对高职高专工程力学课程教学内容改革的思考
摘 要：工程力学是机电类专业的一门重要基础课程，是机械设计、工程材料、机械制造技术等多门主干课程的学习基础，在机电类专业教学体系中占据着重要地位。
关键词：工程力学；课程改革；思考
根据高职院校的培养目标，教育部对高职高专基础理论课程教学提出了“要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为教学重点”的原则，和这个原则相对照，目前工程力学课程在教学内容上存在许多不相适应的地方，很难适应现阶段高职教育的需要。
一、工程力学课程教学内容存在的主要问题
1.教学内容不能满足高职教育的需要
高职院校所用的工程力学教材基本上是对本科工程力学的内容作些削减或章节的调整，强调理论逻辑的推理，并作为教学重点，而忽视了教学内容与工程实际的联系，不能很好地培养学生将工程力学的知识应用于实践中的能力，学生学得很多，但解决实际问题的能力却没有培养起来。
2.存在教学内容多而教学学时少的矛盾
工程力学的教学内容包括静力学、材料力学、运动学三个部分，内容多而庞杂。而教育部提出了高等职业教育实践教学与理论教学比例不低于4∶6的要求，这就使工程力学等基础课程的学时大为减少。教学内容多与较少的教学学时形成矛盾，在较少的课时里不可能进行很系统、很全面的学习，怎样遴选出必需的、重要的内容，在较少的学时里让学生学到对专业学习真正有用的知识，培养学生解决工程实际力学问题的能力，成为教师的当务之急。
3.重视课程体系的系统性、完整性而忽视与相关课程的联系
我国的工程力学教育过于强调课程本身的系统性和完整性，而忽视了与相关课程的联系与配合较差，没有很好地发挥基础课程应有的作用。教学中往往花大力气去提高学生的解题技巧而不注重工程力学与后续课程的联系及在实际中的应用。讲的很多，但后续课程却不一定都能用上，学生负担重，却又不能很好地用所学知识解决实际问题。
综上所述，高职教育的工程力学教学内容很难适应现阶段高职教育的需要，为了使工程力学这一工程领域里重要的传统课程在当前高职教育中发挥作用，必须对目前工程力学课程教学内容进行改革。
二、工程力学课程教学内容的改革
根据教育部对高职基础理论教学提出的“必需、够用”原则，笔者认为在工程力学课程教学内容改革中需遵循如下指导思想：
（1）在教学内容上，改变过去讲得过多、过全的做法，以必须够用为度，多讲工程实际要应用到的基础知识；
（2）不强调课程理论的纵向完善，而应注重和其他课程的横向联系；
（3）应强调如何应用有关的理论与结论，淡化、简化理论推导；
（4）力求结合专业，多举与专业有关的例子，多安排与专业结合的习题，培养学生解决工程实际问题的能力。
本着这些指导思想，笔者对工程力学三个组成部分的主要教学内容的改革进行了深入的思考研究，现陈述如下：
1.静力学部分
静力学部分主要是受力分析、力的合成与分解、静力学的平衡、摩擦等内容的讲解。其中静力学的平衡问题，一般教材均把它作为重点，用了大量的篇幅，有大量的例题及习题，难度大，占用的教学时间比例也大。而工程实际及后续课程中，求解静力学的平衡问题遇到的并不多，因此在高职教学中，求解静力学的平衡问题不应是重点，不需花大量的时间，把平衡的理论讲清楚，知识够用即可，例题、习题力求简单，并且尽可能和一些实际问题相结合。而如何对物体进行受力分析、画受力图、进行力的合成与分解，无论在工程实际中还是在后续课程中都是经常用到的，是应掌握的知识点，因此在静力学这一部分，应该把受力分析及力的合成、分解作为重点来学习。
