好本課程的重要部分，通過做練習(xí)題，不斷的練習(xí)，加深記憶。教師認真批改每個學(xué)生的作業(yè)，并因此對學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的共性問題進行總結(jié)，以習(xí)題課的形式進行講解。③加強習(xí)題課的學(xué)習(xí)，增強學(xué)生的綜合理解能力。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課時聽的明白，也能當(dāng)場回答問題，但是，一旦課后遇到問題就無從下手，不知用什么理論或公式去解釋和回答，所以，在教學(xué)中安排一定量的習(xí)題課是十分必要的，習(xí)題課也是理論教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。在每章教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，我們都通過習(xí)題課的形式使學(xué)生加深對基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律的理解，解題過程成為學(xué)生理論聯(lián)系實際的一個重要途徑。習(xí)題課由三部分構(gòu)成：選擇題、問答題、計算題。習(xí)題課的選題要有代表性、啟發(fā)性，以使學(xué)生在解題過程中深刻理解基本概念、掌握方法、尋找所學(xué)知識應(yīng)用的結(jié)合點。每章選有代表性的選擇題5～10個、問答題2～4個，讓學(xué)生現(xiàn)場回答，根據(jù)學(xué)生的回答情況進行講解，讓學(xué)生知道對和錯的理由，再根據(jù)學(xué)生課外作業(yè)時出現(xiàn)的問題，有針對性地講解1～2個計算題。通過習(xí)題課使學(xué)生加深對概念和公式的理解，更加踏實、牢固、全面地掌握所學(xué)基礎(chǔ)知識。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生特別喜歡上習(xí)題課，這樣便于檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，受到學(xué)生的好評。

三、培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，掌握多種工程研究方法

化工工程基礎(chǔ)作為綜合性的工程技術(shù)課，是從自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程，對學(xué)生建立工程技術(shù)意識具有重要作用。但由于學(xué)時的限制，教學(xué)上還是存在著“重過程、輕設(shè)備”問題，為此，在教學(xué)中通過理論聯(lián)系實際，逐步深入，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

篇9

一、理論聯(lián)系實際，多舉實例

對工程力學(xué)中一些抽象的概念、定理和公式，可聯(lián)系生活實例加以解釋，使學(xué)生覺得力學(xué)并不難學(xué)。如講力偶時，可以汽車方向盤和鉗工攻絲為例；講光滑接觸面約束時，可以講臺上的粉筆盒為例；講力對軸之矩時，可以教室的門進行演示；講疲勞極限時，可以反復(fù)折鐵絲使鐵絲斷裂為例；講桿件的四種基本變形時，拉伸與壓縮就以橡膠棒演示，剪切變形就以鋼絲鉗剪斷鋼絲為例，扭轉(zhuǎn)變形就以洗臉時擰毛巾為例，彎曲變形就以用扁擔(dān)挑重物為例。通過這些常見的實例，加深學(xué)生對基本概念的理解，使學(xué)生感受到工程力學(xué)并不深奧，而是與生活實際密切聯(lián)系，覺得學(xué)有所用，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動力。

二、巧設(shè)疑問，啟發(fā)學(xué)生的思維

巧設(shè)疑問，啟發(fā)學(xué)生的思維，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。學(xué)生對學(xué)習(xí)感興趣，就會激發(fā)強烈的學(xué)習(xí)動機，從而積極主動且心情愉悅地投入到學(xué)習(xí)中去；反之，如果失去興趣，將會影響學(xué)習(xí)動機。《工程力學(xué)》課程的內(nèi)容涉及大量生產(chǎn)實際中的力學(xué)問題，而且其中一些內(nèi)容較為抽象、單調(diào)和枯燥，學(xué)生比較陌生，如果我們在教學(xué)過程中一味地墨守成規(guī)，僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科，學(xué)生必然會感覺到索然無味，難于集中精力，久而久之就極容易失去學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)處于被動狀態(tài)。在教學(xué)過程中，我對有些課程內(nèi)容巧妙地引入“提問”等方式教學(xué)，較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節(jié)時，筆者就先提出問題：生產(chǎn)車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手，單手操作為什么不行？學(xué)生回答不知道，筆者要求學(xué)生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結(jié)合課本內(nèi)容，首先播放多媒體動畫，讓學(xué)生有親臨其境的感受，然后由淺入深，解釋攻螺紋要用雙手，主要因為雙手分別握絞杠兩端，推力和拉力相等，用力平衡，這是力偶矩m=Fd作用的效果，如圖1所示。若單手握絞杠一端，則形成力矩m0（F）=Fd作用的效果，如圖2所示。雖然能照常轉(zhuǎn)動，但相當(dāng)于在0點作用了一對等值、反向、共線的平衡力，其中F和F'形成力偶矩m'=F'd=Fd（與圖1中的等效），F(xiàn)作用于0點，絲錐受此橫向力作用，容易折斷，如圖3所示，所以不能單手操作。這樣學(xué)生聽課時便全神貫注，且開動腦筋，聽完課后既知道了問題的答案，又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”等概念理解透徹。

三、教學(xué)過程中多采用比較法

工程力學(xué)中很大一個特點是概念多、公式多、定理多，這對于學(xué)生來講是一個難點，鑒于此教學(xué)中多采用比較法，能達到一個比較好的教學(xué)效果。下面舉一個例子：材料力學(xué)中桿件的四種基本變形的概念和公式比較多，學(xué)生容易混淆，為了便于學(xué)習(xí)和記憶，我把它們歸納分類，列出表格對比，學(xué)生可以記住其中一個，其他的進行對比記憶，就能準(zhǔn)確地記住這一知識點。

