工科基础力学教学改革创新与实践

2018-02-09胡国玉金阿芳富荣昌

中国现代教育装备 2018年7期

胡国玉金阿芳富荣昌

新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐 830047

新疆少数民族地区工科教育以服务新疆地区经济建设为宗旨，以培养高素质、具有创新精神和创新能力的工程技术应用型人才为目标，强化理论与实践教学相结合，促进各族学生综合素质与实践能力的协调发展，不断提高各族学生整体科技创新能力和社会服务水平，为新疆经济建设和社会发展做出贡献。

工科基础力学课程是高等院校工科专业的重要技术基础课程。新疆大学工科类基础力学课程涵盖7个学院14个专业的1 000多名学生的教学，其中新疆大学少数民族学生占所有学生40%以上的比重。工科基础力学课程包括理论力学、材料力学以及工程力学等，这些课程的力学知识是掌握现代工程技术的必备基础，这些基础力学知识掌握的优劣会直接影响到后续专业课程的学习。因此，提高新疆工科基础力学课程的教学质量和水平，对促进新疆少数民族地区创新型人才的培养，推动新疆区域经济建设具有重要作用。

为满足建设“具有中国特色的新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国”等一系列国家发展战略，以培养创新型应用人才和素质教育为目的，针对新疆工科基础力学系列课程的教学现状，从改进教学模式、教学内容的优化调整、加强实验教学、增加创新实践机会等方面，对工科基础力学系列课程进行了教学实践与探索，提出了相应的改革措施，对培养学生的创新意识，提高学生的学习兴趣，解决力学工程实际问题，进一步发挥其培养创新型人才的作用。

1 现状分析

从目前本科教育模式来看，工科专业的课程多，理论性强，实践环节薄弱使得工科学生普遍存在的“理论知识理解不透彻，学习兴趣不高，实践动手能力不强，创新思维和意识薄弱”的现象，而这些问题在新疆少数民族大学生中更为突出。结合工科基础力学课程的特点，总结新疆工科学生学习的突出现状问题如下。

1.1 学生缺乏学习的热情和兴趣

工科基础力学课程的内容理论性强、公式多，而由于少数民族学生汉语言表达和理解能力的影响，使得学生对力学抽象的概念术语和公式难以理解，听课效果不佳而影响学习兴趣和热情。此外，工科基础力学课程大多沿用传统的教学模式，在学时数有限的情况下，不得不采用“填鸭式”“满堂灌”的教学方法，使得学生学习视野不够开阔，思维不够活跃，难以形成基于工程思维的基础力学知识的学习方法。

1.2 学生缺少创新性思维

少数民族学生的学习观念比较陈旧，缺乏学习目标，对于课程的学习只停留在片面的浅显的知识点的学习，缺乏思考和自我总结的学习能力，盲目被动地学习成为突出问题。工科基础力学课程与工程实际息息相关，学生在学习过程中没有形成独立思考能力，缺乏主动探索和创新思维，难以形成系统的工程思维去分析问题、解决问题，使得培养的学生与现实脱节，无法更好地满足社会和经济快速发展的需求。

1.3 学生实践动手能力差

工科基础力学课程是与实践紧密结合的课程类型，实验教学是不可忽视的重要环节。由于受传统教育观念的影响、经费投入等诸多因素限制，使得力学实验的设备少、实验教师队伍建设薄弱，无法满足学生实验的要求，使得学生的动手实践能力得不到充分的培养和锻炼，从而导致学生的动手实践能力差。

2 实践与探索

在工程力学、材料力学和理论力学等基础力学精品课程建设的基础上，着力培养学生的创新能力，构建大学生创新教育课程体系，对激发学生学习的积极性和启迪创新性思维方面进行了实践和探索。

2.1 教学模式的实践与探索

在教学中实施“激发兴趣为先，启迪思维为主”的教学思想，对于基础力学课程通过工程实例开展启发式教学、案例教学以及多种手段并行的教学方法，克服民族学生由于语言障碍造成的知识难以理解、学习吃力的困难。通过实际问题把学生从单向被动地接受知识转变为在教师引导下主动思考问题、分析问题和解决问题的过程，在双向互动的教学活动中促进学生创新意识的培养，进而鼓励学生不断探索和掌握新知识、新内容。

2.2 优化教学内容

教学内容是培养创新型人才的核心。工科基础力学课程是工科专业的基础课程，不同的专业其相应的课程设置与学时安排有所不同。为了更好地满足不同专业后续课程的学习，在保证满足教学基本要求的前提下，在教学内容的选择和组织上应有所不同，合理分配不同章节的学时，保证与后续课程的衔接。此外，在教材方面，针对培养创新型人才培养的要求选择适合创新型人才培养的基础力学课程教材。同时教师在教学活动中可以适当拓宽、拓展教学内容，将与力学课程相关的科学研究新成果、新内容补充进来，拓宽学生的知识面，开阔学生的视野，从而激发学生的学习兴趣和动力。

2.3 加强实验教学提高创新实践能力

结合新疆民族地区生源特点，并以培养学生力学基础创新和实践能力为主线，通过强化实践教学，巩固和发展学生的动手及实践能力。在课程实验教学中，改变传统的基础力学实验课程模式“先进行理论讲解，再完成实验验证”，提出“先实验再理论再实验”的新的授课方式，适当的将部分章节的课程安排在实验室中进行，将理论课的讲解与实验教学紧密结合，这样不仅对知识进行了实际验证，更重要的是培养了学生实验技能和观察分析问题能力。除完成一般验证性实验，还积极面向学生设计开发一些综合创新实验，拓展学生的动手实践能力，培养学生的创新意识。

2.4 增加创新实践机会

大学生创新活动是提高创新能力的一个重要手段。积极鼓励从事力学教学的教师申报力学相关的大学生创新课题，并且积极鼓励学生参与到教师的申报的课题中，将学生所学到的力学知识应用到实际问题中，使学生认识到力学来源于工程又服务于工程，并在工程中得到发展。让学生在实践中学会分析复杂的工程对象并抽象出力学模型，借助数学工具分析和求解，在这个过程能够综合应用所学的知识，提高解决实际问题的能力以及创新能力。

2.5 以学科赛事促进基础力学创新与实践

以学科赛事带动理论学习和培养实践能力，通过力学竞赛激发学生学习基础力学课程的兴趣和动力，将学生所学到的力学知识应用到实际问题中，在竞赛训练中学生亲自设计力学模型，通过实际动手操作、观察和实践培养学生的创新实践能力。近年来，新疆大学参加《全国周培源大学生力学竞赛》的人数在逐年增加，并多次获奖。但是，少数民族学生参与竞赛的力度不够，通过竞赛激发民族学生自主学习力学知识的自觉性，掌握运用力学原理解决具体问题的方法，真正带动少数民族学生学习的热情。