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【摘要】针对西南石油大学40学时工程力学课程的教学内容、课程体系的现状进行了研究，提出了教改后的工程力学课程体系的教学内容及学时分配，并结合西南石油大学勘查技术与工程2018级工程力学课程的教学实践，尝试了翻转课堂教学手段的应用，提出了适合普通院校学生特点的工程力学教学内容和课程体系建设的思路。
【关键词】工程力学 教学内容 课程体系 翻转课堂
【中图分类号】TB12-4;G642.0【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）22-0121-02
一、引言
多学时工程力学课程与40学时工程力学课程不仅仅是学时上的差异，专业、讲授对象、课程要求完全不同。既要考虑课程的完整性，讲授静力学基础、拉压、弯曲与扭转这些基本内容;还要考虑专业的特殊要求，讲授应力状态与强度理论。第一次讲授40学时工程力学课程可以说是一次挑战，也是一次教学改革的契机。加之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，从整个教学过程中得到了有益的启迪，为工程力学课程体系改革与精品在线开放课程建设积累了经验。
二、40学时工程力学课程教学现状
40学时工程力学课程通常归入少学时类，根据近年来教学实践反馈情况来看，大多数工科院校对工程力学的教学改革的思路，基本上是在引入现代教学技术手段的基础上，大量削减教学学时，但由于全国力学教学指导委员会对工程力学教学的基本要求并没有降低，故少学时工程力学的教学大纲相较于中多学时工程力学教学大纲的教学基本内容没变，这就导致了教学中对教学内容的安排非常困难。从目前的实际情况来看 ，大多数高校对少学时工程力学课程教学除了采用多媒体外，就是删减教学内容，教学中也是基本上与中多学时选用相同的教材。通过多年的教学实践发现，对于少学时专业学生来说，由于工程力学并非其专业主干课程 ，不能够引起足够的重视，故其学习主动性和积极性较差 ，最终导致教学效果并不理想。学生普遍反映课程太难，教学时间太短，专业教研室也对教学效果也不太满意，这就迫切要求对少学时的工程力学课程体系进行改革。
三、40学时工程力学课程体系建设
由于我校勘查技术与工程专业进行专业改革，第一次增设40学时工程力学课程，这对于力学教研室来讲就是一个新的挑战。其课程体系需要重修建立，而教学工作暑假后就要展开，所以确定教学内容、分配学时、编写教学大纲的任务就变得非常迫切。
由于时间紧、任务重，在教材的选择上暂时采用我校编著的《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，在考虑专业特点后，编写了40学时工程力学课程的教学大纲，其教学内容和学时分配见表1。
该教学方案就是在借鉴了我校工程力学改革成果[2-3]、的基础上提出来的，该教学内容及学时分配方案中，静力学加绪论14学时，静力学基础包含力的概念、力矩的概念、主矢与主矩的概念、力系等效定理和平衡力系定理、力偶的概念、约束与约束力及物体的受力分析，其中约束与约束力及物体的受力分析一共3个学时，其余部分5个学时;力系简化只介绍力系简化的理论及应用，而平行力系的中心、重心和形心将在例题中简单介绍，这一部分1个学时;静力学平衡问题包含平衡的基本概念、平衡条件、平衡方程、平面问题平衡方程的应用，这一部分3个学时。
材料力学部分共26学时。其基本思想是向学生介绍材料力学的基本概念以及基本变形，再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2个学时;轴向拉伸与压缩5个学时;扭转3个学时;弯曲内力3个学时;弯曲应力及弯曲强度3个学时;弯曲变形2个学时;应力状态分析和强度理论8个学时。整个方案没有安排实验，和专业教研室的老师沟通后他们是满意的，满足了该专业对力学基础知识的要求。
四、40学时工程力学课程体系建设的实践
调整后的教学内容及学时分配表在具体的教学实践中，碰到的最大的问题是学时比较紧张，因为在教学中肯定会碰上节假日，同时还必须有复习总结时间，在我校勘查技术与工程专业2018级的教学实践中，由于假期及运动会的冲击，弯曲变形部分不得不安排学生自学，并多次补课，这样才勉强完成教学任务。回头来看，在教学实践中还有很多值得总结、值得反思的地方，下面就其中的一些问题谈一谈体会。
14学时一般能够完成静力学加绪论的教学，但静力学平衡问题中桁架以及考虑摩擦的平衡问题就没有时间介绍，空间问题的平衡也只能简单介绍;另外，力系简化只介绍力系简化的理论及应用，不能作进一步的分析讨论，而平行力系的中心、重心和形心也只能在例题中简单提及，这样才能为静力学基础中的基本概念和受力分析留下足够的时间。
材料力学中弯曲内力部分3个学时，只介绍利用函数作图法作内力图，利用微分关系作内力图只能舍去;学时相对紧张的是弯曲应力及弯曲强度部分，3个学时只能重点介绍正应力及其强度条件，关于切应力及其强度条件只作简单介绍，而提高弯曲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同样只能让学生自学;应力状态分析和强度理论部分，由于专业课程的需要，跟专业教研室沟通后安排8个学时，这部分内容是材料力学中最难的部分，希望增加学时能使学生更好地理解应力状态的基本概念及强度理论。至于组合变形、压杆稳定部分在教学大纲里没有安排，就只能忍痛割爱了。
