引論：我們為您整理了13篇工程問題的概念范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

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

1 橋梁工程概念設計綜述

1.1 橋梁概念設計的過程

橋梁的概念設計主要是在一定經濟條件下，提出滿足結構造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設計方案。現行的橋梁建設主要以結構設計與橋梁施工為核心，按照時間進行相關組織與實施，設計人員的主要職責是依照必要規范產生經濟安全的橋梁結構設計方案。橋梁的概念設計活動除包含上述功能外，還要綜合考慮影響設計初步階段的環境、人文、美學等要素，完善了傳統設計的表現手法與設計理念。

1.2 橋梁的產品化概念設計

橋梁是一種特殊產品，它具備土木工程結構的基本特征，也具備產品的一般屬性。橋梁產品的建設規模大、投資巨大；橋梁的建造一般由政府根據社會、經濟、交通需求確立實施，與市場關系較小；橋梁的使用年限長，達到壽命后將成為廢棄物，在其長壽命周期內需具備抵御環境侵害的能力。鑒于產品概念設計的思想和橋梁概念設計的重要指導，將現有的橋梁概念設計內容從橋梁設計各步驟里提煉歸納出來，形成如下的橋梁概念設計新思路。

（1）設計定位階段主要包含環境總體分析、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計的主客觀因素，才能合理定位設計走向。環境分析主要是對擬建橋區的水文、地形、氣象、地質等條件的分析，這將決定了橋梁設計的抗震、抗風設計需要；橋梁的用戶群體主要是社會、業主和生態環境，設計中要注重橋梁的生態性、安全性、景觀美學性、經濟性等；使用方式決定了線性布置、建設規模的大小、上下部結構設計、斷面布置等；壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災害事故成本。橋梁概念設計的主體由設計、施工、運營、管養等多單位與部門構成，在其壽命期內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計精準定位后，從結構體系、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；結構體系的選擇要注意結構的可達到性和可維護性，為今后的橋梁檢修提供便利條件，整體節約橋梁壽命期的總成本；橋梁的造型與景觀設計要以工程師為主導，同時邀請建筑師及其他專業人員加入，形成合理的設計模式；施工方案直接影響著橋梁工程的質量、安全、工期，在考慮結構、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經反復對比分析，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項目的相關規定和工程師的相關經驗，從若干推薦方案中擇優選取最終設計方案。經濟指標是大多數橋梁最終方案決定的關鍵性要素，但在一些景區橋梁或標志性大橋的設計方案比選中，景觀美學價值也是不容忽視的重要因素。

1.3 橋梁概念設計的階段劃分

橋梁的概念設計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設計、施工圖設計三個階段。這三個階段設計橋梁工程的技術層面的具體細部與結構設計，具體每階段的概念設計內容如表1所示。

2 橋梁設計的前沿設計理念

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

（1）耐久性設計理念是指在橋梁的設計使用期限內，保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設計理念。耐久性的設計需要在明確設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；明確橋梁的各個構件對侵蝕作用的防護水平與防護方法；提出設計、養護、維修等后續方案。

（2）橋梁的生態設計理念是充分利用生態學的設計思想，綜合考慮橋梁相關的生態環境，在橋梁的設計規劃中，提出滿足人們需求且與生態環境和諧共存的設計方案。生態設計中要堅持生態保護的原則，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、設計和施工組織合理。

（3）橋梁的全壽命周期設計包含橋位的規劃、方案的設計、性能的分析、詳圖的設計、建造的施工、管理的養護和拆除這幾個階段的全面規劃和系統考慮，從而達到最優目標。橋梁的全壽命周期設計將使用、資金、文化、生態等需求細化成具體指標，并采用恰當的方式實現橋梁壽命周期的各類指標要求。

3 結語

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

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?闡明STEM教育的主要目的

?通過3個維度（實踐、跨學科概念、學科核心概念）討論這些學科的本質。

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

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

工程和技術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。通過工程和技術設計創造解決問題的方案。科學探究是科學的基礎，設計過程是工程和技術的基礎。正如科學探究使科學領域蒸蒸日上，工程及技術中解決問題的方案也通過設計過程得以延伸和發展。

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

STEM學科的維度

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

實踐――與成功的科學、工程，技術相關聯的實踐或能力

用“實踐”一詞代替“探究能力”，是因為在科學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、評論和科學模型的建造等，它將有關專業人士是如何將實踐應用到工作中的綜合觀點呈現在了眼前。

幾十年來，科學教學經歷了強調科學探究能力與學習科學事實之間的緊張期。過于強調對事實的認知會使得學生們認為科學與其他學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。這將是對任何學科的極大誤解。因此，關鍵是要讓學生們實踐那些專業人士在這些學科中所應用的，這樣做是為了讓他們能夠明白學科核心概念和跨學科概念。

表1列舉了STEM中的實踐。需要強調的是在現實生活中這些實踐不會呈現線性規律。例如，盡管基于證據的論證被單獨列出，實際上論證卻滲透在每一個實踐中。在實際的科學問題上或是在一個能導致深入理解的現象中都會有論證的出現；在工程和技術中，對于要解決的問題需要論證，在解釋、設計過程或得出解決方案時也會有論證的出現；在標準與限制下，討論哪種解釋最符合證據，或者哪種設計能得到最好的解決方案也是論證。總的來說，實踐應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、工程和技術的實踐非常相似。我們都知道科學家們使用這些實踐的目的與工程師、技術專家并不相同。但是，在科學、工程和技術中，在實踐層面高度的共通性不僅有用，且說明了這些學科交叉的可能性。其實，在科學、工程、技術中差異還是存在的，如科學上的“提出問題”在工程和技術中被“定義問題”所代替；同樣，科學中的“構建解釋”在工程和技術中變成了“設計解決方法”。

?提出問題vs.定義問題

如果我們認為根據現象提出問題是一個科學活動的“發動機”，那么定義和澄清問題便是工程、技術和一些數學實例中很重要的因素。

好奇心，或者認識、理解，并用科學問題解釋現象的欲望常常可以激發科學。對于科學的好奇心顯示了科學問題的架構。比如說，學生會想知道“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”……所有這些都是科學問題并且都可以用科學的方法回答。

工程則集中在問題的闡明與定義上。通過對產品和過程的工程設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成功地解決方法的標準。同樣地，技術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的專業性。

當然，上述討論不應該與表中其他實踐所產生的問題所混淆。比如在分析和解釋數據的實踐中會產生諸如“是否科學探究活動會回答最初的問題”，“是否是基于證據提出的解釋”，當然也可能是由工程和技術設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學科，都會遇到與數據收集、解釋數據相關的問題。還有些問題是關于信息的交流是否可以達到預期的精準和標準。其中有一些問題可以導致回答一個科學問題的多種方式，或是不同等級的問題解決方案。有時，這種問題會導致那些產生原始設計和科學問題的模型發生改變。根據這些問題的答案，有可能做出放棄之前提出的實驗或設計方案的決定。

?建立解釋vs.設計解決方法

對于科學，一個很重要的目的是在測試和證據支持下建立科學的解釋，以幫助我們理解周圍的世界。這樣做，科學家們發展出建立在大量重要的知識、測試和數據之上的科學理論。他們用理論或是模型解釋現象，預測現象，提升并修改他們之前的知識和對這些現象的理解。科學的解釋在觀察、數據和科學理論間建立有邏輯的連接。例如：一個有名的科學理論是“微生物理論”。在這個學說中，傳染性疾病是由病人身上叫做細菌的微小生物導致的，不同的細菌會產生不同的疾病。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傳播。人們可以通過消滅這些細菌或者減少它們導致疾病的活動得以康復。很多支持這一理論的證據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致的，從而可以依據理論和數據的基礎確定治療方法。通過在證據基礎上建立理論或者理論模型的過程，科學家們增長了對現象的認識和理解。

