郎风超 刘佳伟 姜爱峰

摘要：工程力学是一门研究物体机械运动以及物体承载能力的基础科学，为工科类院校重要的技术基础课之一，其理论性系统性强、逻辑严密、比较抽象，但与工程实际具有密切的联系。目前教学过程中，存在着学生实践经验缺乏、综合分析实际问题能力差，以及学习差异性大等问题。本文以内蒙古工业大学为例，分析了不同年级、不同专业学生的成绩分布情况、差异性以及学习过程中存在的问题，针对具体问题提出了相应的改进措施，为工程力学的学习和教学提供一些可借鉴的方法。

关键词：工程力学;教学改革;探讨

一、绪论

工程力学是工科专业的技术基础课之一，其介于基础课和专业课之间，既有较强的理论性，又与工程实践密切联系，该课程是机电、建筑、桥梁、交通、能动等工科专业的必修课[1]。通过理论力学学习掌握质点、质点系以及刚体机械运动的基本规律和研究方法，能够分析多刚体运动机构，求解系统动力学问题。通过材料力学学习掌握构件的强度、刚度以及稳定性问题的计算方法，掌握材料力学的基本理论和概念，能够分析变形体在载荷作用下的相关力学性能。

针对工程力学课程改革措施，文献[2]通过引入多媒体现代教育手段，采用案例教学、讨论对比教学以及归纳习题、强化实践环节调动学生的学习积极性和主观能动性，激发学生的创新能力。文献[3]针对应用型普通本科高校主要培养面向市场和生产一线的应用型人才的目标，从工程力学教学的现状出发，对工程力学理论和实验教学模式、教学内容和教学方法等开展了研究。教学改革中，将最新的学习方法如思维导图等引入到具体的教学过程中，结合教学存在的问题提出建立、解析思维导图的解决办法[4]。文献[5]分析了工程力学教学特点，提出实践与创新能力培养相结合的工程力学教学方法。

各种改革方法在教学实践中起到了一定积极作用，但是各种改革都是面向所有高校学生，而缺少针对性以及具体的学习效果评价。因此本文对作者所在的高校近十年来的工程力学学习情况进行统计并分析对应的教学效果以及差异性原因，并针对上述问题进行工程力学改革尝试，为其他课程的教学提供一些可借鉴的方法。

二、工程力学教学效果统计及原因分析

作者所在高校是以理工类为主的综合性大学，工程力学主要面向机械、化工、能源、材料、土木、轻工与纺织等学生。针对近十年来所教授学生的工程力学试卷成绩进行统计，按照不同年份以及2018学年的不同专业的学生的平均成绩进行统计，其统计结果如图1，2所示。

图1反映了近十年工程力学平均成绩呈现明显下降趋势，其中18年平均成绩仅为50分，较13年下降了32%。不同专业在2018年度内的平均成绩也存在着较大差异，如图2所示，其中工设专业成绩较高为60分，而服装设计平均成绩仅为46分。上述成绩的差异性主要体现在以下方面：（1）近年学生的整体水平下降嚴重，其中数学基础不扎实。（2）不同专业的入学层次不同导致成绩差异性大。（3）考试过程中有相当多的学生存在考试作弊的倾向。（4）沉迷于网络游戏和短视频等。

三、工程力学教学改革相关措施

针对上述出现的具体问题，作者提出了相应的改革措施，以提高工程力学学习成绩并可推广到其他课程如理论力学、材料力学等教学和学习中。

（一）强化基础知识教学，启发学生积极思考

针对学生数学基础整体不高的问题，可在教学内容的设计加大基础知识的讲解。工程力学中用到的数学知识主要集中于向量、微积分这两部分内容，在涉及到该部分内容时可适当将其基本的数学知识重新与力学中具体事例相结合，并且赋予相应抽象的数学量以具体的力学含义，如矢量可赋予力、速度、加速度等物理含义，其相关的数学理论运算就具有可视化的效果。

在加强基础知识掌握的同时对讲课的内容组织和安排进行构思和设计，遵循认知规律，注重创新意识的培养，增强与学生的互动，进行启发式教学[7]。不要把教学内容填鸭式地向学生灌输，而是有目的和针对性地将所要讲授的内容作为一个问题向学生提出，如在讲授摩擦之前，可以引导学生去感知自己周围所能接触的物体表面的光滑程度，并提出如何测量其表面的摩擦系数的问题，并请同学设计相关的实验方法，最后通过摩擦角的概念确定测量摩擦系数的一种方法。

（二）注重实践教学，优化课程内容

针对不同专业学生的基础以及今后的专业学习内容不同，可将相关专业的工程实践渗透到课堂教学，结合具体专业优化课程内容。工程力学的理论部分比较抽象，同时学生缺少对应的工程实际认识，因此在教学过程中应倾向于直观性，充分利用相关专业的实例增强学生的感性认识，同时优化与专业相结合的讲授内容。

