单位文秘网 2021-07-26 08:21:13 点击: 次
摘要:本文结合参编石油类专业适用《工程力学》高职教材,论述了工程力学课程内容、体系的改革。
关键词:工程力学 教学目标 内容模块 内容取舍
工程力学是高职工科类专业的重要技术基础课,它是许多专业中基础课与专业课的桥梁,同时,它又在实际工程中有广泛的应用。随着高职教育的兴起和发展,对高职工程力学教学的内容和体系提出了新的要求。为了提高工程力学的教学质量,将学生的技能培养和知识应用落到实处,我们在不断改进教学方法的同时,对工程力学的内容和体系进行了改革,目的是明确教学目标,实现为专业服务。
一、明确工程力学的教学目标
工程力学的教学目标就是要在基础课与专业课之间架设一座桥梁。通过工程力学的教学,应实现如下的目标:清晰的理解课程的基本概念和基本理论;能将简单的工程实际抽象为力学模型;能正确地进行物体的受力、运动和动力分析,具有受力、运动和动力分析的技能;能正确对构件进行强度、刚度和稳定性的计算,具有构件设计的初步技能;能正确处理安全与经济的矛盾,具有选择材料、截面设计和选择安全系数的初步技能;能进行材料的机械性能的测定,具有一定的实验技能。
二、高职工程力学内容应具备的特色
高职工程力学内容应体现高职教育的特色,这点是毋庸质疑的。《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》中明确指出:“要按照实用性、实践性的原则重组课程结构,更新教学内容。”“基础理论课要以应用为目的,以必需、够用为度。”这就为高职工程力学内容的取舍指明了方向。高职工程力学的内容必须以专业需求为依据,为专业服务。
现行工程力学教材在内容取舍上有其成功的经验,比如在加强基本概念、基本理论、基本方法等方面可以借鉴,但偏重古典理论,缺乏近代与现代知识;偏重理论,缺乏实践技能的培养;偏重严密性,缺乏实用性的弊端不太适合高职工程力学的教学。为了落实工程力学教学为专业服务的目标,我们对机械制造、石油开采、油气储运等专业所需的工程力学知识进行调查、统计、分析、研究、归类,得出这样的结论:高职工程力学所需知识点比大学工程力学所规定的要求低些;高职工程力学所需知识点比中职工程力学所规定的知识点既广又深;高职工程力学在理论上要求并不高,但在应用上有很高的要求;高职工程力学知识点对整个力学知识覆盖面大;高职工程力学各专业需求既有共同性又有特殊性。
针对以上所得出的结论,我们认为要实现工程力学的教学为专业服务,在内容的取舍上应具备这样的特点:应淡化理论内容与实际内容的界限,实现以应用为主,建立学生的基本技能;应淡化严密的体系,实现内容必须、够用的原则,真正做到学以致用;应淡化专业课与技术基础课的界限,重点突出高职的培养目标,内容要有针对性和实用性,实现为专业服务的目的;应重点建立专业需求的新模块,构成新体系;应设置窗口,及时了解吸收新知识、新技术。
三、高职工程力学内容的模块体系
在对各专业需求工程力学知识点进行归纳分析之后,将工程力学体系进行模块分解。
第一步,制订工程力学教学大纲。第二步,将高职工程力学内容体系面向开设工程力学各专业分解为共性和特性两大模块。第三步,对共性和特性两大模块分解为若干个子模块。第四步,对每个子模块配置合理的工程力学知识点。第五步,形成具有高职特色的工程力学内容模块图。
共性模块包括:实际结构、模型简化、静力学、运动学、动力学、材料力学;特性模块包括:超静定结构、薄壁结构、断裂力学基础、流体力学基础等。
四、合理取舍内容,实现为专业服务
(一)删繁就简,对内容进行调整、重组
1.静力学部分内容的选择和编排