四、合理運用多媒體技術(shù)

當(dāng)前，在課堂講授中應(yīng)用多媒體教學(xué)已成為大家的共識。工程力學(xué)與工程實際聯(lián)系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學(xué)問題，而大部分學(xué)生缺乏對生活和生產(chǎn)實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學(xué)生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學(xué)，可以將書本上靜止不動的各種機構(gòu)、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，從視覺上讓學(xué)生接觸工程實際，有助于他們接受和理解工程力學(xué)中的基本概念和基本理論，從而達到培養(yǎng)分析問題、解決問題能力的目的。例如在講擠壓變形一般是伴隨著剪切變形產(chǎn)生這一規(guī)律時，可以用多媒體制作動畫，演示在剪切變形時伴隨著擠壓變形的產(chǎn)生，從而讓學(xué)生知道我們在考慮剪切變形的同時還得考慮構(gòu)件的擠壓變形。

五、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)

學(xué)生在學(xué)習(xí)低碳鋼拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線時，對于曲線的四個階段各有何特點感覺很抽象，還有為什么低碳鋼適用于做受拉構(gòu)件而鑄鐵適用做受壓構(gòu)件不能理解。對于這節(jié)知識點的理解，我們就用力學(xué)實驗來展示，讓學(xué)生在實驗中理解知識。同時通過實驗提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，積極、主動參與實驗設(shè)備的操作使用，愿意動腦、動手的學(xué)生大大增加，實驗技能也得到了很大的提高。對提高學(xué)生的認識能力、動手能力、實踐能力都是大有幫助的。

六、重視習(xí)題課，精選例題

工程力學(xué)課程的教學(xué)必須安排一定學(xué)時的習(xí)題課，所以在我的授課計劃中，每章中我都會安排一次習(xí)題課。習(xí)題課應(yīng)以“討論”為中心組織教學(xué)，內(nèi)容上應(yīng)注意基本概念和習(xí)題訓(xùn)練并重。教師對例題要精選，要選典型的、學(xué)生易出錯的、綜合性強的題目。講解時，重點講分析過程、解決辦法，最后討論一題多變的求解方法，輻射出更多有關(guān)的知識點，并加以小結(jié)。通過習(xí)題訓(xùn)練，加深學(xué)生對知識點的理解、記憶和運用，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

總之，在教學(xué)過程中，教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生處于主體地位。教師要多探索、多實踐高效的教學(xué)方法，要始終本著引導(dǎo)、激勵的原則盡一切可能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實際應(yīng)用知識的能力。

參考文獻：

篇10

“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)，研究流體平衡、運動規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動現(xiàn)象和流動規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應(yīng)用廣、對學(xué)生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。加上學(xué)生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來被公認為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。因此，迫切需要進行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革，使學(xué)生學(xué)好本門課程，提高課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：首先，“流體力學(xué)”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學(xué)生普遍缺乏對流體力學(xué)問題的感性認識，學(xué)習(xí)興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導(dǎo)過程復(fù)雜，且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程，另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識，學(xué)生理解困難；另外，學(xué)生對所學(xué)的知識不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué)，全面實現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，是該課程教學(xué)亟待解決的問題。

一、改革教學(xué)方法

學(xué)好“流體力學(xué)”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學(xué)生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門課，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，認為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而“流體力學(xué)”又是大家公認難學(xué)的課程，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門課教學(xué)的成敗。

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門課的窗口，也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過“緒論”課讓學(xué)生對“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實際應(yīng)用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學(xué)”知識和我們的生活及國家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學(xué)”知識在今后的學(xué)習(xí)和解決實際工程問題中的重要作用。

教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學(xué)生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學(xué)生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動是一件樂事、趣事，由愿學(xué)到愛學(xué)再到樂學(xué)。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，還可以使學(xué)生充分意識到本課程對今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義，并且能加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得以提高。

另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學(xué)生直觀了解各種流動現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動現(xiàn)象和分析流動機理，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué)，然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號背后所代表的物理意義。“流體力學(xué)”教學(xué)實踐表明，學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動問題的物理本質(zhì)有一個過程。教師的一個重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變，進一步建立起科學(xué)的思維方式。

“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續(xù)方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法，與物理及其他力學(xué)不同，學(xué)生的觀念不易改變，而且推導(dǎo)過程復(fù)雜，學(xué)生理解掌握很困難。如果過分強調(diào)“流體力學(xué)”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導(dǎo)細節(jié)都逐一介紹，推導(dǎo)過程將會枯燥無味，學(xué)生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學(xué)生死記硬背，只能讓學(xué)生不知其所以然，當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識來解決實際問題了。

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認為：“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應(yīng)強調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對所學(xué)知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的一種方法。

首先應(yīng)由學(xué)生獨立地完成一定量的課后練習(xí)題，這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過程的重要組成部分，解題過程實質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓(xùn)練過程，課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對基本概念和基本理論知識的理解。

然后再由教師通過習(xí)題課的方式，利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認為困難、出錯多的習(xí)題，講述流體力學(xué)原理在工程實例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學(xué)生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類旁通、學(xué)以致用。這一過程增強了學(xué)生對流動過程物理本質(zhì)的理解，將物理問題與數(shù)學(xué)工具有機地結(jié)合起來，有助于學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學(xué)生分析并解決實際問題的能力。

