工程力学这门课程的意义，对工程力学课程的认识

摘要：对西南石油大学40个学时工程课程的教学内容、课程体系现状进行了研究，提出了教改后工程课程体系的教学内容和学时分配，结合西南石油大学勘探技术和工程2018学时工程课程教学实践，颠倒了课堂教学手段的应用，提出了适合普通高校学生特点的工程教学内容和课程体系建设思路。

关键词：工程教育内容翻转课程体系

一.引言

多学时工程课程和40学时工程课程不仅学时不同，而且专业、授课对象、授课要求完全不同。 在考虑课程完整性的同时，教授静力学基础、拉力、弯曲、扭转等基本内容； 考虑专业的特殊要求，讲授应力状态和强度理论。 第一次上40学时的工程学课是一个挑战，也是教育改革的契机。 再加上工程力学精品在线开放课程建设的推进，借此机会精心准备、认真讲授、认真总结，从教学全过程中得到了有益的启示，为工程力学课程体系改革和精品在线开放课程建设积累了经验。

二、40学时工程课程教学现状

40学时工程课程通常分为少学时类，从近年来教学实践的反馈情况来看，大多数工科院校对工程的教学改革思路，基本上都是在引入现代教学技术手段的基础上，大幅度减少了学时，但全国力学教学指导委员会对工程教学的基本要求并没有降低，因此少学时工程的教学大纲在中从目前的实际情况来看，大多数高校在中小学多学期工程课中除了采用多媒体外，还减少了教学内容，教学中也基本采用了与初中多学期相同的教材。 经过多年的教学实践，对于少儿专业的学生来说，工学并不是该专业的主干课程，不能引起足够的重视，导致其学习主动性和积极性差，最终教学效果不理想。 学生普遍反映课程太难，教学时间太短，专业教研室也不太满意教学效果，迫切需要改革中小学工程课程体系。

三、40学时工程课程体系建设

由于我校对技术和工程专业进行了调查和专业改革，首次增设了40学期的工程课程。 这对力学研究室是新的挑战。 课程体系需要重构，教学活动在暑假后进行，因此确定教学内容、分配课时、编写教学大纲的任务非常紧迫。

由于时间紧、任务重，教材选用暂采用我校编订的《工程力学》 [1]教材。 结合教材，并根据教育部工科力学课程教学指导委员会的要求，在考虑专业特点的基础上，编制40学时工程课程教学大纲，其教学内容和学时分配见表1。

表140学时工程课程教学内容与学时分配

该教学方案是在借鉴我校工程力学改革成果[ 2，3 ]、的基础上提出的，在该教学内容和教学时分配方案中，静力学绪论14学时、静力学基础包括力的概念、力矩的概念、主向量和主力矩的概念、系统等效定理和平衡系统定理、力偶的概念、约束其中约束力、约束力和物体受力分析共3学时，力系简化仅介绍力系简化的理论和应用，平行力系的中心、重心和形心在例题中简要介绍。 这部分是一学时； 静力学平衡问题包括平衡的基本概念、平衡条件、平衡方程、平面问题平衡方程的应用，这部分是三个学习时间。

材料力学部分共26小时。 其基本思想是向学生介绍材料力学的基本概念和基本变形，并结合专业需求介绍应力状态分析和强度理论的基本内容。 其中材料力学的基本假设和基本概念两个时； 沿轴向延伸压缩5小时时； 换三个小时的课； 弯曲内力3小时时； 弯曲应力及弯曲强度3学时； 两个时间弯曲变形的应力状态分析和强度理论为8学时。 整个程序不安排实验，经与专业教研室老师沟通后，他们满意，满足了该专业对力学基础知识的要求。

四.四十学时工程课程体系建设的实践

调整后的课程内容和学习时间分配表在具体的教学实践中，最大的问题是学习时间紧张。 因为，在教学中必然会遇到节假日，同时需要复习的总结时间。 在我校技术与工程专业2018级教学实践中，在假期和运动会的冲击下，弯曲变形的部分必须安排学生自学，多次补习，才能完成教学任务。 回顾起来，教育实践中有很多值得总结和反思的地方，让我们就其中的几个问题来体会一下。

