力学竞赛对工程力学课程教学改革重要性探究

力学竞赛对工程力学课程教学改革重要性探究

周玉鑫 张镭于 王德山

陆军军事交通学院 天津市 300161

摘要：社会进步迅速，我国的教育水平的发展也有了改善。学生参与的力学竞赛主要是全国周培源大学生力学竞赛和中南地区高校土木工程专业结构力学竞赛，均为每两年举办一次。至今，周培源力学竞赛已成功举办了十一届，结构力学竞赛已成功举办了六届，越来越多的学校和学生都加入到了力学竞赛中，取得了良好的成绩。参加力学竞赛，不仅能激发学生的学习兴趣，提升学生的分析能力和创新能力，而且能提高教师的教学水平，促进力学课程的教学改革，提高人才培养质量。本文结合近两届学生参加力学竞赛的比赛情况，总结学生参加力学竞赛中存在的问题，思考力学课程教学改革的方向，以力学竞赛促进力学教学改革，以期望提升力学课程教学质量，提高学生的工程综合应用能力和创新能力。

关键词：力学竞赛；工程力学课程教学改革；重要性探究

引言

“工程力学”是高校诸多工科专业学生都要学习的非常重要的基础课。由于该课程公式推导较多，逻辑性强，课堂教学理论性较强，趣味性和实践性欠缺，大部分学生积极性较低且学习效果较差，全校每年都有四分之一左右的学生会在该课程考试中不理想甚至影响到能否顺利毕业。因此，“工程力学”课程的教学改革近年来一直在进行。随着高等教育大众化，科技快速进步，工程力学课程的教学课时在不断被压缩，如何在少学时的课程中培养学生的基本力学学习及应用能力，提高学生的创新能力，为后续学生进入工作岗位完成相应的工程应用打下良好基础，是高校任课教师不断探索的目标。案例教学是选择实际应用中发现的一些事例在教学过程中实施，围绕教学目标和教学内容要求将这些事例应用到课堂上。在课程教学过程中，针对实际案例学生分组进行讨论，教师辅导，共同参与达到教学目标。而各类型的力学竞赛中，实际案例特别丰富多样，是最优的选择案例题材的渠道，力学竞赛也是检验工科基础力学教学成果的一项重要指标，是工程力学教学改革中必不可少的环节。创新性力学竞赛，可以激发学生的学习热情，增强学生的运算、制图、力学建模和实践能力，拓宽学生的视野，同时可以提高竞赛辅导教师的教学水平，丰富课堂内容，对工程力学课程的教学有着极其重要的促进作用。

1概述

全国周培源大学生力学竞赛是我国高等教育最高层级的大学生科技竞赛活动之一，其宗旨在于培养人才、服务教学、促进高等学校力学基础课程的改革与建设，培养大学生的动手能力、创新能力和团队协作精神，增进大学生学习基础力学课程的兴趣。力学竞赛不断地从当代高科技和国家建设的主战场发掘基础力学问题，让基础力学知识成为有生命力的基础。竞赛试题主要是从科研、工程和日常生活事物中提炼出来的具有启迪作用的综合性内容，学生需要根据自己的理解建立力学模型，不同于传统教学中的考试和做题模式。力学竞赛不只是一场考察学生力学基础知识和解题技巧的考试，更是一个考察学生综合能力和综合素质的考试，竞赛结果可作为检验全国高校基础力学教学水平和教学改革成果的重要依据。