二、改革教學(xué)手段

多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學(xué)特點，豐富的教學(xué)內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。

多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學(xué)”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué)，授課的信息量增多了，教學(xué)內(nèi)容更豐富了，學(xué)生在有限的時間內(nèi)接收的知識更多了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的思路拓寬了，教學(xué)質(zhì)量也提高了。

篇11

《華盛頓協(xié)議》是國際上最具權(quán)威性和影響力的工程教育互認協(xié)議之一。我國于2013年加入華盛頓協(xié)議，成為其預(yù)備成員，2016年成為第18個正式成員。工程教育專業(yè)認證強調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出和學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)導(dǎo)向，通過質(zhì)量監(jiān)控和反饋機制持續(xù)地對教學(xué)過程進行改進，促使教育質(zhì)量的改善和提高[1-2]。我們遵循工程教育的理念，制定可量化的考核方式，通過“評價—反饋—改進”的循環(huán)過程，持續(xù)改進教學(xué)質(zhì)量。我們以離散數(shù)學(xué)課程的工程教育實踐為切入點，對課程教學(xué)模式做了改變和嘗試，提出了課程達成度計算模型。在教學(xué)實踐中，通過SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）和翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合，引入與離散數(shù)學(xué)知識相關(guān)的工程問題和實例，著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。在教學(xué)階段，逐項收集各種教學(xué)信息，對教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量進行數(shù)據(jù)分析和研究，持續(xù)改進和提高教學(xué)方式。

1課程達成度與指標(biāo)點

對于軟件工程專業(yè)，工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)軟件工程領(lǐng)域高層次的軟件研發(fā)、管理和技術(shù)服務(wù)人才。在工程教育的實施過程中，不斷積累學(xué)習(xí)和教學(xué)數(shù)據(jù)，借助數(shù)字化技術(shù)計算學(xué)習(xí)成果的達成度[1]。在教學(xué)體系上，采用自頂向下的方法，建立層次化的達成度評價模型：第一級為課程達成度，第二級為畢業(yè)要求達成度，第三級為培養(yǎng)目標(biāo)達成度。下一級的達成度支撐上一級的目標(biāo)，以此建立培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程之間的數(shù)字化對應(yīng)關(guān)系。宏觀上，達成度的評價最終分解為對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全程跟蹤和持續(xù)性評估。軟件工程專業(yè)整個培養(yǎng)體系劃分為9條培養(yǎng)目標(biāo)（PO）和12條畢業(yè)要求（GR），每項畢業(yè)要求再細化為多個指標(biāo)點。在微觀上，課程的達成度支撐了對應(yīng)畢業(yè)要求的指標(biāo)點。首先以畢業(yè)要求指標(biāo)點確定課程的教學(xué)目標(biāo)（CO）；然后，教師根據(jù)對教學(xué)目標(biāo)的分解確定每個課程目標(biāo)的權(quán)重（W），課程目標(biāo)權(quán)重反映了該課程教學(xué)和達成度評價的側(cè)重點。課程教學(xué)目標(biāo)的達成度基于所選取的考核評價方式（平時作業(yè)、期中考試、期末考試等）來進行計算。計算公式如下：C=∑（COi×Wi），COi=∑（Tij×wij）（i=1,2,…,n;j=1,2,…,m）式中：C為某門課程的達成度計算值；COi為某門課程第i個課程目標(biāo)的達成度計算值。Wi為某門課程第i個課程目標(biāo)達成度的計算權(quán)重系數(shù)；Tij為某門課程第i個課程目標(biāo)在第j種考核方式中的達成度計算值；wij為第i個課程目標(biāo)在第j種考核方式中的權(quán)重系數(shù)。離散數(shù)學(xué)作為軟件工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論課，其支撐的畢業(yè)要求包括：（1）GR1.4：掌握專業(yè)知識，能選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型描述復(fù)雜軟件工程問題，能對模型進行推理和求解。（2）GR12.2：掌握自主學(xué)習(xí)的方法，了解拓展知識和能力的途徑。根據(jù)畢業(yè)要求的指標(biāo)點設(shè)置4項課程目標(biāo)和3個教學(xué)模塊（CM），主要包括：CO1掌握離散數(shù)學(xué)的基本思想和概念；CO2培養(yǎng)嚴格的邏輯推理能力；CO3訓(xùn)練抽象思維能力；CO4培養(yǎng)處理離散信息及工程應(yīng)用的能力；CM1集合與關(guān)系、CM2數(shù)理邏輯和CM3圖論。課程目標(biāo)、教學(xué)模塊和考試考核點的對應(yīng)關(guān)系見表1。在期末考試后，采集每個學(xué)生每道題目的得分成績，選定考核點，依據(jù)題目的預(yù)期值（即每道題目的分數(shù)）和達到值（即每道題目的實際得分）計算課程教學(xué)目標(biāo)的達成度：COn=∑(COn考核點預(yù)期值/COn考核點達到值)，n=1,2,3,4；課程達成度=CO1×0.4+CO2×0.2+CO3×0.2+CO4×0.2由以上達成度計算可以看出，離散數(shù)學(xué)支持多個畢業(yè)要求指標(biāo)點的達成。課程目標(biāo)的達成情況就是該課程預(yù)期要達到的學(xué)習(xí)效果，同時也是本門課程對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻。