但是工程和技術的目的是為了創造一種設計并解決問題，從而滿足人類的需求。就像科學中理論的建立一樣，工程設計是一個具有系統性和生命力的思考過程。具體的活動包括在工程設計之中，然而即便工程師應用了科學知識，工程設計的過程卻與科學探究完全不一樣。在定義問題后，他們不得不去考慮必須達到的標準或設計的特點。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量間作出基于權衡的重要決策。在所有的決策中，工程師們需要應用科學、技術和數學的知識。對于所有的目的而言，技術設計和工程設計是一樣的。但是，我們意識到技術是由經驗、磨煉與學習所導致的，而并非科學。在這些情況下，它比設計更強調工藝。

跨學科概念

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

不論是科學家、工程師、技術專家，還是數學家，這些跨學科概念在看待世界上各種現象時可作為有力且全面的框架。因為它們超越了不同STEM學科之間的邊際，它們也被稱為統一的概念。我們將它們列在表2中，并提供簡潔的說明。

學科核心概念

學科核心概念即是幾個學科的核心主題。如物質科學中，有很多概念與物質特征、力、運動有關；在生命科學中有關的則有生物體的生長與發展、與環境的相互依存和適應等。與其相似的是，在地球與空間科學中，有一些概念例如地球、太陽系、天氣和氣候。工程與技術中的核心概念涉及定義問題并設定問題的邊界、提出問題的解決方案，以及了解科學、工程、技術三者之間相互依靠的關系。

當然，與其在基礎的科學、工程、技術中討論學科核心概念，倒不如用4個標準說明什么是學科核心概念。這個思想來自于《K-12科學教育框架》，它告訴我們學科核心概念應該是：

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

通過這些核心概念，學生們學習了科學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，學習了關于可再生資源和不可再生資源的消耗。在工程設計中，明白了他們所用的自然和人造事物的性質，以及如何去使用它們。他們考慮了產品和生產產品過程中的環境影響。例如，建造橋和生產食物產品的方式對于資源的分配和獲取的影響。

?提供理解或調研復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習是學習更復雜知識的基礎，如對于物質本質的理解（原子的運動與排列解釋了不同材料的性質）；能量可以以電、化學、磁及力等形式存在；自然資源的獲取影響著工程和技術的產品，人類住處與自然資源的分配和適宜的天氣條件密切相關等。

?與學生們的興趣和生活經驗息息相關，或者是可以聯系到需要用科學技術認知思考的社會和個人的觀點

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

?在逐步提升知識深度和復雜度的多種等級中，要做到可教且可學

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工程力學是非機械類專業工科學生的重要基礎，開設本課程的學生一般再無后續力學課程。目前的教學大綱中仍然將理論教學作為重點，在工程力學教學的過程中仍然僅僅重視工程力學相關理論公式以及微分方程的求解上。這種教學模式，會使工程力學教學陷入困境。一方面學生感覺工程力學知識晦澀難懂，另一方面工程力學教師在講解過程中也無法將工程力學知識清晰的表述出來，教學效果不理想。最終會導致學生學習興趣較低，深感這門課程難學，也是學生最難掌握的專業基礎課之一。那么如何激發學生的學習興趣，提高教學質量，提高學生分析能力，這是每一位一線力學教師所關注的問題。

一、加強教學環節，改進教學實踐的方法

1、充分利用多媒體教學，多種教學手段相結合 隨著時代的發展和科學技術的進步，人類的教育手段也不斷提高。計算機多媒體教學已經走進課堂，它以其鮮明的教學特點，豐富的教學內容，形象生動的教學情境逐步打破“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”的教學法。

工程力學與工程實際聯系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學問題，而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。運用多媒體輔助教學，既發揮其形象具體直觀、圖文清晰規范、信息量大面寬的優勢，又保留板書教學節奏可控、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、動畫的形式展現在學生面前，有利于學生工程概念的建立，更容易接受和理解教學內容，激發學生的學習興趣。當然，多媒體教學也不是盡善盡美，存在進度較快、學生的思維較難跟上教師節奏等問題。因此，教學中應采取傳統教學與多媒體教學相結合的方式。

2、完善教學方法，提高教學質量 工程力學教學力求做到概念準確，敘述簡明，主干清晰，啟發思維。

（1）教學中突出一條主線，以固體力學的基本研究方法——力的平衡、變形的幾何協調、力與變形間的物理關系的研究，為分析研究工程力學問題的主線，貫穿整門課程，有利于學生建立對力學的整體認識。（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分析的共性等。（3）加強課堂討論。促進學生對于問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均設置有思考、討論題，使學生參與互動。可以通過情境的設置，理論結合實際，使學生能夠更透徹地掌握工程力學的相關概念，提高學生的學習興趣，使學生能夠受到更大的啟發，達到良好的教學效果。

3、重視習題課，提煉典型習題 學生在力學學習過程中，普遍會存在“上課聽懂了，習題不會做”的現象。因此，習題課在工程力學課程教學中有著重要的作用。習題課應以“討論”為中心組織教學，內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師需要挑選典型的、學生易出錯的、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，輻射出更多有關的知識點，并加以小結。通過習題訓練，加深學生對知識點的理解、記憶和運用，提高學生分析問題、解決問題的能力。

二、課程教學中的重點、難點問題的解決辦法

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

解決的辦法是精煉課程內容，突出研究主干，加強啟發討論，注重歸納思維。在授課過程中注意圍繞重點、難點精講多練，對講授內容注重講概念、講思路、講方法。以力的平衡—變形的幾何協調—材料的力學行為作為分析研究工程靜力學問題的主線，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。可采用啟發式、討論式的教學方法，即先提出一定的問題，引導學生積極思考和討論，使之有解決問題的愿望后，再通過教師的講解分析，將實際結構轉化為力學模型，并從力學的角度加以分析，最后將所得到的結果引入課堂教學的理論部分。另外，還可以留一些與生活相關的思考題，讓學生在課外思考、推理，力爭得到一些結論。這樣，就能使學生看到力學并不僅僅是一些枯燥的概念和理論，還是活生生的現實。這種啟發式教學不僅能引起學生的很大興趣，還可獲得一般教學方式所達不到的效果。

三、結束語

在工程力學的教學中，我們注重培養學生的工程意識和應用能力，根據專業特點優選教學內容、采用多樣的教學方法和手段，增強學生分析和解決實際問題的能力。

全面提高工程力學的教學質量，培養學生的創新能力，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課程的一線教師，將積極探索，不斷完善教學過程的設計，不斷更新教學理念，不斷總結積累教學經驗，提高教學水平，培養社會需求的應用型、創新型工程技術人才。

參考文獻

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一直以來，我國土木工程專業本科培養的學生具有一定的理論水平，但應用實際工程的能力較差，獨立和創新的工程意識較低。原因是以往的教學中，教師單純地講授理論知識，學生實踐能力訓練不足，缺乏理論與實際工程相結合的鍛煉，教學與實踐無法有效銜接。目前，土木行業越來越多的地方用到了概念設計，這種理念在很多實際的建筑方案中得以應用，對土木工程影響巨大[1]。因此，概念設計在土木建筑工程專業教學環節中應當加以體現、反映。針對這樣的現狀，土木工程專業進行《結構概念與創新設計》課程教學研究就十分有意義。這對改革工程教育的教學模式有利，又能檢驗學生對所學理論知識的掌握，并且鍛煉他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，激發其建立工程意識和培養創新能力[2]。

一、《結構概念與創新設計》課程教學內涵和意義

土木工程結構概念設計是工程當中結構設計的靈魂，是利用設計概念并以自身為主線貫穿全部設計過程的一種設計方法。概念設計是完整和全面的設計過程，它將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統一的理性思維從而完成整個設計[3]。社會經濟的飛速發展，人們的生活水平日益提高，對建筑結構設計也有了一個更高的要求。如何打破土木工程結構設計過于墨守成規，能將結構工程師的創新能力充分發揮出來，對于現代社會是迫切需要的。因為他們才是結構設計革命的推動者和執行者[4]。