2力学竞赛在课程教学模式和教学内容变革中的必要性

工程力学包括“理论力学”和“材料力学”两门课程，全国周培源大学生力学竞赛的知识点覆盖了“工程力学”所有知识点，竞赛题目极具现实性、应用性和趣味性，将力学竞赛中趣味性题型引入理论性和乏味性较强的“工程力学”课程教学环节中，既可以丰富“工程力学”课程的教学内容，又能提升“工程力学”课程教学的生动性，同时结合工程实际案例，在教学过程中，保持学生对课程的新鲜感，产生工程责任感，激发学生的学习兴趣，充分调动他们的主动性和自觉性，使得学生源自内心的积极学习而不是被动学习。工程力学课程公式繁多，理论性较强，大部分学生学起来比较困难。将现实性和趣味性偏多的力学竞赛题型引入“工程力学”课程教学内容，也相应地可以改变课程的教学方式。比如“翻转课堂”式的教学模式，可以很好地实现竞赛与教学密切链接。翻转课堂是混合式教学的一种高级形态。传统的实体课堂是以“教师讲授”为主要形式，而翻转课堂强调，将“教师讲授”内容以MOOC来实现，实体课堂则更多地实现教师主导下学生自主式、参与式、探究式、合作式学习。应用“翻转课堂”式的教学模式讲解力学竞赛题型，课堂氛围非常活跃，学生学习兴趣浓厚。全班同学分组进行研究和讨论，围绕某一个竞赛知识点，每组选择一个或两个代表发表各组对知识点的看法，下次课上再更换代表发言，争取每位同学在“翻转课堂”式的教学中都能发言三至四次，最后授课教师给予总结性指导，实现师生共同讨论、共同学习的目的。因此，力学竞赛在课程教学模式和教学内容变革中是非常必要的，不可缺少的一个环节。

3力学竞赛对工程力学课程教学改革优化

3.1加强综合问题的训练

力学竞赛培训中，教师对历年考试综合题进行逐层剖析，引导学生采用“分过程—找知识点—后综合”的思路来分析问题。先把要求解的问题分为几个过程，后寻找每个过程所需要的相应知识点并建立对应的力学模型，最后综合每个过程所需要的力学数学模型来寻求最终的答案。练习中，要求学生按照这种思维方式来思考和分析问题，并对每道题进行总结。经过一段时间的训练，让学生养成这种思维方式，习惯求解综合问题。结构力学竞赛辅导中，注重综合训练学生灵活运用所学知识快速解题的能力，如灵活运用叠加法，不求出内力直接画出静定结构的内力图，综合运用力法、位移法、力矩分配法等快速绘制超静定结构的内力图等。

3.2狠抓教学督导工作，提高学习效率，是克服目前存在

问题的另一途径。“狠抓”指的是高度重视、坚持不懈的执行，逐步改变不良现状，即上课时间教师等学生、学生抢占教室后排位置、上课玩手机、睡觉、做与本课程无关的作业等现象。“教学”指的是教师的教与学生的学，想提高教学质量，二者必须协调。俗话说“上课”是一个“良心活”，教师应该具有强烈的责任心和较高的专业水平，课前必须做足功课，学校也要制定出相应的奖惩机制以督导教师的“教”；而学生的“学”，养成好习惯后自主学习效果自然明显。“督导”则是指督促引导，给出改进和努力的方向；一方面要督导记录教师的上课情况，目前我校督导组就承担着这份工作，但是由于人力不足、精力有限，间断性的督导不够深入，效果不明显；另一方面，对学生也要施行实时督导，不定期检查，而不是定时定点的一次性集中检查，学生出勤率不能只靠学生自觉、教师“魅丽”及课程内容来保障，尤其是对于那些自律能力较差的学生，安排专人适时的督导是必要的。前期学生工作扎实稳固，后期学生收获顺理成章。

结语

力学竞赛不仅激发了学生的学习积极性，对力学课程的教学改革也有重要的促进作用。从力学竞赛中反映出来的问题入手，以提高学生的综合应用能力和创新能力为目标，结合工程实例训练学生的力学建模能力，多种教学方法相结合提升学生的自主学习能力，加强对力学基本原理的理解和综合问题的训练，以竞赛为契机培养学生的创新能力。今后笔者将继续以力学竞赛促进课程教学改革，提高教学质量，提升学生的综合能力。

参考文献

[1]刘安中，张速.基于全国周培源大学生力学竞赛创新思维培养能力的实践[J].淮北师范大学学报：自然科学版，2013，（2）.

[2]赵玉萍.刍议基础力学课程教学的改革———透过力学大赛看基础力学课程教学[J].湘潭师范学院学报：自然科学版，2008，（1）.