摘要：针对以培养应用型人才为目标的工科高校的特点，本文通过分析在工程力学教学实践中存在的问题，探讨了工程力学教材建设应注意的几个方面，为工程力学教材的建设提供一些思路和参考。
关键词：工程力学；教材建设；应用导向
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）45-0218-02
一、引言
工程力学（静力学和材料力学）作为大多数工科专业的一门工程技术基础课，在总体工程技术教育中起到了一个非常重要的作用。它将学生的数理化基础知识向工程技术转变，使学生建立了工程理论分析和实验分析的基础。在知识信息飞速剧增的今天，在工程技术教育改革的浪潮中，对工程力学基础课程进行了较大的改革，大量地压缩了课时，使工程力学基础课程面临了一个非常严峻的教学改革课题，即工程力学基础课程应该教给现在的大学生什么内容？是基础知识点还是完整复杂的理论体系？还是工程技术分析的基础？我们在近几年的身体力行的工程力学课程教学改革过程中深深体会到：工科基础力学课程应在传授知识体系的同时，重点培养学生的理论分析能力和动手实验能力。同时我们应该认识到，工程力学教材在人才培养过程中的地位的重要性，教材建设必须紧跟形势，对于以应用型人才培养为主的工科高校，工程力学教材应该体现出应用导向的功能。将工科力学基础课程的教学过程能力培养规范化、系统化，首先应对教材的编排做出相应的调整。工程力学以理论分析为基础，充分培养学生理论与实际相结合的能力和实验分析动手能力，工程力学教材应该以此为中心进行改革。
二、工程力学教材编排的合理性
目前以静力学和材料力学作为主要内容的工程力学教材较多，这类教材大部分在编排上将静力学和材料力学分为两大块来讲述。静力学结束之后直接过渡到材料力学，学生难以认识到这两部分内容的内在关联性。可以考虑在静力学和材料力学之间增设一个过渡章节，专门阐述静力学和材料力学之间的联系、区别等。例如，静力学解决了约束力的求解，但无法解决构件是否安全，需要材料力学来解决，这样就使得学生可以较好地把握和理解这两部分的内容，从而也很自然地引出了材料力学的部分，并且在这个过渡章节中可以将材料力学的一些共性知识进行交代，如材料力学的任务及研究对象、变形固体的基本假设、外力与内力、截面法、应力和应变的基本概念、杆件变形的基本形式等。
教材第一章为绪论，讲述工程力学的学习目的、方法、意义等，以及在工程中的一些应用，尤其可以结合某些开设工程力学课程的专业进行介绍，可以让学生体会到学习这门课程的重要性。因为在教学过程中我们发现很多学生认为自己将来从事的专业与工程力学没有什么关系，纯粹是为拿学分而学，学习积极性不高，缺乏主动性。力学在工程中的应用介绍可以使得学生提高学习兴趣，并且从思想上认识到学习这门课程的实际意义。
三、工程力学教材编排的科学性
在压缩教学学时、扩展教学内容、更新教学内容的条件下，精选教学内容，突出能力培养，为后期的工程技术教育打下良好的基础。
每章开篇可以将本章的基本内容进行罗列，并且将重点和难点也明确地写出来。例如，在“扭转”这一章，其基本内容：（1）扭转概念，纯剪切，切应力互等定理，剪切胡克定律。（2）扭矩及扭矩图，圆轴扭转时的应力与应变，扭转强度及刚度条件。重点：圆轴扭转应力及变形计算，扭转强度条件、刚度条件。难点：扭转切应力公式的建立。这样编排使得学生心中有数，对所学知识的把握可能会更好。在压杆稳定这一章，其基本内容：（1）稳定性概念，细长压杆临界载荷的欧拉公式，杆端不同约束的影响，长度系数，欧拉公式的应用范围。（2）临界应力，经验公式，临界应力总图。（3）压杆的稳定校核，安全系数法。（4）提高稳定性的措施。重点：欧拉公式的应用范围，临界应力的概念，压杆的稳定校核。难点：欧拉公式的应用范围，压杆的稳定校核，安全系数法。