2教學(xué)信息采集工程教育專業(yè)認證要求

通過采集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果來證明學(xué)生能力的達成度。所有這些達成度的證據(jù)都建立在各種記錄數(shù)據(jù)和文檔的基礎(chǔ)上。除了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如考試成績和考勤記錄），工程教育中更強調(diào)通過實際的工程訓(xùn)練來培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。這就需要通過多種方式來收集每一個學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的微觀表現(xiàn)，如課堂、作業(yè)、郵件、實習(xí)等，以此來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，建立持續(xù)改進的達成度評價體系。課堂上，教師采用移動教學(xué)方式，根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果，選取題庫中相應(yīng)難度的題目，將題目發(fā)給每個學(xué)生（如手機、平板），學(xué)生的解答則通過移動網(wǎng)絡(luò)反饋到教學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。課后以郵件和網(wǎng)上答題的方式來收集學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。課后的作業(yè)和綜合性練習(xí)主要是證明題目和主觀性題目，以評分表分析法建立量規(guī)[3]。量規(guī)為主觀性題目或其他表現(xiàn)（比如證明的步驟、細節(jié)、表達等）確定量化標(biāo)準(zhǔn)，從優(yōu)到差詳細規(guī)定評級指標(biāo)。同時，采取老師評分、同學(xué)互評、助教評分的方式進行綜合性學(xué)習(xí)評價，填寫學(xué)習(xí)評分表。重點獲取學(xué)生的答題情況（非結(jié)構(gòu)化信息），包括：每題選擇了什么選項，花了多少時間，是否修改過選項，做題的順序有沒有跳躍等，全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和狀態(tài)。在課程內(nèi)容方面，對知識體系進行梳理，將課程知識按照知識點模塊進行數(shù)字化，并且將多門相關(guān)課程聯(lián)系在一起，建立面向問題的知識網(wǎng)絡(luò)。例如，將圖論與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的樹和圖進行關(guān)聯(lián)和比較；把等價類的概念與軟件測試方法相結(jié)合來分析軟件開發(fā)問題。基于實際軟件項目構(gòu)建對應(yīng)于課程內(nèi)容的知識圖譜和知識數(shù)據(jù)庫。通過引入工程領(lǐng)域的離散問題，分析問題中出現(xiàn)的各種實時性數(shù)據(jù)、工程化數(shù)據(jù)和研究性數(shù)據(jù)，將其分類存儲于問題數(shù)據(jù)庫和練習(xí)題庫，為考核評估提供支持。

3課程教學(xué)改革

在工程教育的指導(dǎo)思想下，離散數(shù)學(xué)課程除了向?qū)W生描述理論知識“是什么”和“為什么”以外，更注重讓學(xué)生學(xué)會“如何運用”理論知識，以解決在軟件開發(fā)中出現(xiàn)的各類問題。改進已有的教學(xué)方式，一方面，在課程內(nèi)容上打破原有專業(yè)課程的講授模式，結(jié)合實際工程問題，按照CDIO工程教育理念開展課程建設(shè)[4]。另一方面，采用問題驅(qū)動的教學(xué)方式[5]，通過錄制SPOC[6]和實施翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生參與離散工程問題的分析、研究和解決方案設(shè)計。

3.1翻轉(zhuǎn)課堂翻轉(zhuǎn)課堂是一種“以學(xué)生為中心”的新的教學(xué)模式[7]。它關(guān)注學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和成長，能更好地實現(xiàn)工程教育的能力和素質(zhì)培養(yǎng)。實施翻轉(zhuǎn)課堂，首先建立離散數(shù)學(xué)課程的知識圖譜，以思維導(dǎo)圖的方式構(gòu)建整體的知識框架；然后，逐步細化每個章節(jié)的內(nèi)容，對概念性知識（如集合、關(guān)系的概念）和過程性知識（如邏輯的推理、關(guān)系性質(zhì)的判斷與證明）進行梳理，按照不同的教學(xué)方式進行組織和關(guān)聯(lián)。概念性知識劃分為5個難度級別：A簡單、B適度、C較難、D困難、E綜合。對于簡單和適度的概念按知識點劃分單元模塊，制作8~10分鐘的教學(xué)視頻。例如，將集合論的發(fā)展歷史、集合的基本概念等內(nèi)容以時間線（storyline）的方式展示給學(xué)生。在制作SPOC視頻時，不僅講解知識，還突出理論知識的文化觀念和內(nèi)涵。而對于難度較高的內(nèi)容，如析取范式、合取范式等，則安排在課堂上進行講解。對于過程性知識，例如，布置給學(xué)生的課后作業(yè)：“證明某個關(guān)系R是集合A上的一個等價關(guān)系”，將批改作業(yè)的過程和演示證明的步驟錄制為視頻。在視頻中，逐項講解解題的思路（如何使用等價關(guān)系的定義進行證明）、學(xué)生解題中出現(xiàn)的各種問題（如對稱和傳遞關(guān)系的理解偏差，不恰當(dāng)使用等）以及需要注意的關(guān)鍵地方（如自反性、對稱性、傳遞性都需要證明，證明才完整）等解決問題的思考過程和經(jīng)驗。通過SPOC實現(xiàn)體驗式教學(xué)，讓學(xué)生能從任務(wù)的求解指導(dǎo)中學(xué)會如何應(yīng)用所學(xué)到的知識。采用問題引入、分析求解、過程探討、理論構(gòu)建的步驟完成SPOC視頻制作。