《結構概念與創新設計》課程是在原《結構創新設計》課、《結構概念與體系》課及《事故分析與結構原理》等土木工程專業課程基礎之上，發展整合及改造后新設立的課程。該課主要是以學生創新性設計制作實驗為主線，訓練學生工程意識、動手能力、創新能力、實踐能力等。它體現了工程教育的特色，以結構設計制作實驗項目為載體，探索在干中學、理論與實踐緊密結合的教學模式。把工程培養所必要的基礎知識、工程設計思想和方法、自學和終身自學的能力和興趣的培養等內容放在第一位。《結構概念與創新設計》課提出建筑結構概念設計的概念和原則，并結合學生的創新性設計制作實驗案例進行點評分析。概念與體系部分介紹結構概念設計的背景、思路、基本做法、設計過程中經常用到的結構概念。

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設計，教學內容和教學方法的改革研究，適應新的教育理念和人才培養模式。培養學生的創新和實踐能力，掌握善于主動學習的方法，形成良好的學習和工作習慣。

二、我校的教學改革研究的基礎和環境

1.專業建設基礎好。河北工程大學土木工程學院以開設創新性結構設計大賽10年。完成了校教研項目《土木工程專業創新性結構實驗探索研究》和《結構創新設計等系列課程的教學研究》兩項。學院已開設《結構創新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》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任，職稱結構合理，形成了相對穩定的老中青隊伍結構。因此，對于結構概念與創新設計教學改革研究的可持續性提供了保證。

3.實驗室基地條件良好。本專業下設的結構實驗室是河北省結構實驗教學示范中心，為學生建立模型實驗提供了科學的、可靠的硬件條件。

三、《結構概念與創新設計》課程教學方案設計

1.教學目標。初步形成《結構概念與創新設計》課的教學理念和教學思想，完成《結構概念與創新設計》課的教學大綱制定，確定教學內容，初步形成教學方法和教學模式，為指導其他工程設計課程教學改革探索經驗。

2.教學內容。《結構概念與創新設計》課程教學內容包括教學設計、教學內容和教學方法研究。

教學內容：創新性設計制作實驗項目的設計，項目要包含若干個結構和力學的概念的運用，如拉、壓、彎、剪、扭、穩定、傾覆等，使用材料應宜于制作，實驗的方法要直觀。項目的要求應是概括性的，應用較少的約束，以使學生開闊思路。給出的條件應盡量少，要學生自己尋找所需的條件。布置結構設計制作實驗項目，首先讓學生以小組形式討論分析項目，提出問題。學生分析問題并尋找解決問題的方法，通過自學、討論、查閱相關資料等方法解決問題。學生應經過結構方案設計、一定的計算分析、繪制施工圖、施工制作結構模型、進行結構實驗、實驗分析、總結等過程。

教學方法：本課程的教學手段主要以講課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合的方式，從不同的角度和理念啟發學生將所掌握的基本結構概念有機地結合起來，培養學生的創造力。在模型實驗之前教師上課以引導為主，主要由學生自學、討論和分析計算設計制作出結構模型。教師引導學生將自己的設計與所學內容聯系起來，甚至產生出學生還未學到的問題，讓學生自己思考分析。

教師的教學主要以指導為主，如結構概念設計的原則、路線、方法，基本思路、基本做法以及設計中常用到的結構概念等，并結合學生的創新性設計制作實驗案例進行點評分析。

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

3.存在的問題。（1）如何將“培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，培養學生自學和終身學習的能力等”教學理念落實到教學實踐中，是本教學課程首要解決的關鍵問題。（2）研究創新性設計制作實驗題目。研究題目的內涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對學生學習的引導性等。（3）研究課程的教學內容和教學方法，形成即穩定又靈活的教學內容和方法。穩定是要教學理念要堅持不懈，總結提高，教學模式要穩定形成套路和程序，便于教師掌握和控制教學進度。靈活是具體的教學內容，比如涉及的結構概念很多不可能在課堂上全講，需教師具有靈活性和啟發性的教學方法指導學生學習。（4）初步形成課程所需的教學文件。如教學大綱、教學設計、教學教案、教學講義、題目庫、教學錄像等內容。

四、《結構概念與創新設計》課程的實施

我校土木工程專業開設《創新性結構設計》等一系列課程以來，我們在不斷探究和改進教學方法，對于啟發式教學、案例教學、項目教學法均有了一定程度的研究，并取得了階段性成果。我們已經完成了《土木工程專業創新性結構實驗探索研究》和《結構創新設計等系列課程的教學研究》兩項校級的研究，并開設了相應的課程。相關教師在工程教育方面有長期的思考和教學實踐探索，并且已成功組織土木工程結構大賽10年。已開設《結構創新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》等課程，相關教師教學水平高，有豐富的教學經驗。具體實施如下：

1.修訂《結構概念與創新設計》課程教學大綱，包括課程目標、內容安排及學時安排。

2.選擇土木工程專業和工程力學專業大學三年級學生的第二學期開始該課程教學。

3.自土木工程專業和工程力學專業大學三年級學生的第一學期期末，研究確定題目及相應的教學安排。

4.將大學三年級專業學生按班級分給不同的教師，教師則分頭實施教學，定期討論交流改進教學。在教學實踐中，將教師授課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合，啟發學生將理論知識與工程實際相結合，培養學生工程概念設計與創新能力、自學能力。

5.在大學三年級專業學生的第二學期期末，教師對課程實踐進行總結，提出改進措施和方法。

五、總結和探討

本文方案結合新的科研成果開設出新的課程以及課程標準化建設。探索建立新課程的教學理念、教學內容和教學方法。本方案突出土木工程專業特色，加強了實踐教學環節的創新研究與實踐。將工程項目、創新能力培養融入課程體系建設中，進行課程計劃和實踐內容的一體化設計，培養學生的工程創新意識。本方案突出啟發式教學和指導式教學，培養學生的學習興趣、善問求知和動手實踐能力。

參考文獻：

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

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工程力學是一門理論性較強的技術基礎課，同時又與工程實際聯系密切，機械類專業的許多課程都以工程力學為基礎。工程力學課程中的內容，包括理論力學和材料力學兩門課程中除專題部分以外的主要內容。由于此門課程屬于經典力學，它所講的理論比較基本，似乎很容易懂，但一做練習題，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，學過工程力學的人都有一個共同的感覺，就是“理論易懂，題難做”。因而得出工程力學難學的結論。那么，怎么樣解決這一難題，才能學好工程力學？我認為應該從以下幾方面來考慮。

一、明確學習工程力學的意義

工程力學是高職院校工科專業一門重要的技術基礎課。是學生學習數學、物理基礎課后接觸到的第一門技術基礎課，它是學生從基礎課到專業課的橋梁，起著承上啟下的作用，這是因為它是許多后續課程的基礎。比如，不同專業以后將要開設的機械設計基礎、鋼結構、結構力學、金屬切削原理、金屬塑形成型原理、擠壓模具技術的理論與實踐、沖壓模具設計與制造技術等專業課程都要用到工程力學中的知識。工程力學中的大量理論與工程實際密切相關，可以直接用于工程解決實際問題，工程力學中的力學模型、練習題，基本上都是由工程實際中的各種構筑物或構件、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。工程力學的知識可以直接用于工程實際問題中的強度、剛度、穩定性計算等。由于工程力學是許多專業課程的基礎，因此，它在培養學生的工程技術能力方面起著重要的作用。通過這門課程的學習，可以培養、提高學生的邏輯思維（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模型、進行適當的數學描述、運用力學理論求解），實驗觀察、動手能力，自學能力，表達能力（包括文字和圖像）以及數字計算能力。所以，作為高職院機械類各專業的學生，有必要學好工程力學課程。

二、正確理解并掌握“三基”內容

所謂“三基”，是指工程力學中的基本概念、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，構筑知識結構，同樣要打好基礎，要學好某門課程，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，學習工程力學也不例外。