因为不同高校学时的不同，可以在每章交代完基本内容、重点和难点后，给出每个知识点的建议学时，并且注明哪些内容可以根据学时进行选讲，这样教材的可操作性会增强，也更有针对性，适用范围也会更广。
每章最后可以考虑单列一节，对该章主要内容进行归纳总结，尤其是研究思路和方法的总结。对于典型例题可以给出不同的求解方法，并做简单的点评，拓展学生的思路。弯曲内力图的简便画法可以考虑以表格的形式给出，便于学生对照归纳。在材料力学最后可以就不同变形中研究方法的共性问题进行总结和探讨。工程力学课程中的静力学部分以突出对学生进行刚体静力分析能力培养為目标，而材料力学部分以突出对学生进行杆件强度、刚度分析与实际相结合的动手能力培养为目标。为达到目标，每章后面的课外习题应包括概念题、简单证明题、基本运算题和综合分析题。
四、工程力学教材内容的应用性
增加工程实例和应用，不至于让学生感觉是空谈。对于一些公式和定理的证明可以不给出详细的说明，只给出一些关键步骤，可以作为思考题，引导学有余力的学生自主完成。强调画轴力图、剪力图、弯矩图等的规范化，突出其重要性，使学生注重工程的严谨性。在例题中应突出力学模型建立的重要性，我们在教学中经常发现很多学生对力学问题没有任何力学分析，直接就是列数学方程，这种习惯很不好。另外，实验在工程力学中也占据非常重要的地位，它是能力培养的一个重要的教学环节，同时也是能力培养的检验环节，通过实验可以培养学生理论与实际相结合的工程动手分析能力。实验教学在基本实验操作和实验知识培养的基础上，应突出对学生实验动手操作能力的培养和部分综合应用实验手段以及理论分析手段的能力培养。可以考虑将实验单独作为一章，这一章可以由三部分来构成：（1）基础性实验。要求学生掌握基本实验技能、材料基本特性、仪器使用的基本方法，在实验能力培养方面重点解决学生的动手能力。以了解材料的力学性能为知识重点，培养学生掌握使用操作实验设备独立完成实验的能力。（2）综合性实验。在实验能力培养方面重点培养学生的综合能力、将所学理论知识融会贯通的能力以及独立工作的能力。以综合性理论分析与实验分析相结合为知识的重点，培养学生掌握理论与实际相结合的实验分析能力。（3）提高性实验。体现设计型、综合性、研究型实验及与工程实际紧密结合的特点，重点培养学生的综合实验和综合分析能力。以工程实际或模拟工程实际为背景，培养学生综合的工程分析能力。
五、工程力学教材内容的时代性
随着计算机的高速发展，力学在工程中的应用与计算越来越多地借助于计算机。数值模拟在工程中的广泛应用使得力学与工程的结合更为紧密。作为培养应用型人才的工科高校，除了帮助学生掌握基本的理论之外，更为重要的是让学生会用理论指导实践，真正地懂得如何去用，因此可以适当地引入一些数值模拟计算内容及其工程应用，介绍力学在工程应用中的计算手段以及新发展。例如，可以简单介绍ANSYS软件，并以几个实例说明ANSYS的操作步骤和应用，为学生将来在工作中应用奠定初步的基础。这样可以突出学生的工程实践能力培养，不仅使学生掌握了知识体系，而且使学生能够运用ANSYS等工程分析软件解决实际问题。ANSYS等分析软件已经在工程实际中应用的非常广泛，在传授知识点的同时结合工程软件讲解，无论对学生今后就业还是科研都增加了砝码。
六、结语
目前工科高校的工程力学课程培养目标应该是以能力培养为主线，使学生从力学的普遍性理论分析方法发展为对工程复杂性问题的综合理论分析方法。根据以培养应用型人才为目标导向的工科高校的要求，工程力学教材的建设应当做出相应的改革。在编排上应该注重各知识点的衔接，突出工程实例与相关知识点的对应和应用，扩充计算机数值技术在力学中的应用，使学生在掌握知识点的同时，能够应用于具体实例，为学生今后走向工作岗位奠定坚实的基础。
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