例如在讲解静力学平衡相关内容时，可与土木专业中的学生十分熟悉的刚架结构相结合讲解平衡方程的应用，不仅能给为今后结构力学学习奠定基础，同时又助于学生对力学理论的掌握，还能够帮助学生了解工程力学在土木工程专业中的应用状况，提高学生的主动学习知识和分析问题的兴趣，培养了学生的力学学习能力。

（三）加强考试纪律，规范相关成绩评价制度

针对考试纪律不严格、考试过程中有相当多的学生存在考试作弊倾向的问题，老师要与相关职能部门如教务处等相联合，共同将考试作弊遏制于萌芽状态。考试是检验学生学习情况的重要手段，同时其成绩与相关评奖以及就业直接相关。如果出现大面积考试作弊现象，则会导致平时不学习或者学习不好的同学考试成绩反而高于真正学习的同学，对学生来说丧失了公平性，从而严重影响学生的学习积极性。因此学校要规范考场秩序、严肃考风考纪、净化考试环境、倡导诚信考试，并且对相关监考老师进行责任认定，做到监考老师应尽的义务，确保不会出现作弊现象。目前作弊较为突出的是利用现代通信技术如微信群、QQ群等手段进行大规模作弊，因此相关部门应该借鉴全国性考试的相关措施，如采用探测器等严格限制学生携带通信设备进行考试。

在加强考试纪律的同时要规范相关测评工作，保证真正学习的学生能够得到其应有的收获，而不学习的同学要受到相应的警告以及处分。在评价过程中要严格按照学校规章制度执行，确保公平、公正的进行评价以保证学生学习的动力和积极性，让考核更加科学、合理、贴近实际[8]。

（四）加强课堂质量，杜绝从事与学习无关事项

针对学生上课手机上瘾以及沉迷于各种网络游戏和短视频等，导致在上课期间不能投入到课堂学习中的问题，应理论联系实际，将生活中的实例引入课堂，采用案例教学法，将学生的注意力吸引到课堂。在教学活动中优化设计教学活动，使教学活动形式多样化，同时依据确定的教学目标，根据不同的教学环节，依学生的认知规律，对知识结构进行合理安排，并采用循序渐进、因势利导有效的教学方法[9]，以尽可能优化课堂的授课设计，使学生在有限的时间内到达学习目的，将学生的注意力吸引到教学内容中，而不至于使课堂教学变得沉闷、枯燥。同时可以灵活采用多媒体，适当地采用现代教学技术通过声像并茂、知识趣味交融的学习环境，增强学生的感知认识、激发学生的学习兴趣。可根据课程内容，合理和科学地选择各种教学手段使课堂教学丰富多彩。

四、结语

工程力学是工科类专业重要的技术基础课并且与现实生活息息相关，同时与工程技術的发展相辅相成。工程力学课程改革的关键在于要能够精确定位教学中的问题，并针对具体的问题进行相应的改革，有效提高学生的学习积极性，从而培养学生的实践感性认识，提高力学知识的综合运用能力，为改进教学效果，促进教学改革，为新世纪新工科人才培养提供有效的途径。

参考文献：

[1]汪晓红.《工程力学》教学改革探索[J].教育与职业，2006：107-118

[2]陈海波，段洁利，卢玉华，严慕容.工程力学教学方法的创新探索与实践[J].中国现代教育装备，2010：2009-2011

[3]夏平，毛文贵，卿上乐.应用型本科工程力学课程教学改革研究[J].湖南工程学院学报，2011：77-80

[4]刘广君，董福元，李宁，秦春.思维导图在工程力学教学中的应用研究[J].山东化工，2020：1-4

[5]汪中厚，刘静，周晓玲.浅谈工程力学教学中实践与创新能力的培养[J].上海理工大学学报（社会科学版）

[6]林崔宇，王丽，刘鹏，孙林.基于OBE教学模式下“工程力学”课程教学方法的研究[J].科技与创新，2020，73-74

[7]唐静静，范钦珊.基础力学课程研究型教学方法的探索[J].力学与实践，2008：89-90

[8]胡丽娟.基于过程性项目式评价的高职院校工程力学课程考核方式研究[J].教育现代化，2017：319-320

[9]赵玉成，喻梅.工程力学课程内容体系及教学改革研究[J].力学与实践，2009：69-71

基金项目：本文系内蒙古工业大学教改项目（2019233）的研究成果

作者简介：郎风超（1978— ），男，蒙古族，河北围场县人，内蒙古工业大学理学院力学系，副教授;刘佳伟（1992— ），男，汉族，山东烟台人，内蒙古工业大学硕士研究生;姜爱峰（1980— ），男，汉族，内蒙古工业大学理学院力学系，讲师。