首先，工程力學的基本概念比較多，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，同時對其內涵、要素、適用條件等要反復理解，做到真正掌握，這樣我們在分析力學問題時不至于無從下手。要學好這些基本理論，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的關系，即：加速度與角加速度、速度與角速度、路程與轉角一一對應；又如：構件各種基本變形時的強度、剛度計算公式雖然很多，但也有對應的規律：不論四種基本變形中的哪種變化，都有：應力=內力/截面幾何性質量，軸向拉（壓）與扭轉兩章中的：相對變形=內力/抗變形剛度，絕對變形量=內力×長度/抗變形剛度，當然，不同變形時的內力、截面的幾何性質量、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。衡量工程力學學得好與否的一個標準，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的基本方法，滿足于聽得懂或抱有“抓考題、應付考試”的想法，則必定學不好，見到題目無從下手，決不可能取得好成績。原因在于工程力學中問題都對應于工程實際中的實物，而工程實際中的實物又是千姿百態的，并且對于同一個實物，若側重考慮的因素不同，則又可以抽象成不同的力學問題，所以工程力學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，要想學好工程力學除了正確理解基本概念和基本理論以外，一是要適當作預習，為聽課做準備；二是要保證課堂聽課的效果，作好課堂筆記，值得注意的是，同學們在聽課、記筆記時，應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；三是課后復習，歸納總結，找出并掌握其中的一些規律。如：求解靜力學問題的方法，主要是“四步”，即取分離體、畫受力圖、列平衡方程（有摩擦時加列摩擦補充方程）、解方程；又如：求解動力學問題的方法也是“四步”，只是將靜力學中的“列平衡方程”改為“列動力學方程及運動學補充方程”；再如：解決材料力學中主要問題的基本方法是：求內力―內力圖―進行強度（剛度）計算，求內力的方法――截面法（截、去、代、平），不論受力、變形怎樣復雜，都可以用截面法求得內力、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

工程力學的特點之一是習題多，并且有一定的計算量，在《工程力學課程教學基本要求》中對課后作業的“最少習題數”作了明確規定，只有通過一定數量習題的練習，才能達到最基本的要求。此外，工程力學之所以“理論易懂，題難做”，也是因為其基礎知識看起來簡單，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新能力了。怎樣才能掌握和創新？像工程力學這門課程，不能只讀書本，而必須多做題，通過做題，及時發現并解決自己學習中存在的問題；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；訓練、提高自己的思維能力、表達能力及數字計算能力；這樣才能有所創新。

在做習題時應該注意：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，最后結果是唯一的。為了檢驗計算結果正確與否，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，才能迅速準確地破解得答案。在學習過程中，除了完成課堂布置的必做題以外，還應該爭取多做題，通過不同類型習題的練習，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、注意理論聯系實際

工程力學是人類長期認識自然和改造自然的結晶。力學的基本規律，是人們通過長期生產實踐和大量科學實驗，經過綜合、分析和歸納總結出來的。生產的需要促進了力學的發展，同時，力學理論又反過來推動生產不斷發展。所以，學習工程力學必須注意理論聯系實際，在生活和生產實踐中，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，當力增大到一定值時，由經驗可知，斷裂必發生在直徑較小的一段上，這驗證了衡量構件強度的物理量是應力。

五、注意力學實驗

工程力學中許多理論是建立在實驗基礎上的，如材料拉伸壓縮的力學性能實驗。我們做實驗時要認真觀察，記錄數據，對實驗結果要仔細研究，用實驗來驗證力學理論的正確性，同時增強學習工程力學的信心。

六、結語

篇6

巖土工程專業；實驗性；實踐性；實戰性；教學改革

一、引言

如今，社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質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境影響下，一定程度上壓縮了學生的有限學習空間，使得培養的學生在專業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，分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革，構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式，是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。

二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題

長期以來，巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學管理松散、經費投入相對不足，教師的教學積極性和教學激情不高，學生的學習能力與實踐能力偏弱，從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。

1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理，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，國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足，教學過程中很難提高教學積極性，學生的學習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、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。

2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式，也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性，實習基地可分為兩大類：一類是固定實習基地，這類基地的教學內容基本上是不變的，幾乎每屆學生都可以前往參觀學習，主要用于基礎性實習教學；另一類是臨時（動態）實習基地，這類基地是在實習準備階段聯系的，教學內容隨工程建設本身而變化，而且隨著工程建設的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習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，導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節，而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控，實習基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學生全面了解各類工程項目，學生的見識也得不到有效擴展。

3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查，在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此，當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下，若要培養學生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始，學生沒有真正地理解所學知識的基本概念，又由于實踐性教學環節的種種不足，導致學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。如參與科學研究時，研究的科學問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義，這些都是需要讓學生去了解的，當面對這些問題時，我們的學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本科生的實際教學過程中存在的問題，筆者通過調研及在教學科研中不斷總結，提出以下幾點解決問題的思考。

1.基本概念、理論的網格節點化教育教學。與傳統的結構、材料、力學等學科不同，巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科，研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元，且涵蓋的內容十分廣泛，包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標，其本身是十分艱巨的任務。然而，萬丈高樓平地起，古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師，沒有一位不是對巖土工程專業學科基本概念高度重視，往往在談論浩大工程問題的時候，都是從一個小小的基礎理論為出發點，正所謂大海無邊百川融，只要把基本的理解問題解決了，就能找到關鍵的科學問題，大事就成功了一半。可見，日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業基礎課程（如土力學、基礎工程）開始，就把概念的由來給學生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型，演示給學生看到具體的實物；再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程。總之，教師在教學過程中，一定是以學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中的一個個節點來編織，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方法，在日常的教學中普及開來，配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練，學好一門課程。

2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀，高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經歷只是簡單地從家庭到學校，學習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變，學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學從屬于理論課，甚至是分開教學，實驗過程中往往前期準備工作已經完成，學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求，如果按照專業建設去執行，理應達到較好的效果。實際的情況是，我們培養出來的學生動手能力很差，畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。通過調研分析發現，目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制，但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學生認識實習、生產實習的兩種考核，一般高校都是讓學生提交一份實習報告，實習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評價三者結合以達到對學生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求，并且得到的結果也能令人信服。

3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結合巖土工程學科的特點，要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足，學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導，將課堂教學內容與實踐工程活動相結合，專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程，需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動，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練與團隊協作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學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任務，又要加強課題組成員的合作。例如：學校或學院可以設立一些學生創新科技項目基金，選拔一些品學兼優的學生，以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題；或者，有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊，分配學生協助查閱相關文獻，參與進行相關試驗工作；另外，給予學生一些方向性的指導，幫組學生自主地發現或理解一些科學問題，自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題，教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧；還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題，讓學生參與到實際生產項目活動中，加強了學生的社會溝通能力與協作能力，提高了學生的工作能力。

四、結語

新時代下，對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高，如何全面提高學生的認識問題、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實驗性、實踐性和實戰性教學環節，充分調動學生學習的主動性、積極性，提高其適應新形勢下的工作能力，是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革，必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性，進一步提升學生專業素養與專業水平，提高學生實踐動手能力和創新能力，為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。

作者：呂偉華 張永興 單位：南京林業大學土木工程學院

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一、引言

如今，社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質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境影響下，一定程度上壓縮了學生的有限學習空間，使得培養的學生在專業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，分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革，構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式，是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。

二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題

長期以來，巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學管理松散、經費投入相對不足，教師的教學積極性和教學激情不高，學生的學習能力與實踐能力偏弱，從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。

1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理，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，國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足，教學過程中很難提高教學積極性，學生的學習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、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。

2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式，也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性，實習基地可分為兩大類：一類是固定實習基地，這類基地的教學內容基本上是不變的，幾乎每屆學生都可以前往參觀學習，主要用于基礎性實習教學;另一類是臨時（動態）實習基地，這類基地是在實習準備階段聯系的，教學內容隨工程建設本身而變化，而且隨著工程建設的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習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，導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節，而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控，實習基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學生全面了解各類工程項目，學生的見識也得不到有效擴展。