在静力学部分中,突出物体受力分析和力系平衡理论及应用。对力系的平衡研究分为简单力系和复杂力系,减少了力系等效理论的要求,将静力学公理分散到各部分内容中。将考虑摩擦的平衡问题和物体重心作为力系平衡理论的应用,不单独编排。增加了柔索平衡问题和桁架问题。这是因为:①力、刚体等概念高职学生已经掌握,只需简单复习。在复习的同时重点对力的投影和力偶等重要的新力学概念加以介绍。②静力学基本公理及其推论是静力分析的基本依据,将其分散到相关内容中介绍更易于学生理解和掌握。③引入柔索平衡问题是考虑到石油工程专业的需要,引入桁架的计算是考虑到建筑专业的需要。④将平面一般力系的平衡理论及其应用作为静力学的重点内容。⑤以培养学生技能为主,结合生活和专业工程实际列举了大量实例。
2.运动学部分内容的选择和编排
在运动学部分中,突出运动分析的相对性、可分性和合成性,重点放在点的合成运动速度分析和刚体速度分析上。这是因为:① 运动学部分的运动分类、描述方法等内容,以往教材研究的十分透彻,所用工具也已具备。② 运动学部分分为简单运动和复杂运动,是考虑到对点的运动和刚体的基本运动,学生已有所了解,需要将其复习、整合,而点的合成运动和刚体的平面运动则是新内容。③ 增加了刚体平面运动加速度分析和点的合成运动加速度分析是考虑到机械专业的需要。
3.动力学部分内容的选择和编排
在动力学部分中,突出物体受力与物体运动关系的定理、定律的介绍,将其划分为质点动力学、质点系动力学、动静法和机械振动基础四部分。这是因为:① 质点动力学是学生熟知的内容,将其编排在一起,有利于学生对这部分内容的巩固和提高。② 质点系动力学中的许多定理、定律是质点动力学知识的进一步扩展。在内容编排上力求与质点动力学建立对应关系。③ 介绍机械振动基础是考虑到机械工程中许多机械故障与机械振动有关。④ 加大了定理、定律在日常生活和专业工程实际中的应用。
4.材料力学部分的选择和编排
材料力学传统编排方法是按照基本变形进行分章,这种方法有其细致的一面,但对每种变形重复原有的方法和思路显得很繁琐。教材将材料力学划分为材料力学基础、构件内力的计算、强度计算、刚度计算和稳定性问题五部分。这是因为:① 这样的编排紧扣材料力学的任务和解决的基本问题。减少不必要的重复,节约章节。② 每章集中讨论材料力学的基本问题,使学生对强度、刚度和稳定性计算有清晰的理解。③ 材料力学基础这部分内容,集中介绍有关材料力学的基本概念、基本变形、应力状态等内容。④ 构件内力计算引入截面法后转化为静力学问题。⑤ 强度、刚度和稳定性计算全面反映构件安全和经济的矛盾。
(二)设置窗口,引进新内容为专业服务
工程力学内容体系中的专题既是不同专业对材料力学知识点特殊要求的体现,也是为工程力学设置的窗口。具体的专题内容为:超静定结构;薄壁结构和断裂力学基础;动载荷、交变应力、厚壁圆筒及旋转圆盘、构件塑性变形;粘弹性力学原理和流体力学基础;有限单元法基础。
五、为专业服务教学的效果
教学实践表明:针对专业需求合理取舍内容,树立为专业服务的观念,其效果是:教学中有的放矢,符合高素质高技能的专门人才的培养目标,有利于实现学生实践能力和职业技能培养的要求;教学中具有针对性;教学中具有服务性;教学中具有应用性;教学中具有创新性;根据专业需求取舍工程力学教学内容,为各专业设置了了解、吸收现代工程力学知识的窗口。
学生可以根据自己所学的专业及兴趣去了解、吸收某个领域的新知识、新技术、新方法。例如薄壁结构主要是为油气储运专业设置的内容,建筑工程专业的学生也可以学习这部分内容,这对建筑工程专业的学生以后从事管道的建设有很大的帮助。
总之,培养人才是根本任务,教学工作是中心工作,教学改革是核心,提高质量是永恒的主题,工程力学课程内容、体系的改革在教学中初见成效。工程力学课程内容、体系的改革,必须在专业宏观培养目标的前提下,在细节上下功夫,从各个环节上要质量。我们将以服务专业的观念为指导,在教学中不断改进,不断完善。□
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