以命題邏輯的講授為例，視頻以斷案推理的例子（如神探夏洛克）開始，吸引學(xué)生的注意力，將現(xiàn)實中的問題與命題、邏輯、推理等知識聯(lián)系起來，把問題進行拆解分析，逐步歸納總結(jié)出概念和知識點，納入學(xué)生已有的認知結(jié)構(gòu)，讓他們更加積極主動地投入到自主學(xué)習(xí)中。在課前，要求學(xué)生根據(jù)前次課布置的學(xué)習(xí)任務(wù)觀看微視頻，通過自主學(xué)習(xí)和思考，理解基本概念，完成一定有針對性的小測驗。在課堂上，采用如下多種教學(xué)方式：（1）引導(dǎo)式教學(xué)。如在講解主析取范式和主合取范式時，讓學(xué)生思考“如何找到主合取（或主析取）的極大項和極小項”，提示學(xué)生考慮采用建立樹結(jié)構(gòu)的方式來求解。（2）體驗式教學(xué)。給出真實的任務(wù)情境，讓學(xué)生協(xié)同完成某一項任務(wù)；或現(xiàn)場對某些有爭議的問題進行研討，并且相互展示學(xué)習(xí)成果，實現(xiàn)同伴互評。例如，讓學(xué)生編寫一段程序，要求對函數(shù)的參數(shù)進行檢查，由此把命題邏輯與程序檢查中的斷言相對應(yīng)進行講解；把等價類的劃分與面向?qū)ο笾蓄惖母拍钸M行類比介紹。（3）互動式教學(xué)。如課前以墨經(jīng)中的“有之則必然，無之則未必不然，是為大故”和“無之則必不然，有之則未必然，是為小故”，引出充分必要條件的知識，指導(dǎo)學(xué)生完成對命題聯(lián)結(jié)詞知識點的復(fù)述，命題公式的化簡等練習(xí)；期間，老師回答學(xué)生提出的問題，對每位學(xué)生進行個性指導(dǎo)，并參與討論。通過引導(dǎo)和檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)進度。對于工程素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，一方面，將課程的知識點分別對應(yīng)到軟件開發(fā)的各個階段，如將數(shù)理邏輯對應(yīng)編程實現(xiàn)、將集合和關(guān)系對應(yīng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造、將樹和圖對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，把理論知識運用到軟件開發(fā)實踐中；另一方面，根據(jù)學(xué)生的個體學(xué)習(xí)需求，加入具有一定難度的工程任務(wù)和開放性課題，讓學(xué)生可以根據(jù)自身情況進行自由選取，如結(jié)合圖論最短路徑的知識點，將2016年華為軟件精英挑戰(zhàn)賽中的問題“未來網(wǎng)絡(luò)?尋路”引入教學(xué)討論，鼓勵學(xué)生積極參與類似的具有研究性質(zhì)的挑戰(zhàn)。

3.2教學(xué)數(shù)據(jù)分析工程教育關(guān)注學(xué)生完成學(xué)習(xí)的過程，因此對教學(xué)活動中的各類數(shù)據(jù)，如教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容（知識點、重點、難點）、常規(guī)練習(xí)、挑戰(zhàn)性練習(xí)等，進行量化，并建立彼此之間的聯(lián)系。采用成績分析法[8]，細分教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)模塊，按照支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點進行數(shù)據(jù)采集、計算均值、方差、信度、效度等統(tǒng)計參數(shù)，在評價每個指標(biāo)點達成度的基礎(chǔ)上，獲得課程掌握情況的評價結(jié)果[9]。利用學(xué)生學(xué)習(xí)的行為檔案創(chuàng)建自適應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。利用學(xué)生“如何”學(xué)習(xí)的信息，依據(jù)教學(xué)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，為學(xué)生量身定制適合學(xué)生的個性化練習(xí)。通過分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，自動創(chuàng)建一系列難度逐漸增加且互相關(guān)聯(lián)的問題，例如，從集合到關(guān)系、從關(guān)系到特殊關(guān)系、從特殊關(guān)系到樹結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生圍繞一個共同的知識點來求解問題，從中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)模式。同時，老師根據(jù)自己的教學(xué)需要來調(diào)整教學(xué)任務(wù)，例如，給課堂練習(xí)和作業(yè)規(guī)定完成的時間，讓移動教學(xué)系統(tǒng)在“自動計時”的情況下，考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程；而在學(xué)生做錯題目需要幫助時，系統(tǒng)自動給出提示并確定問題出錯的位置。系統(tǒng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，包括在哪個知識點的學(xué)習(xí)上遇到了問題、哪些習(xí)題完成花費時間較長等。老師對這些數(shù)據(jù)進行分析，建立相關(guān)的教學(xué)模型為學(xué)生推薦更為合適的學(xué)習(xí)路徑。確保教學(xué)數(shù)據(jù)的正確性、可用性是進行教學(xué)數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵。制定教學(xué)數(shù)據(jù)檢測體系和軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行實時的檢測以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，盡可能減少對數(shù)據(jù)分析和挖掘帶來的不利影響。首先制定各種數(shù)據(jù)的錄入和維護規(guī)范，最大限度地自動錄入各種結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括考試成績的每項評分、主觀評價打分等。其次，制定數(shù)據(jù)檢測規(guī)則并實現(xiàn)自動檢測，應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)配置策略，對靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控和定期檢查以發(fā)現(xiàn)并處理有問題的數(shù)據(jù)。最后，建立可靠的教學(xué)數(shù)據(jù)質(zhì)量評估體系，通過各種評估方法，如基于異常值的評估方法、邏輯性評估方法等，對數(shù)據(jù)質(zhì)量的改進效果進行評估，為數(shù)據(jù)質(zhì)量改進提供策略。此外，還需要實現(xiàn)缺失數(shù)據(jù)的完善、篩選等數(shù)據(jù)處理工作，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、去重復(fù)化，最后形成規(guī)范化的格式。