3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查，在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此，當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下，若要培養學生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始，學生沒有真正地理解所學知識的基本概念，又由于實踐性教學環節的種種不足，導致學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。如參與科學研究時，研究的科學問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義，這些都是需要讓學生去了解的，當面對這些問題時，我們的學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本科生的實際教學過程中存在的問題，筆者通過調研及在教學科研中不斷總結，提出以下幾點解決問題的思考。

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

可見，日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業基礎課程（如土力學、基礎工程）開始，就把概念的由來給學生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型，演示給學生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程。總之，教師在教學過程中，一定是以學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中的一個個節點來編織，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方法，在日常的教學中普及開來，配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練，學好一門課程。

2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀，高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經歷只是簡單地從家庭到學校，學習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變，學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學從屬于理論課，甚至是分開教學，實驗過程中往往前期準備工作已經完成，學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求，如果按照專業建設去執行，理應達到較好的效果。實際的情況是，我們培養出來的學生動手能力很差，畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。

通過調研分析發現，目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制，但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學生認識實習、生產實習的兩種考核，一般高校都是讓學生提交一份實習報告，實習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評價三者結合以達到對學生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求，并且得到的結果也能令人信服。

3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結合巖土工程學科的特點，要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足，學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導，將課堂教學內容與實踐工程活動相結合，專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程，需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動，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練與團隊協作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學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任務，又要加強課題組成員的合作。例如：學校或學院可以設立一些學生創新科技項目基金，選拔一些品學兼優的學生，以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題;或者，有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊，分配學生協助查閱相關文獻，參與進行相關試驗工作;另外，給予學生一些方向性的指導，幫組學生自主地發現或理解一些科學問題，自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題，教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題，讓學生參與到實際生產項目活動中，加強了學生的社會溝通能力與協作能力，提高了學生的工作能力。

四、結語

新時代下，對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高，如何全面提高學生的認識問題、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實驗性、實踐性和實戰性教學環節，充分調動學生學習的主動性、積極性，提高其適應新形勢下的工作能力，是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革，必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性，進一步提升學生專業素養與專業水平，提高學生實踐動手能力和創新能力，為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。

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本課程是應化專業學生必修的一門重要的工程技術基礎課程，是運用物理、物理化學的基本原理來研究和分析化工生產中的動量傳遞、熱量傳遞及質量傳遞的原理，以及“三傳”原理在各單元操作中的應用。課程的目的是培養學生學會運用工程觀點和基本方法分析解決生產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、平衡關系以及典型設備的設計及選型。內容涉及了流體的輸送、傳熱、蒸餾、吸收、以及反應工程等方面。課程強調工程概念、定量計算、實驗技能和設計能力的綜合培養訓練，強調理論與實踐相結合，化學工程基礎還為后續的專業課程打下基礎。化學工程基礎所學知識可直接應用于生產中，而且普遍應用。因此，學好本課程可為將來做工程技術工作打下良好的基礎。《化學工程基礎》是我校應用化學專業在大三下學期開設的一門專業基礎課，共計32學時。學生在學習該課程前僅有的工程概念也是去岳陽化工廠短期實習參觀，可以說幾乎沒有工廠的實際概念，同時該課程內容涉及多門學科，交叉性強，公式圖表多，其內容多而雜，完全不同于學生以前所學課程。學生學習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驗公式和準數、準數關聯式感到頭痛，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。因此在學習過程中困難較大，不易學透。另外本課程還要緊密聯系工程實際，教學難度很大。因此，《化學工程基礎》課的教學改革顯得尤為重要。

二、教學改革的措施

1.運用多媒體課件進行教學，加強課堂教學效果。由于《化學工程基礎》課程內容多、原理復雜，不容易理解，公式多而繁雜，要在32個學時里將其講透并且學生能理解，就必須在教學方法和教學手段上進行改革，運用現代化教學手段，利用多媒體課件進行教學，使得單位學時的信息量大大增加。利用多媒體可以對課程教學內容進行精煉和整合，同時也可以對教學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備的內部結構，各單元操作和生產過程等用多媒體課件將圖象和聲音于一體來展示，使原本枯燥的內容變的生動、有趣，使學生對單元操作、工藝過程的現象有更深入的了解，可激發學生的學習熱情。例如，在講述流體的流動時用flash動態表示流體流動的兩個流動形態：層流和湍流，引導學生觀察液體流動時的層流和湍流現象，區分兩種不同流態的特征，搞清兩種流態產生的條件，再分析圓管流態轉化的規律，然后引出表征流體流動參數——無量綱數雷諾數，加深了對雷諾數的理解。又例如傳質與精餾的計算一直是學生學習的難點，學生不知如何根據已知參數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動態表示氨氣從吸收到解吸的過程，中間經歷的設備及工藝過程，使學生既熟悉化工生產中重要的吸收—解吸的工藝流程，了解填料塔的結構，同時也掌握了吸收—解吸過程的操作和調節方法，對計算吸收和解吸時涉及的氣相傳質系數和液相傳質系數（或單元操作高度）及其與液體噴淋密度的關系有更深入的了解，大大增強了學生的理解能力，取得了很好的教學效果。在運用多媒體教學的同時，還要不同的課程內容采取不同的教學模式。對那些必須掌握的內容，采用“板書+多媒體”教學方式，重點向學生講解，使得課堂教學形象、直觀、生動、活潑，激發學生學習的興趣，提高課堂效率。

2.各種教學方法并重，增強學生的綜合理解能力。由于課時少，學時集中，基本在10周內完成教學和考試任務，而教學內容多而雜，為使學生順利地學好本課程，我們從以下幾個方面對教學方法進行了改革：①采用啟發式、互動式和對比式的教學方法。教師在每次上課前都要認真備課，確定每次課的重點，在上課前先給學生提出1～2個問題，讓學生帶著問題邊聽邊思考，教師講授時采用啟發式、互動式、對比式等教學方法，充分調動學生的思維活動，激發學習的主動性。在下課前由老師或學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，不僅激發學生學習的積極性和主動性，而且使學生能有效的掌握課堂上所講授的內容，提高學生的分析和解決問題的能力。②適宜的習題練習。教材在每章的后面都有對應的習題進行練習，這些習題都是著者精心選擇的習題，具針對性，要求學生必須做完課后的習題。大量的習題練習也是學好本課程的重要部分，通過做練習題，不斷的練習，加深記憶。教師認真批改每個學生的作業，并因此對學生作業中出現的共性問題進行總結，以習題課的形式進行講解。③加強習題課的學習，增強學生的綜合理解能力。教學中發現學生上課時聽的明白，也能當場回答問題，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，在教學中安排一定量的習題課是十分必要的，習題課也是理論教學的一個重要環節。在每章教學內容結束后，我們都通過習題課的形式使學生加深對基礎知識和基本規律的理解，解題過程成為學生理論聯系實際的一個重要途徑。習題課由三部分構成：選擇題、問答題、計算題。習題課的選題要有代表性、啟發性，以使學生在解題過程中深刻理解基本概念、掌握方法、尋找所學知識應用的結合點。每章選有代表性的選擇題5～10個、問答題2～4個，讓學生現場回答，根據學生的回答情況進行講解，讓學生知道對和錯的理由，再根據學生課外作業時出現的問題，有針對性地講解1～2個計算題。通過習題課使學生加深對概念和公式的理解，更加踏實、牢固、全面地掌握所學基礎知識。教學中發現學生特別喜歡上習題課，這樣便于檢驗學生的學習狀況，受到學生的好評。

三、培養學生的工程意識，掌握多種工程研究方法

化工工程基礎作為綜合性的工程技術課，是從自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程，對學生建立工程技術意識具有重要作用。但由于學時的限制，教學上還是存在著“重過程、輕設備”問題，為此，在教學中通過理論聯系實際，逐步深入，有意識地培養學生的工程觀念。

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一、理論聯系實際，多舉實例

對工程力學中一些抽象的概念、定理和公式，可聯系生活實例加以解釋，使學生覺得力學并不難學。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，扭轉變形就以洗臉時擰毛巾為例，彎曲變形就以用扁擔挑重物為例。通過這些常見的實例，加深學生對基本概念的理解，使學生感受到工程力學并不深奧，而是與生活實際密切聯系，覺得學有所用，從而激發他們的學習動力。

