改革教学模式促进专业教学

韩岩岩

摘要：工程力学是水利水电工程专业的专业基础课，教学中涉及的工程力学包括理论力学、材料力学、结构力学等几大固体力学学科。在进行素质教育和创新教育的过程中，全国各高校都进行了不断的探索、改革与尝试。

关键词：水利水电工程教学模式改革

随着科学技术的发展，工程技术不断更新，新的力学问题也不断出现，从而在工程技术方面对力学知识的要求越来越高。同时，要培养学生分析和解决问题的能力，提高学生的应用创新能力和综合素质，必须对原有的教学模式进行改革。

一、水利水电工程专业工程力学教学内容改革思路水利水电工程专业的培养目标是具有水利工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的专业基本知识与专业技能，主要方向目标是应用性，在此对工程力学教学内容作出如下调整。

（一）减少课程之间的重复内容

减少大学物理已讲过的内容，比如，动力学内容中的功、功率、功能原理、动能定理等内容，重点讲解质点系动能定理、刚体转动时的恒力做功、刚体绕定轴转动时动能及动能定理、恒力作用下转动刚体的角动量定理及惯性力、达朗伯原理等内容，并将此原理广泛应用于动力学问题的求解中。

理论力学、结构力学对桁架，材料力学、结构力学对静定梁内力分析及弯矩、剪力、荷载集度之间的微分关系的讲解，要注意各力学之间相互知识搭接，避免重复。

（二）布置专业读书工程系列大作业

传统工程力学只注重理论知识的学习，学生应用所学知识解决实际问题的分析能力较差。而教科书给出的例题、习题多是理想的计算简图结构，与实际工程不能紧密联系，学与用脱离，这会直接影响学生对实际结构分析和计算能力，对相关专业基础课及专业课的学习造成困难。为此，在教学过程中应针对水利水电工程专业布置读书工程系列大作业。在静力学受力分析部分，我们引入的力学模型大部分都是和专业实际相结合的，比如，水工大坝、输水管道、启闭闸门中的桁架结构、渡槽及支架的受力分析等，目的是增加学生对专业所涉及建筑物的感性认识。

在静定结构内力分析部分，对杆系结构（如渡槽及支架）重点是如何把实际工程结构简化为计算简图及对计算简图进行几何分析和受力分析，进而分析结构的内力特点，目的是锻炼学生对实际工程问题的分析、计算能力。

在应力状态分析及强度分析部分，在对实际结构的计算简图（渡槽及支架的计算简图）内力分析的基础上进行强度分析，目的是提高学生对实际结构强度的分析能力。

（三）结构分析的计算机应用

把结构分析分为传统内容和计算机应用两部分，通过传统内容建立基本概念、学习基本理论及基本计算方法，解决简单问题；通过应用计算程序进行复杂计算，加深对基本概念、基本原理的理解；通过大量计算机操作，熟悉各种结构分析程序的应用，掌握结构内力的分布情况。

传统内容为工程力学的基本内容，在保证静定结构内力分析足够学时的情况下，超静定结构基本结构类型的计算方法以熟练掌握基本原理及其应用为主，其他复杂结构（如框架、空间桁架等）计算通过计算程序完成。

计算机应用是指给出各种结构类型的计算源程序，让学生了解其使用方法和适用结构。这一部分内容是工程力学应用能力培养的一个主要方面，在这里要尽可能多地介绍各类结构计算程序，以保证工程力学计算的完整性。对学生的基本要求是能读懂程序并熟练使用，以达到解决工程实际问题的目的，形成以矩阵位移法程序为主，其他方法程序（如简支梁及连续梁影响线、包络图程序、弹性地基梁或动力计算程序等）为辅的体系。结构分析的计算机应用主要针对繁难结构的计算，改手算为电算，可以加大作业量，通过大量计算分析，提高学生的结构计算、分析能力。

二、教学模式的改革

充分发挥学生的主体作用，培养创造型人才。改变以往固有的传递—接受式学习模式，在教学过程中适当调动学生的主观能动性，通过学生自主设计实验、书写论文等形式，引导他们进行研究性学习。在教师指导下让学生参加学校实验室开放项目，例如，依据工程力学的知识制作纸桥，进行受力分析、位移计算和实验验算，优化选择纸桥的结构形式、截面参数等，发挥学生的主体作用，从而更容易地掌握教学内容。

同时，还需充分利用先进教育技术手段。多媒体等教学手段的使用，是计算机技术在教学改革应用的一个重要体现，其极大地活跃和丰富了课堂教学。同时随着校园网络教学平台的建立，网络教育也可作为辅助课堂。在实践中，可增加一些三维图像，形象、生动描述出质点、刚体及可变形固体的运动轨迹、变形曲线，也可增加一些与课程内容相关、而书本上又没有的工程实例（如长江三峡水利工程），尽可能多地调动与专业相关的资源，构建一个良好的学习氛围，实现学时少、讲得精的教学原则。充分发挥学生的主动性，激活创新意识，达到良好的教学效果。

教师采用启发式教学，启发并发挥学生的学习积极性、主动性。要通过教学方法和教学手段的改革，改变以往以教师为主导、以灌输式教学为主体、以课堂教学为唯一教学形式的运行机制，建立教师学生双向选择、相互配合，启发式、讨论式教学的多种形式、多种内容、多种手段交叉进行的新机制。在课堂讲授中对例题着重讲解思路，引导学生课后自学；同时，针对学生专业，将工程实际中的一些具体应用或者科学研究中抽象出来的一些理想力学模型引入到课堂教学中来，提高学生学习的积极性。