4結(jié)語

工程教育以培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力，評價學(xué)習(xí)成果或產(chǎn)出作為核心標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)院對軟件工程專業(yè)全面開展工程教育，建立全覆蓋的工程培養(yǎng)體系和量化的培養(yǎng)目標(biāo)，并通過了2016年11月的評估。筆者在此基礎(chǔ)上，針對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，改進了離散數(shù)學(xué)課程的教學(xué)模式，按照工程問題重新劃分教學(xué)知識點和知識結(jié)構(gòu)，設(shè)定了課程的達成度計算模型。在教學(xué)過程中，結(jié)合SPOC課和翻轉(zhuǎn)課堂，收集和規(guī)范各方面的信息和數(shù)據(jù)；建立教學(xué)數(shù)據(jù)分析庫，逐步開展學(xué)生學(xué)習(xí)路徑、習(xí)題考評模式、錯誤答題模式等問題的研究，以此作為學(xué)習(xí)問題診斷、教學(xué)干預(yù)和教學(xué)決策的重要參照。

參考文獻：

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篇12

一、 工程實例激發(fā)興趣建立概念

興趣是最好的導(dǎo)師。學(xué)生有了興趣，才會想學(xué)、愛學(xué)，才能學(xué)好。力學(xué)學(xué)科本身理論性強，抽象程度高，與工程實際的聯(lián)系不夠緊密，內(nèi)容枯燥，缺乏趣味。因此在此課的概念引入過程中，我收集了大量的工程事故實例，通過具體案例的介紹來調(diào)動學(xué)生求知的欲望，激發(fā)其探究問題背后的力學(xué)背景，順理成章地引入壓桿穩(wěn)定的概念，讓學(xué)生明確作為一名工程技術(shù)人員為什么要重視壓桿的穩(wěn)定性。

為此，在設(shè)計此課的導(dǎo)入時，我首先將收集到的因壓桿失穩(wěn)而造成的工程事故案例圖片和視頻通過多媒體播放給學(xué)生。在學(xué)生的好奇與吃驚中再將穩(wěn)定性的概念傳遞給學(xué)生。比如，我通過介紹20世紀(jì)初時世界上曾有多座較大的金屬桁架結(jié)構(gòu)橋梁發(fā)生了整體性破壞，并且破壞現(xiàn)象表現(xiàn)出了驚人的相似，即破壞既不是由于材料強度不足也不是由于構(gòu)件的剛度太小造成的，那究竟是什么原因呢？為什么歷史上發(fā)生的這類事故至今在世界各地依然時有發(fā)生呢？讓學(xué)生主動思考其背后的原因，激發(fā)學(xué)生的積極性，并使學(xué)生建立起穩(wěn)定的概念。

二、 課堂實驗引發(fā)思考加深理解

建筑力學(xué)是滲透于生活各處的結(jié)晶，它與我們的生活有著密不可分的聯(lián)系。所以，在授課過程中，從我們熟悉的身邊事物出發(fā)，從我們常見的一些事情出發(fā)，分析其原因與實質(zhì)，再與教材內(nèi)容相銜接，不僅能讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，還能降低學(xué)生的理解難度，逐漸使學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動的學(xué)習(xí)。

我在此課的教學(xué)設(shè)計中，加入了三個課堂小實驗。一個是利用身邊常見的學(xué)習(xí)工具――鋼尺，讓學(xué)生親身感受鋼尺受壓過程中壓力不大時即被壓彎，而不是先被壓斷，啟發(fā)學(xué)生在工程事故案例中的橋梁倒塌原因正蘊含在鋼尺壓彎現(xiàn)象中，引導(dǎo)學(xué)生將兩者聯(lián)系思考，在進一步探尋為什么桿件會被壓彎中提出理論分析模型――中心受壓直桿。接著，仍然是利用學(xué)生的身邊學(xué)習(xí)工具――塑料丁字尺，將其加工為不同長度的三把并邀請學(xué)生進行平衡三種狀態(tài)的演示，讓學(xué)生在自己的積極參與中去觀察思考從而深入理解穩(wěn)定性和穩(wěn)定平衡的概念。最后利用學(xué)生自制的海綿矩形截面梁，進行豎向手壓實驗，隨著手壓力增加，讓學(xué)生觀察其抵抗側(cè)向干擾能力的強弱，順利引出臨界力和失穩(wěn)破壞的概念。

三、 手腦并用小組討論探尋方法

中職教育以培養(yǎng)技能型人才為主要目標(biāo)，其知識的講授是以能用為度，實用為本。本此原則并結(jié)合學(xué)生現(xiàn)狀，筆者認為建筑力學(xué)的教學(xué)應(yīng)淡化理論推理與設(shè)計計算方面的內(nèi)容，加強基本概念與理論的掌握并強調(diào)突出力學(xué)的實用價值。與此同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生自行分析、解決實際工作與生活中所遇到的各種簡單力學(xué)問題的能力。