二、巧設疑問，啟發學生的思維

巧設疑問，啟發學生的思維，有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。學生對學習感興趣，就會激發強烈的學習動機，從而積極主動且心情愉悅地投入到學習中去；反之，如果失去興趣，將會影響學習動機。《工程力學》課程的內容涉及大量生產實際中的力學問題，而且其中一些內容較為抽象、單調和枯燥，學生比較陌生，如果我們在教學過程中一味地墨守成規，僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科，學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習興趣，使學習處于被動狀態。在教學過程中，我對有些課程內容巧妙地引入“提問”等方式教學，較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節時，筆者就先提出問題：生產車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手，單手操作為什么不行？學生回答不知道，筆者要求學生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結合課本內容，首先播放多媒體動畫，讓學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。雖然能照常轉動，但相當于在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、教學過程中多采用比較法

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

四、合理運用多媒體技術

當前，在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。工程力學與工程實際聯系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學問題，而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學，可以將書本上靜止不動的各種機構、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現在學生面前，從視覺上讓學生接觸工程實際，有助于他們接受和理解工程力學中的基本概念和基本理論，從而達到培養分析問題、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生這一規律時，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生，從而讓學生知道我們在考慮剪切變形的同時還得考慮構件的擠壓變形。

五、實驗教學環節

學生在學習低碳鋼拉伸時的應力-應變曲線時，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件而鑄鐵適用做受壓構件不能理解。對于這節知識點的理解，我們就用力學實驗來展示，讓學生在實驗中理解知識。同時通過實驗提高學生學習興趣，積極、主動參與實驗設備的操作使用，愿意動腦、動手的學生大大增加，實驗技能也得到了很大的提高。對提高學生的認識能力、動手能力、實踐能力都是大有幫助的。

六、重視習題課，精選例題

工程力學課程的教學必須安排一定學時的習題課，所以在我的授課計劃中，每章中我都會安排一次習題課。習題課應以“討論”為中心組織教學，內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師對例題要精選，要選典型的、學生易出錯的、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，輻射出更多有關的知識點，并加以小結。通過習題訓練，加深學生對知識點的理解、記憶和運用，提高學生分析問題、解決問題的能力。

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

參考文獻：

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

分析目前我院制冷與低溫工程專業“流體力學”課程教學的現狀，發現存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應用。因此怎樣激發學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現該課程教學目標，提高教學質量，是該課程教學亟待解決的問題。

一、改革教學方法

學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業的學生來說至關重要。讓學生理解流體靜止和運動的規律及其影響因素，不僅能為學生學習后續的專業課程提供必要的理論基礎，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結合自己的教學經驗，認為可以從以下幾方面著手。

1.激發學生學習興趣

學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。

要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發展及其廣泛的工程實際應用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設密切相關，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習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學生的學習興趣，啟發引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：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，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。

另外，還應充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。

2.巧妙講解公式

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

“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續方程、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、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。

根據多年的教學經驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應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。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數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。最后應強調公式的應用范圍及應用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”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，要根據具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業

學習的最終目的是讓學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。課后作業是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養學生分析、解決問題能力的一種方法。

首先應由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學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題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應用。在講解習題時，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，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質的理解，將物理問題與數學工具有機地結合起來，有助于學生對與專業相關聯的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。

二、改革教學手段

多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。

多媒體教學在“流體力學”教學過程中發揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”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給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關內容，并使學生的邏輯思維、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題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內容更豐富了，學生在有限的時間內接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質量也提高了。

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《華盛頓協議》是國際上最具權威性和影響力的工程教育互認協議之一。我國于2013年加入華盛頓協議，成為其預備成員，2016年成為第18個正式成員。工程教育專業認證強調以學生為中心，以學習產出和學習成果為目標導向，通過質量監控和反饋機制持續地對教學過程進行改進，促使教育質量的改善和提高[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”的循環過程，持續改進教學質量。我們以離散數學課程的工程教育實踐為切入點，對課程教學模式做了改變和嘗試，提出了課程達成度計算模型。在教學實踐中，通過SPOC（小規模限制性在線課程）和翻轉課堂的結合，引入與離散數學知識相關的工程問題和實例，著重培養學生解決復雜工程問題的能力。在教學階段，逐項收集各種教學信息，對教學效果和教學質量進行數據分析和研究，持續改進和提高教學方式。

1課程達成度與指標點

對于軟件工程專業，工程教育的培養目標是培養軟件工程領域高層次的軟件研發、管理和技術服務人才。在工程教育的實施過程中，不斷積累學習和教學數據，借助數字化技術計算學習成果的達成度[1]。在教學體系上，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，第二級為畢業要求達成度，第三級為培養目標達成度。下一級的達成度支撐上一級的目標，以此建立培養目標、畢業要求和課程之間的數字化對應關系。宏觀上，達成度的評價最終分解為對學生學習過程的全程跟蹤和持續性評估。軟件工程專業整個培養體系劃分為9條培養目標（PO）和12條畢業要求（GR），每項畢業要求再細化為多個指標點。在微觀上，課程的達成度支撐了對應畢業要求的指標點。首先以畢業要求指標點確定課程的教學目標（CO）；然后，教師根據對教學目標的分解確定每個課程目標的權重（W），課程目標權重反映了該課程教學和達成度評價的側重點。課程教學目標的達成度基于所選取的考核評價方式（平時作業、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個課程目標的達成度計算值。Wi為某門課程第i個課程目標達成度的計算權重系數；Tij為某門課程第i個課程目標在第j種考核方式中的達成度計算值；wij為第i個課程目標在第j種考核方式中的權重系數。離散數學作為軟件工程專業的基礎理論課，其支撐的畢業要求包括：（1）GR1.4：掌握專業知識，能選擇恰當的數學模型描述復雜軟件工程問題，能對模型進行推理和求解。（2）GR12.2：掌握自主學習的方法，了解拓展知識和能力的途徑。根據畢業要求的指標點設置4項課程目標和3個教學模塊（CM），主要包括：CO1掌握離散數學的基本思想和概念；CO2培養嚴格的邏輯推理能力；CO3訓練抽象思維能力；CO4培養處理離散信息及工程應用的能力；CM1集合與關系、CM2數理邏輯和CM3圖論。課程目標、教學模塊和考試考核點的對應關系見表1。在期末考試后，采集每個學生每道題目的得分成績，選定考核點，依據題目的預期值（即每道題目的分數）和達到值（即每道題目的實際得分）計算課程教學目標的達成度：COn=∑(COn考核點預期值/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，離散數學支持多個畢業要求指標點的達成。課程目標的達成情況就是該課程預期要達到的學習效果，同時也是本門課程對專業培養目標的貢獻。

2教學信息采集工程教育專業認證要求

通過采集和分析學生的學習過程和學習效果來證明學生能力的達成度。所有這些達成度的證據都建立在各種記錄數據和文檔的基礎上。除了傳統的結構化數據（如考試成績和考勤記錄），工程教育中更強調通過實際的工程訓練來培養學生解決復雜工程問題的能力。這就需要通過多種方式來收集每一個學生在學習過程中的微觀表現，如課堂、作業、郵件、實習等，以此來了解學生的學習狀態，建立持續改進的達成度評價體系。課堂上，教師采用移動教學方式，根據課堂教學內容和教學效果，選取題庫中相應難度的題目，將題目發給每個學生（如手機、平板），學生的解答則通過移動網絡反饋到教學數據采集系統。課后以郵件和網上答題的方式來收集學生的學習情況。課后的作業和綜合性練習主要是證明題目和主觀性題目，以評分表分析法建立量規[3]。量規為主觀性題目或其他表現（比如證明的步驟、細節、表達等）確定量化標準，從優到差詳細規定評級指標。同時，采取老師評分、同學互評、助教評分的方式進行綜合性學習評價，填寫學習評分表。重點獲取學生的答題情況（非結構化信息），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，全面地反映學生的學習過程和狀態。在課程內容方面，對知識體系進行梳理，將課程知識按照知識點模塊進行數字化，并且將多門相關課程聯系在一起，建立面向問題的知識網絡。例如，將圖論與數據結構中的樹和圖進行關聯和比較；把等價類的概念與軟件測試方法相結合來分析軟件開發問題。基于實際軟件項目構建對應于課程內容的知識圖譜和知識數據庫。通過引入工程領域的離散問題，分析問題中出現的各種實時性數據、工程化數據和研究性數據，將其分類存儲于問題數據庫和練習題庫，為考核評估提供支持。