第14学期一般可以完成静力学绪论课的教学，但在静力学平衡问题上考虑桁架和摩擦的平衡问题没有时间介绍，只能简单介绍空间问题的平衡； 此外，力系简化只介绍了力系简化的理论和应用，不能做进一步的分析讨论，但平行力系的中心、重心和重心也可以在例题中简单提及，为静力学基础中的基本概念和受力分析留有足够的时间。

在材料力学屈曲内力部分的三学过程中，只能介绍函数作图法的内图，而利用微分关系的内图只能进行截断； 比较紧张的是弯曲应力和抗弯强度部分，三所学校只重点介绍正应力及其强度条件，对剪应力及其强度条件只作简单介绍，而提高抗弯强度的措施部分可以让学生自学； 弯曲变形部分只能简单介绍基本概念和基本方法，提高弯曲刚度的措施也只能让学生自学，应力状态分析和强度理论部分根据专业课程需要，安排与专业教室沟通后8小时。 这部分内容是材料力学中最难的部分，希望通过增加时间可以更好地理解应力状态的基本概念和强度理论。 关于组合的变形、杠杆的稳定部分，教学大纲上没有计划，所以只能忍痛割爱。

由于是第一次上40学时的工科课，时间长，任务重，必须在教学实践中采取一些新的方法和措施。 例如，翻转课堂教学模式的引入。

起源于美国的翻转课堂教学模式，其本质是翻转传统的课前老师备课、讲课老师讲解、课后学生做题的模式。 课前，学生通过网络平台提供的多种教学资源完成知识点学习的课程，师生通过开展多种形式的讨论、交流、探索活动，解决学生自学无法理解的问题。 这种创新课堂教学模式的核心思想是提高学生的学习能力和自主学习性，使学生成为教学活动的主体[ 4，5 ]。

由于首次采用翻转课堂教学模式，在我校40学时的工程教学过程中只尝试了弯曲内力的篇章翻转课堂教学模式。

1 .准备反转教育资源

首先制作了弯曲内力这一章的翻转教学目标、课前学习任务表，录制了弯曲内力五集微课视频，将课堂、自学测试题、微课视频上传到工程课程网站，供学生自学。

2 .翻转课前教学活动

配置课前学习任务，发放本章课前学习任务单； 学生上课前自学反馈。 教师根据学生自学情况，设计第二天的翻转课堂活动，并准备相应的教学材料。

3 .翻转课堂教学活动

首先针对部分学生知识点教授学生的自学反馈和学生讲课中的问题，教师详细阐述弯曲内力的关键难点，说明学生反馈的问题。

4 .课后总结

通过学生反馈问题和教学实践，翻转课堂教学模式效果明显，学生学习兴趣明显提高，教学内容掌握显著增加，教师教学业务水平提高非常显著，但教师付费也明显增加，如何在教学与科研之间进行时间分配

五、四十学时工程课程体系建设的思考

虽然完成了40学时的工程课程教学工作，但是回顾起来，在40学时的工程课程教学工作中以及课程体系中还存在一些问题值得我们思考。

1 .补充实验教学

整个教学计划之所以没有安排教学实验，直接原因是教学时间少，这与全国力学教学指导委员会对基础力学教学的要求存在一定的差异。 这将在未来教育计划修改时进行调整，在满足要求的同时，必须完成所有的教育任务。

2 .充实教材

这次40学期的工学课，虽然采用了中多学期的《工程力学》 [1]教材，但是教材中有很多没有介绍，显然需要选择或者编纂适合课程计划的学习时间和内容的教材。

3 .大力推广翻转课教学模式

这次只是在弯曲内力章节中尝试了翻转课的教学模式，取得了一定的效果。 此外，还要继续完善翻转课的教学模式，并进一步推广、应用，找到适合我校40学时工程课程教学的翻转课教学模式。

4 .推进多媒体教学方式建设

多媒体教学已经成为教育发展的必然趋势，具有传统教学不可逾越的优势。 如何把握多种媒体教学方式的利弊，才能传授更多的知识，不仅教学重点突出，而且能引导学生积极思考，提高教学质量。

当然，这些只是技术与工程专业2018级40学时工程教育过程中的一些体会和思考，不同的教师对教材的理解不同，讲授过程必然有差异，在翻转课堂教学模式中的应用也不同。 希望通过教学体系的建设和实践，使我校40学时的工程教育工作更上一层楼，顺利完成我校非机械类、非土建类专业工程课程体系的教学改革，为其他兄弟院校的教学改革提供一定的参考。