就此，在我的壓桿穩(wěn)定教學(xué)中，我將臨界力的計算以及用穩(wěn)定條件進行壓桿的穩(wěn)定性計算的內(nèi)容全部淡化。僅強調(diào)歐拉公式中各項的含義及其對壓桿穩(wěn)定的影響，讓學(xué)生明確臨界力的計算是解決壓桿失穩(wěn)問題的關(guān)鍵。具體做法是給學(xué)生下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)單，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自由建組，并通過小組合作中對試驗裝置的操作及任務(wù)討論共同完成對歐拉公式和穩(wěn)定性計算重要性的理解，最終總結(jié)出提高壓桿穩(wěn)定性的措施。教師在進行點評的同時穿插相應(yīng)的工程實例介紹，讓學(xué)生更直觀、準(zhǔn)確、容易地明晰壓桿穩(wěn)定理論的適用范圍，掌握用穩(wěn)定條件解決工程問題的方法，從而較好的達到了“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，教與學(xué)良好互動的教學(xué)效果。

教學(xué)實踐表明：由于大量引用工程案例激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，課程導(dǎo)入順利、自然。小小實驗貼近生活，直觀教學(xué)層層遞近降低了學(xué)生對新概念的理解難度。小組合作動手動腦，課堂氣氛輕松愉快，增加了學(xué)生的感性認識。思考討論尋求答案，學(xué)生的主動探索能力得以提升。學(xué)生自己對新概念新知識的總結(jié)加之教師的點評與工程案例分析，讓學(xué)生在牢固掌握相關(guān)課程內(nèi)容的同時培養(yǎng)了用科學(xué)的態(tài)度和方法去分析、判斷、處理工程問題的能力，以及認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，更為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)和將來就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

篇13

一、傳統(tǒng)《工程力學(xué)》體系存在的問題

前些年學(xué)院水資源管理和水利經(jīng)濟類專業(yè)開設(shè)的《工程力學(xué)》課程為70-80學(xué)時。講授內(nèi)容包括理論力學(xué)(靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué))及材料力學(xué)。隨著社會發(fā)展步伐的不斷加快。對專業(yè)技術(shù)型人才的要求也在不斷深化，水資源管理和水利經(jīng)濟類專業(yè)的《工程力學(xué)》課程體系也存在類似的問題，為了進一步適應(yīng)教學(xué)改革的要求，學(xué)院組織相關(guān)教研室教師對開設(shè)的《工程力學(xué)》課程的教學(xué)體系進行了調(diào)整與改革。重新調(diào)整后的教材體系主要包括：(1)靜力學(xué)按照研究內(nèi)容分為三章，改革了以前按照力與力系分類定章節(jié)的做法，這樣做的優(yōu)勢是使學(xué)生容易從問題人手，吃透教材，并且容易理解和記憶；(2)運動學(xué)按照研究方法分配章節(jié)，把運動學(xué)并為兩章，其中《大學(xué)物理》課程中講授內(nèi)容直接做為課堂復(fù)習(xí)，或做總結(jié)性講授；按照單自由度和多自由度體系的研究對象不同，將動力學(xué)借助定律與定理分為三章。從而避免了和以前物理課中講授內(nèi)容的重復(fù)現(xiàn)象，達到了節(jié)省課時和集中課堂教學(xué)時間并向高起點邁進的教學(xué)目的，通過我們幾年的教學(xué)實踐。取得了較好的效果，但是仍然感覺不足的是講授內(nèi)容基本不變，教學(xué)時數(shù)較以前壓縮較多，從2004年起理論講授僅剩40學(xué)時，實驗課僅剩4個學(xué)時，難以達到很好的教學(xué)效果。而且隨著學(xué)生畢業(yè)走向社會，用人單位對不同專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)要求也在不斷變化。有必要對《工程力學(xué)》教材體系進行進一步的調(diào)整，注重學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，使學(xué)生到工作單位后更好的解決一般工程中的力學(xué)問題。