3課程教學改革

在工程教育的指導思想下，離散數學課程除了向學生描述理論知識“是什么”和“為什么”以外，更注重讓學生學會“如何運用”理論知識，以解決在軟件開發中出現的各類問題。改進已有的教學方式，一方面，在課程內容上打破原有專業課程的講授模式，結合實際工程問題，按照CDIO工程教育理念開展課程建設[4]。另一方面，采用問題驅動的教學方式[5]，通過錄制SPOC[6]和實施翻轉式課堂教學，指導學生參與離散工程問題的分析、研究和解決方案設計。

3.1翻轉課堂翻轉課堂是一種“以學生為中心”的新的教學模式[7]。它關注學生的個性化學習和成長，能更好地實現工程教育的能力和素質培養。實施翻轉課堂，首先建立離散數學課程的知識圖譜，以思維導圖的方式構建整體的知識框架；然后，逐步細化每個章節的內容，對概念性知識（如集合、關系的概念）和過程性知識（如邏輯的推理、關系性質的判斷與證明）進行梳理，按照不同的教學方式進行組織和關聯。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分鐘的教學視頻。例如，將集合論的發展歷史、集合的基本概念等內容以時間線（storyline）的方式展示給學生。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涵。而對于難度較高的內容，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，布置給學生的課后作業：“證明某個關系R是集合A上的一個等價關系”，將批改作業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（如何使用等價關系的定義進行證明）、學生解題中出現的各種問題（如對稱和傳遞關系的理解偏差，不恰當使用等）以及需要注意的關鍵地方（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驗。通過SPOC實現體驗式教學，讓學生能從任務的求解指導中學會如何應用所學到的知識。采用問題引入、分析求解、過程探討、理論構建的步驟完成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，吸引學生的注意力，將現實中的問題與命題、邏輯、推理等知識聯系起來，把問題進行拆解分析，逐步歸納總結出概念和知識點，納入學生已有的認知結構，讓他們更加積極主動地投入到自主學習中。在課前，要求學生根據前次課布置的學習任務觀看微視頻，通過自主學習和思考，理解基本概念，完成一定有針對性的小測驗。在課堂上，采用如下多種教學方式：（1）引導式教學。如在講解主析取范式和主合取范式時，讓學生思考“如何找到主合取（或主析取）的極大項和極小項”，提示學生考慮采用建立樹結構的方式來求解。（2）體驗式教學。給出真實的任務情境，讓學生協同完成某一項任務；或現場對某些有爭議的問題進行研討，并且相互展示學習成果，實現同伴互評。例如，讓學生編寫一段程序，要求對函數的參數進行檢查，由此把命題邏輯與程序檢查中的斷言相對應進行講解；把等價類的劃分與面向對象中類的概念進行類比介紹。（3）互動式教學。如課前以墨經中的“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，指導學生完成對命題聯結詞知識點的復述，命題公式的化簡等練習；期間，老師回答學生提出的問題，對每位學生進行個性指導，并參與討論。通過引導和檢查學生的學習效果，把握學生的學習狀態和學習進度。對于工程素質和能力的培養，一方面，將課程的知識點分別對應到軟件開發的各個階段，如將數理邏輯對應編程實現、將集合和關系對應數據庫的構造、將樹和圖對應數據結構的設計，把理論知識運用到軟件開發實踐中；另一方面，根據學生的個體學習需求，加入具有一定難度的工程任務和開放性課題，讓學生可以根據自身情況進行自由選取，如結合圖論最短路徑的知識點，將2016年華為軟件精英挑戰賽中的問題“未來網絡?尋路”引入教學討論，鼓勵學生積極參與類似的具有研究性質的挑戰。

3.2教學數據分析工程教育關注學生完成學習的過程，因此對教學活動中的各類數據，如教學目標、教學內容（知識點、重點、難點）、常規練習、挑戰性練習等，進行量化，并建立彼此之間的聯系。采用成績分析法[8]，細分教學目標和教學模塊，按照支撐畢業要求的指標點進行數據采集、計算均值、方差、信度、效度等統計參數，在評價每個指標點達成度的基礎上，獲得課程掌握情況的評價結果[9]。利用學生學習的行為檔案創建自適應的學習系統，反映學生的學習效果。利用學生“如何”學習的信息，依據教學數據的分析結果，為學生量身定制適合學生的個性化練習。通過分析學習數據，自動創建一系列難度逐漸增加且互相關聯的問題，例如，從集合到關系、從關系到特殊關系、從特殊關系到樹結構，讓學生圍繞一個共同的知識點來求解問題，從中分析學生的學習模式。同時，老師根據自己的教學需要來調整教學任務，例如，給課堂練習和作業規定完成的時間，讓移動教學系統在“自動計時”的情況下，考察學生的學習過程；而在學生做錯題目需要幫助時，系統自動給出提示并確定問題出錯的位置。系統記錄學生的學習過程，包括在哪個知識點的學習上遇到了問題、哪些習題完成花費時間較長等。老師對這些數據進行分析，建立相關的教學模型為學生推薦更為合適的學習路徑。確保教學數據的正確性、可用性是進行教學數據分析的關鍵。制定教學數據檢測體系和軟件系統對數據進行實時的檢測以保證數據的質量，盡可能減少對數據分析和挖掘帶來的不利影響。首先制定各種數據的錄入和維護規范，最大限度地自動錄入各種結構化和非結構化數據，包括考試成績的每項評分、主觀評價打分等。其次，制定數據檢測規則并實現自動檢測，應用不同的數據配置策略，對靜態、動態數據進行實時監控和定期檢查以發現并處理有問題的數據。最后，建立可靠的教學數據質量評估體系，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，對數據質量的改進效果進行評估，為數據質量改進提供策略。此外，還需要實現缺失數據的完善、篩選等數據處理工作，將數據標準化、去重復化，最后形成規范化的格式。

4結語

工程教育以培養學生的素質和能力，評價學習成果或產出作為核心標準。學院對軟件工程專業全面開展工程教育，建立全覆蓋的工程培養體系和量化的培養目標，并通過了2016年11月的評估。筆者在此基礎上，針對專業培養目標，改進了離散數學課程的教學模式，按照工程問題重新劃分教學知識點和知識結構，設定了課程的達成度計算模型。在教學過程中，結合SPOC課和翻轉課堂，收集和規范各方面的信息和數據；建立教學數據分析庫，逐步開展學生學習路徑、習題考評模式、錯誤答題模式等問題的研究，以此作為學習問題診斷、教學干預和教學決策的重要參照。

參考文獻：

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篇12

一、 工程實例激發興趣建立概念

興趣是最好的導師。學生有了興趣，才會想學、愛學，才能學好。力學學科本身理論性強，抽象程度高，與工程實際的聯系不夠緊密，內容枯燥，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動學生求知的欲望，激發其探究問題背后的力學背景，順理成章地引入壓桿穩定的概念，讓學生明確作為一名工程技術人員為什么要重視壓桿的穩定性。

為此，在設計此課的導入時，我首先將收集到的因壓桿失穩而造成的工程事故案例圖片和視頻通過多媒體播放給學生。在學生的好奇與吃驚中再將穩定性的概念傳遞給學生。比如，我通過介紹20世紀初時世界上曾有多座較大的金屬桁架結構橋梁發生了整體性破壞，并且破壞現象表現出了驚人的相似，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？為什么歷史上發生的這類事故至今在世界各地依然時有發生呢？讓學生主動思考其背后的原因，激發學生的積極性，并使學生建立起穩定的概念。