静力学的摩擦部分，有些教材的编者认为摩擦不重要，干脆不编写，而有些教材把考虑摩擦的平衡问题作为重点，花大量的篇幅讲述，例题、习题多而难。其实这两种做法都是误区。在机械领域里，摩擦是一种常见现象，机械设施的设计、使用，甚至选材都要考虑它，因此在工程力学课程里关于摩擦的知识是不可忽略的，在摩擦部分主要有这几个内容：滑动摩擦、摩擦角、自锁、考虑摩擦的平衡问题等，其中滑动摩擦、摩擦角、自锁的知识在后续的课程中应用较多，因此应作为重点，并和后续课程的应用结合起来，如机械设计中超越离合器就是应用了摩擦的知识，因此在讲摩擦时可以把它作为例子。考虑摩擦的平衡问题在后续的课程中应用很少，实践中应用也不多，因此作为一般了解性的知识了解一下即可。
2.材料力学部分
材料力学部分主要包括：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲、交变应力与疲劳破坏、强度理论与组合变形、压杆稳定等，根据这些内容与后续课程的联系和在生产实践中的应用情况分析，轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲、交变应力与疲劳破坏几个内容应作为重点，而强度理论与组合变形、压杆稳定仅作简单介绍即可。作为重点的内容也不是面面俱到，每个部分都讲，应有选择性地讲解，遵循“以必需、够用为度”的原则。
在材料力学部分，有关的理论及公式推导占了较大篇幅，如扭转中的切应力、弯曲中弯曲正应力、弯曲变形中的挠曲线方程和转角方程等，这些公式的推导难度大，不易理解与掌握，占用不少教学时间。实际上这些内容的学习重点应该是用公式求解强度、刚度问题，解决工程实际，因此对一些理论及公式推导的讲解应简化，而把教学重点放在应用材料力学知识解决工程实际问题上，提高学生解决工程实际问题的能力。
材料力学部分的知识在后续的课程如机械设计、工程材料中应用较多，而相当多的工程力学的教材与这些课程的联系不够，因此在教学中应加强与这些课程之间横向的联系。可以把机械设计、工程材料中的内容作为例子应用到材料力学部分的讲解中，如工程力学的应力集中问题，在机械设计课程中轴的结构设计主要考虑的因素就是应力集中，因此在讲应力集中时，可以把轴的结构设计作为例子来讲。又如，机械设计中齿轮轮齿的疲劳折断和弯曲正应力、疲劳破坏等有关，因此在讲弯曲、疲劳破坏时可以将齿轮轮齿的折断作为例子。在工程力学课程中，利用力学知识把后续课程的知识点讲明，有利于后续课程的学习，从而真正发挥基础课程的作用。
3.动力学部分
一般的教材动力学部分主要包括点的运动、点的合成运动、质点运动微分方程、刚体的基本运动、刚体的平面运动、动力学普遍定理等，内容较多，但后续课程能用到的及实践中用到的并没有这么多。
本着“必需、够用”的原则，这部分内容应该有选择性地讲解。后续课程机械设计中机构的运动与刚体运动有较多的联系，理解机构的运动原理必须以刚体的基本运动、刚体的平面运动作为基础知识，因此刚体的基本运动、平面运动应该是教学重点。而理解刚体的基本运动、平面运动，必须掌握有关点的运动的基本知识，如点的运动方程、点的速度计算等，因此这些内容也应该是教学重点。至于点的合成运动和质点运动微分方程两部分，内容多，理论性强，占用的课时数较多，但在后续的课程中应用却很少，故这部分内容可以省略或有选择地讲解。动力学普遍定理中，仅其中的转动惯量的知识在后续课程和实践中均作为一个基本知识在应用，故转动惯量是教学重点。
高职高专的教育特点和培养目标，使得工程力学这一传统的基础课程面临着必须进行教学改革的局面，对工程力学教学内容做出合理、正确的改革，是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就，需要不断地探索，吸取经验教训，努力去接近一个理想状态，满足高职高专教育的要求。
注：该论文为新疆伊犁师范学院教改项目[2016]16。
（作者单位 新疆维吾尔自治区伊犁师范学院奎屯职业技术学院）