二、《工程力學(xué)》課程新體系特點與實施方案

由于《工程力學(xué)》課程理論講授僅剩40學(xué)時，而且學(xué)校要求學(xué)院必須采用“面向21世紀(jì)的新教材體系”，注重學(xué)生對《工程力學(xué)》基礎(chǔ)知識的理解與掌握，同時具有解決工程實際問題的能力。改革后的課程全新體系的核心主要包括如下內(nèi)容：力學(xué)基本概念和基本理論(如牛頓力學(xué)的三大定理等)放在突出位置。是講授的精華部分，而刪除掉或略講一些不必要的內(nèi)容，主要講授靜力學(xué)和材料力學(xué)兩大部分，在課堂上注重介紹力學(xué)領(lǐng)域的尖端研究成果(如計算力學(xué)領(lǐng)域的研究近些年發(fā)生了翻天覆地的深刻變化，給同學(xué)們介紹并演示商業(yè)結(jié)構(gòu)分析軟件，如ANSYS、ALGOR、MIDAS及ABQUS等)，培養(yǎng)學(xué)生的動手編程能力和解決工程問題能力，實踐證明這種方式受到了學(xué)生的廣泛喜愛與歡迎；二十一世紀(jì)的大學(xué)生最需要的是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新教學(xué)體系在這方面作了適當(dāng)補充，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題本領(lǐng)。主要內(nèi)容安排如下：第一大部分平面力系與空間力系靜力學(xué)，按力系類型分章分節(jié)，第一章包括靜力學(xué)定理、復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的受力分析與畫受力圖，重點講述力系的和剛體的物理定義。靜力學(xué)的四大公理，約束和約束反力的概念比較抽象，在講授概念時，附以較多的實例，教師邊畫圖邊講述概念，使學(xué)生一開始就概念明晰、很快就能獨立做出結(jié)構(gòu)的受力圖。第二章講述平面匯交力系，重點介紹匯交力系的概念，需要舉出實例，從而使學(xué)生容易理解：匯交力系的合成及求解平衡方程的幾何法和解析法是本章的重點和難點。第三章力對點之矩、平面力偶理論，重點與難點是平面力偶系的合成和平衡條件。第四章講授平面任意力系，這里應(yīng)注重多舉工程實例，使學(xué)生能夠順利解決實際問題。第五章為空間力系及帶摩擦問題簡介。第二大部分內(nèi)容為材料力學(xué)，內(nèi)容主要有桿件的拉伸與壓縮問題、圓柱的扭轉(zhuǎn)問題、簡支梁與懸臂梁的彎曲問題，簡單結(jié)構(gòu)的基本變形和四個強度理論。第一章講授桿件的軸向拉伸與軸向壓縮，需要注重強調(diào)的是，由于首次引入橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力概念。學(xué)生不容易理解。應(yīng)結(jié)合材料力學(xué)拉壓實驗使其搞清楚桿件在軸向拉壓時的力學(xué)性質(zhì)，進一步理解應(yīng)力的概念和拉壓強度條件。所以要求力學(xué)實驗課必須跟上不得拖后。第二章講授圓軸自由扭轉(zhuǎn)變形，要求學(xué)生能熟練掌握圓截面直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力求解過程及正確畫出扭矩圖；建立扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力求解方法并給出相應(yīng)的應(yīng)力強度條件、推導(dǎo)扭轉(zhuǎn)變形求解過程并給出扭轉(zhuǎn)剛度變形條件。第三章講授梁結(jié)構(gòu)的平面彎曲。難點和重點是梁的橫截面剪力和彎矩的求解過程，正確作出剪力圖和彎矩圖，同時弱化載荷集度、剪力和彎矩的關(guān)系，只要求了解。不強調(diào)必須掌握。在講述純彎曲時梁正應(yīng)力求解公式時。應(yīng)當(dāng)注重附以必要的教具以演示梁的彎曲變化情況，使學(xué)生更容易理解和掌握(兩種以上的教具)，在此基礎(chǔ)上引入直粱彎曲時的強度條件和剛度條件就是水到渠成的事了。第四章應(yīng)力狀態(tài)和強度理論的概念，學(xué)生不容易理解和需重點講清楚的是平面應(yīng)力狀態(tài)分析和圖解過程。最后對三向應(yīng)力狀態(tài)和強度理論作簡單介紹。《工程力學(xué)》理論課主要在課內(nèi)完成，但必須注重課下復(fù)習(xí)和作為教學(xué)輔助的實驗環(huán)節(jié)，課后教師一般會布置相當(dāng)數(shù)量的習(xí)題供學(xué)生鞏固知識所用。根據(jù)我們?nèi)握n教師的統(tǒng)計，一般每次課后的習(xí)題數(shù)量不少于8-10道，可布置數(shù)量和難度相當(dāng)?shù)倪x做題供有興趣愛好的同學(xué)選做。注重相關(guān)實驗課環(huán)節(jié)，新課程體系實驗內(nèi)容選擇是具有代表性的實驗，一是低碳鋼和鑄鐵的拉伸與壓縮實驗，測試低碳鋼和鑄鐵的拉壓力學(xué)性能，低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮變形是典型的塑性和脆性材料變形實驗。通過實驗可加深對材料四個變形階段特征的認識，明確材料力學(xué)研究的范圍。二是深粱的純彎曲試驗，掌握彎曲變形規(guī)律和采集應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)的方法，通過應(yīng)變片和應(yīng)變花的貼法達到采集不同部位數(shù)據(jù)的技巧。熟練掌握測試結(jié)構(gòu)變形的方法。新課程體系課堂講授40學(xué)時。靜力學(xué)12學(xué)時，材料力學(xué)20學(xué)時，介紹現(xiàn)代化計算方法和上機編程計算8學(xué)時，材料力學(xué)實驗課4學(xué)時。通過該課程的學(xué)習(xí)，力爭使學(xué)生在較短時間內(nèi)，即掌握了最基本的概念與定理、搞清求解問題的基本方法，而且通過強化能力訓(xùn)練和實驗數(shù)據(jù)觀測，在頭腦中建立一套完整的力學(xué)思想體系。通過教研室教師和幾屆學(xué)生的教學(xué)實踐，達到了較好的教學(xué)效果。

三、教給學(xué)生正確、科學(xué)的思維方法，注重提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力

為了教給學(xué)生科學(xué)的思維方法，以及運用所學(xué)知識分析解決問題的能力，我們在課堂教學(xué)中應(yīng)做到：讓學(xué)生搞清力學(xué)概念、定義和定理定律的應(yīng)用范圍；不同章節(jié)計算公式推導(dǎo)過程要點及適用的條件；對容易混淆的定理，采用比較法進行課程教學(xué)；正確講述解題思路和方法，加強學(xué)生解決問題的能力；介紹一些常用的解題技巧，以盡快達到求解目的；提倡一題多解。