原创《机械类《工程力学》教学改革》
本文是关于教学改革方面学年毕业论文范文跟《工程力学》和教学改革和机械类方面专科开题报告范文。
吴入军
（上海电机学院机械学院 上海 201306）
摘 要：《工程力学》具有理论性强、概念多、结构严谨等特点的理论体系,在机械工程领域具有广泛的应用,同时还是机械原理、机械设计、机械系统设计等众多课程的基础学科.为了响应国家培养应用型技术人才的战略需求,培养学生具有解决复杂工程问题的能力,采用理论与工程实践相结合,增加实际工程问题的引导、课程训练以及CAE有限元技术的学习,增强学生解决实际工程问题的能力,掌握CAE有限元技术,达到培养应用型技术人才的教学目的.
关键词：工程力学、应用型、课程改革、CAE有限元技术
中文分类号：TB12,G420文献标识码：A
Study on Teaching Reform of Engineering Mechanics for Mechanical Engineering
Wu Rujun
《工程力学》的主要内容包括理论力学中的静力学部分和材料力学,它是主要研究等截面杆件类构件的受力平衡、强度、刚度和稳定性问题的一门学科,是机械类本科生一门重要的专业基础课,这门课与机械原理、机械设计、机械系统设计、机械振动等多门学科有密切关系,是机械类本科毕业生必须掌握的一门课程.为响应国家提出的建设应用型本科高校的目标,要求学生不仅仅要掌握工程力学的基本理论知识,还要具备能够利用工程力学相关知识解决复杂工程的力学问题的能力,达到理论与实践相结合,全面提高学生的综合素质,达到应用型本科高校的教学要求.但是,现有的教学理念、教学大纲以及教学方式还是沿用传统的灌鸭式、注入式,过于注重“老师讲、学生听”,同时传统的教学方式过于强调课程自身的系统性,与实际工程之间的联系严重不足.这种“重理论、轻应用”的教学理念并不适用现如今提倡的应用型本科人才的培养,应用性本科高校的建设,难以达到卓越工程师的培养目标.
现如今,大学教育逐渐普及、大学入学率逐年提高,学生的整体质量的下滑已经是不争的事实,而随着教育教学改革的推进,大学教育逐渐由培养科研型技术人才向培养应用型技术人才转变,以解决实际复杂工程问题为导向,培养应用技术型人才为目标.现在国家正在推行的卓越工程师认证就明确提出：教学目标是来源的企业需求和学校定位,对毕业生要求就有一项是“毕业生具有解决复杂工程问题的能力”.但是该课程课时是80课时,却包含了理论力学静力学内容和材料理论两部分内容,教学任务重、教学难度大,并且现有的教学体系并不适应新的教学目标,要按照传统的教学方式,在有限的时间内难以掌握这门理论严谨,且实用性强的学科,更不可能达到培养应用型技术人才的目标、具备解决复杂工程问题的能力,为了培养应用型技术人才,达到卓越工程师认证的要求必须对现有的教学内容和教学方法进行改革.
1.优化教学内容、增加实际工程问题
在机械类应用型本科人才培养方案中,工程力学占据着非常重要的位置,这门课程理论性强、结构严谨,研究内容从刚体到变形体；从刚度、强度到结构稳定性以及疲劳破坏等诸多内容,对于高等数学和大学物理基础不是很好的同学难以理解工程力学中的大量概念和公式,难以掌握工程力学严密的理论体系.而应用型技术人才的建设更加注重知识的实际运用,注重将理论知识应用于解决实际复杂工程问题,而不是过度局限于理论体系本身.根据应用型人才培养目标和学校定位,对工程力学课程内容进行重新选定、优化教学内容.适当简化理论公式的推导过程、减少单纯的力学公式运用的习题讲解,增加联系实际工程的教学内容,引入实际工程问题,特别是复杂工程问题,引导学生利用所学的知识去简化、分析和解决实际工程问题,激发学生内在动力,加深对所学知识的运用,提高解决实际问题的能力.
2、加强课程训练、培养学生解决复杂工程问题的能力
为了能够形成一套完整的教学体系,真正形成理论联系实际,让学生真正具备解决复杂工程问题的能力,可适当减少课后的作业量和过多的理论推导,而是由老师提供或者学生自选的方式选择一些来源于实际工程的复杂工作问题,来训练学生查阅相关资料文献、锻炼学生利用所学到的知识解决复杂工程问题的能力.授课老师可以在自己的科研过程中遇到的一些工程力学问题作为课程训练提供给学生,同学们分成几个小组,每个小组的成员分工明确、共同完成,并形成一份完整的课程报告,并做一份PPT进行课堂讲解,全班同学对论文报告和PPT中的内容进行讨论,指出其中的错误、不足之处或者不同的解决方案,最终达到全班同学人人参与、人人掌握的目的.通过课程训练的方式,可以充分调动学生学习的主动性,锻炼学生查阅资料、研究工程问题,并最终形成解决复杂工程问题的能力.
3.增加CAE有限元技术教学
随着科学技术日新月异的发展,以ANSYS、ABAQUS等大型软件为代表的CAE有限元技术逐渐发展并成熟起来.现如今,很多的工程类企业都已经引进CAE有限元技术进行辅助分析和设计,该项技术已经成为解决复杂工程问题过程中必不可少的一项分析技术.由于现有的本科专业设置中并没有专门的CAE有限元专业,该类人才面临短缺的现象,为了满足企业需求,在工程力学教学过程中,引入CAE有限元术,将该技术融入到工程力学教学过程中,利用该技术对工程力学中的受力平衡、拉压、扭、弯以及稳定性问题进行模拟分析,同时也可以验证工程力学理论计算的正确性,将数值模拟的计算结果和工程力学理论计算结果进行对比,比较两者之间的误差,并进行误差分析,以期达到学生掌握CAE有限元技术和工程力学的目的,并满足企业对CAE有限元技术人才的需求,同时提高学生解决实际复杂工程问题的能力.
4.考核形式多样化
传统的考核方式由考试成绩、平时成绩和实验成绩三部分组成,分别占60%、20%和20%,这种考核完成并不适用于对应用型技术人才的考核,不能够考查出学生解决实际工程问题的能力.针对“应用型技术人才”的培养目标以及卓越工程师认证对毕业生具有解决复杂工程问题能力的要求,改革工程力学考核形式,考核改革主要由以下几部分组成,一是考试内容的改革,将考试成绩的比例降为50%,考试内容从单纯的理论知识的考核,转变为主要考核学生利用所学知识解决工程问题的能力；二是将CAE有限元技术作为一项新的考核指标,以引导学生积极参与到利用CAE有限元技术解决实际工程问题中,该项成绩的比例为20%；三是平时成绩的改革,以考勤+作业为主转变为主要考察学生的积极参与到课程训练为主、考勤+作业为辅的考核形式,该项占总成绩的20%；四是实验部分仍然占10%.通过工程力学考核多样化改革,引导学生重视工程力学课程训练和CAE有限元技术的学习,以达到提高学生解决复杂工程问题的能力的目的.
应用型本科高校工科专业的建设,需要以企业需求和学校定位为导向,以培养应用型技术人才为目标,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,达到具备解决复杂工程问题的能力的要求.
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作者简介：
吴入军,男、山东德州、上海电机学院、博士、讲师,研究方向：数值模拟以及光纤传感技术.
教学改革论文参考资料：
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