二、 課堂實驗引發思考加深理解

建筑力學是滲透于生活各處的結晶，它與我們的生活有著密不可分的聯系。所以，在授課過程中，從我們熟悉的身邊事物出發，從我們常見的一些事情出發，分析其原因與實質，再與教材內容相銜接，不僅能讓學生產生濃厚的學習興趣，還能降低學生的理解難度，逐漸使學生由被動的學習轉化為主動的學習。

我在此課的教學設計中，加入了三個課堂小實驗。一個是利用身邊常見的學習工具――鋼尺，讓學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，啟發學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象中，引導學生將兩者聯系思考，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，仍然是利用學生的身邊學習工具――塑料丁字尺，將其加工為不同長度的三把并邀請學生進行平衡三種狀態的演示，讓學生在自己的積極參與中去觀察思考從而深入理解穩定性和穩定平衡的概念。最后利用學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，讓學生觀察其抵抗側向干擾能力的強弱，順利引出臨界力和失穩破壞的概念。

三、 手腦并用小組討論探尋方法

中職教育以培養技能型人才為主要目標，其知識的講授是以能用為度，實用為本。本此原則并結合學生現狀，筆者認為建筑力學的教學應淡化理論推理與設計計算方面的內容，加強基本概念與理論的掌握并強調突出力學的實用價值。與此同時，還應注重培養學生自行分析、解決實際工作與生活中所遇到的各種簡單力學問題的能力。

就此，在我的壓桿穩定教學中，我將臨界力的計算以及用穩定條件進行壓桿的穩定性計算的內容全部淡化。僅強調歐拉公式中各項的含義及其對壓桿穩定的影響，讓學生明確臨界力的計算是解決壓桿失穩問題的關鍵。具體做法是給學生下發學習任務單，讓學生自主學習、自由建組，并通過小組合作中對試驗裝置的操作及任務討論共同完成對歐拉公式和穩定性計算重要性的理解，最終總結出提高壓桿穩定性的措施。教師在進行點評的同時穿插相應的工程實例介紹，讓學生更直觀、準確、容易地明晰壓桿穩定理論的適用范圍，掌握用穩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，學生為主體”，教與學良好互動的教學效果。

教學實踐表明：由于大量引用工程案例激起了學生的學習熱情，課程導入順利、自然。小小實驗貼近生活，直觀教學層層遞近降低了學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，增加了學生的感性認識。思考討論尋求答案，學生的主動探索能力得以提升。學生自己對新概念新知識的總結加之教師的點評與工程案例分析，讓學生在牢固掌握相關課程內容的同時培養了用科學的態度和方法去分析、判斷、處理工程問題的能力，以及認真嚴謹的工作作風，更為學生后繼課程的學習和將來就業打下了堅實的基礎。

參考文獻：

篇13

一、傳統《工程力學》體系存在的問題

前些年學院水資源管理和水利經濟類專業開設的《工程力學》課程為70-80學時。講授內容包括理論力學(靜力學、運動學、動力學)及材料力學。隨著社會發展步伐的不斷加快。對專業技術型人才的要求也在不斷深化，水資源管理和水利經濟類專業的《工程力學》課程體系也存在類似的問題，為了進一步適應教學改革的要求，學院組織相關教研室教師對開設的《工程力學》課程的教學體系進行了調整與改革。重新調整后的教材體系主要包括：(1)靜力學按照研究內容分為三章，改革了以前按照力與力系分類定章節的做法，這樣做的優勢是使學生容易從問題人手，吃透教材，并且容易理解和記憶；(2)運動學按照研究方法分配章節，把運動學并為兩章，其中《大學物理》課程中講授內容直接做為課堂復習，或做總結性講授；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容的重復現象，達到了節省課時和集中課堂教學時間并向高起點邁進的教學目的，通過我們幾年的教學實踐。取得了較好的效果，但是仍然感覺不足的是講授內容基本不變，教學時數較以前壓縮較多，從2004年起理論講授僅剩40學時，實驗課僅剩4個學時，難以達到很好的教學效果。而且隨著學生畢業走向社會，用人單位對不同專業學生的知識結構要求也在不斷變化。有必要對《工程力學》教材體系進行進一步的調整，注重學生的創新能力培養，使學生到工作單位后更好的解決一般工程中的力學問題。

二、《工程力學》課程新體系特點與實施方案

由于《工程力學》課程理論講授僅剩40學時，而且學校要求學院必須采用“面向21世紀的新教材體系”，注重學生對《工程力學》基礎知識的理解與掌握，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容：力學基本概念和基本理論(如牛頓力學的三大定理等)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容，主要講授靜力學和材料力學兩大部分，在課堂上注重介紹力學領域的尖端研究成果(如計算力學領域的研究近些年發生了翻天覆地的深刻變化，給同學們介紹并演示商業結構分析軟件，如ANSYS、ALGOR、MIDAS及ABQUS等)，培養學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生的廣泛喜愛與歡迎；二十一世紀的大學生最需要的是創新能力的培養。新教學體系在這方面作了適當補充，注重培養學生解決實際問題本領。主要內容安排如下：第一大部分平面力系與空間力系靜力學，按力系類型分章分節，第一章包括靜力學定理、復雜結構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，使學生一開始就概念明晰、很快就能獨立做出結構的受力圖。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，這里應注重多舉工程實例，使學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。第二大部分內容為材料力學，內容主要有桿件的拉伸與壓縮問題、圓柱的扭轉問題、簡支梁與懸臂梁的彎曲問題，簡單結構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，需要注重強調的是，由于首次引入橫截面上的內力和應力概念。學生不容易理解。應結合材料力學拉壓實驗使其搞清楚桿件在軸向拉壓時的力學性質，進一步理解應力的概念和拉壓強度條件。所以要求力學實驗課必須跟上不得拖后。第二章講授圓軸自由扭轉變形，要求學生能熟練掌握圓截面直桿扭轉時的內力求解過程及正確畫出扭矩圖；建立扭轉的應力求解方法并給出相應的應力強度條件、推導扭轉變形求解過程并給出扭轉剛度變形條件。第三章講授梁結構的平面彎曲。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、剪力和彎矩的關系，只要求了解。不強調必須掌握。在講述純彎曲時梁正應力求解公式時。應當注重附以必要的教具以演示梁的彎曲變化情況，使學生更容易理解和掌握(兩種以上的教具)，在此基礎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。第四章應力狀態和強度理論的概念，學生不容易理解和需重點講清楚的是平面應力狀態分析和圖解過程。最后對三向應力狀態和強度理論作簡單介紹。《工程力學》理論課主要在課內完成，但必須注重課下復習和作為教學輔助的實驗環節，課后教師一般會布置相當數量的習題供學生鞏固知識所用。根據我們任課教師的統計，一般每次課后的習題數量不少于8-10道，可布置數量和難度相當的選做題供有興趣愛好的同學選做。注重相關實驗課環節，新課程體系實驗內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，明確材料力學研究的范圍。二是深粱的純彎曲試驗，掌握彎曲變形規律和采集應力應變數據的方法，通過應變片和應變花的貼法達到采集不同部位數據的技巧。熟練掌握測試結構變形的方法。新課程體系課堂講授40學時。靜力學12學時，材料力學20學時，介紹現代化計算方法和上機編程計算8學時，材料力學實驗課4學時。通過該課程的學習，力爭使學生在較短時間內，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練和實驗數據觀測，在頭腦中建立一套完整的力學思想體系。通過教研室教師和幾屆學生的教學實踐，達到了較好的教學效果。

三、教給學生正確、科學的思維方法，注重提高學生分析問題與解決問題的能力

為了教給學生科學的思維方法，以及運用所學知識分析解決問題的能力，我們在課堂教學中應做到：讓學生搞清力學概念、定義和定理定律的應用范圍；不同章節計算公式推導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；正確講述解題思路和方法，加強學生解決問題的能力；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。