由于第一次讲授40学时的工程力学课程，时间紧（9周完成40学时）、任务重（两个教学班，而且两个教学班的学习水平参差不齐），不得不在教学实践中采取了一些新的办法与措施，比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，其本质就是把传统的课前老師备课、上课教师讲解、下课学生做题的模式翻转过来。课前， 学生通过网络平台提供的多种教学资源完成知识点的学习;而在课堂上，师生则通过开展各种形式的讨论、交流与探索活动，解决学生自学所无法理解的问题。这种创新的课堂教学模式核心思想是提高学生的学习能力和主动学习性，让学生成为教学活动的主体[4]-[5]。 由于是第一次采用翻转课堂教学模式，在我校40学时工程力学教学过程中只在弯曲内力这一章尝试了翻转课堂教学模式。
1.准备翻转教学资源
首先制定了弯曲内力这一章的翻转教学的目标、课前学习任务单，录制了弯曲内力的5集微课视频，并将课件、自学测试题和微课视频上传到工程力学课程网站，以方便学生自学。
2.翻轉课堂的课前教学活动
布置课前学习任务，发放该章课前学习任务单;学生课前自学并自学反馈。教师依据学生的自学情况， 设计第二天的翻转课堂活动，并准备相应的教学资料。
3.翻转课堂的课堂教学活动
首先让部分学生讲授部分知识点;针对学生自学反馈和学生讲授中的问题， 教师精讲弯曲内力的重难点，并讲解学生反馈的问题。
4.课后总结
通过学生反馈的问题和教学实践，发现翻转课堂教学模式效果明显，学生的学习积极性明显提高，对教学内容的掌握显著增加，对教师的教学业务水平的提高非常明显，但教师的付出也明显增加，如何处理好教学与科研之间的时间分配值得思考。
五、40学时工程力学课程体系建设的思考
完成了40学时的工程力学课程教学工作，回过头来发现在整个40学时工程力学课程教学工作中以及课程体系中还存在一些问题，值得好好的思考。
1.补充实验教学
整个教学计划中没有安排教学实验，直接原因是学时少任务重，但这和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差异。这个在将来的教学计划修订时要有所调整，既满足要求，同时也要完成所有的教学任务。
2.完善教材
本次40学时工程力学课程教学采用的是中多学时的《工程力学》[1]教材，教材中有较多内容都没有介绍，显然需要选用或者编著一本学时和内容与教学计划相匹配的教材。
3.大力推广翻转课堂教学模式
本次只是在弯曲内力一章中尝试了翻转课堂教学模式，取得了一定的效果，还需要继续完善翻转课堂教学模式，并将其进一步推广、应用，找出一条适合我校40学时的工程力学课程教学的翻转课堂教学模式。
4.推广完善多媒体教学方式
多媒体教学已经成为一种教学发展的必然趋势，有传统教学无法超越的优点。如何把握好多媒体教学方式的利弊，既能传授更多的知识，教学重点突出，又可以引导学生积极思考，提高教学质量。
当然这些只是在勘查技术与工程专业2018级的40学时工程力学教学过程中的一些体会与思考，不同的教师对教材的理解不同，讲授过程肯定存在差异，对翻转课堂教学模式的应用也会不一样。希望通过教学体系的建设与实践，使我校40 学时工程力学教学工作更上一个台阶，使我校非机械类、非土建类专业工程力学课程体系教学改革顺利完成，为其它兄弟院校的教学改革提供一定的参考。
参考文献：
[1]陶春达、黄云主编. 《工程力学》[M]，科学出版社，2011.
[2]陶春达、黄云、林鸿志. 64学时工程力学课程体系建设与实践，西南交通大学学报，2011（12）：15-17.
[3]陶春达. 静力学力学课程体系建设与实践，西南交通大学学报，2009（10）： 66-68.
[4]杨菊，庄英. 翻转课堂模式在工程力学教学中的应用，新课程研究，2015（6）：96-98.
[5]王剑钊，马俊. 基于“互联网+”的计算机公共翻转课堂教学模式研究，黑龙江教育（理论与实践），2019（11）：76-78.
作者简介：
陶春达（1964-），男，四川渠县人，硕士，教授，主要从事工程力学的教学与科研工作，研究方向为固体力学。
【关键词】工程力学 教学内容 课程体系 翻转课堂
【中图分类号】TB12-4;G642.0【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）22-0121-02
一、引言
多学时工程力学课程与40学时工程力学课程不仅仅是学时上的差异，专业、讲授对象、课程要求完全不同。既要考虑课程的完整性，讲授静力学基础、拉压、弯曲与扭转这些基本内容;还要考虑专业的特殊要求，讲授应力状态与强度理论。第一次讲授40学时工程力学课程可以说是一次挑战，也是一次教学改革的契机。加之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，从整个教学过程中得到了有益的启迪，为工程力学课程体系改革与精品在线开放课程建设积累了经验。
二、40学时工程力学课程教学现状
40学时工程力学课程通常归入少学时类，根据近年来教学实践反馈情况来看，大多数工科院校对工程力学的教学改革的思路，基本上是在引入现代教学技术手段的基础上，大量削减教学学时，但由于全国力学教学指导委员会对工程力学教学的基本要求并没有降低，故少学时工程力学的教学大纲相较于中多学时工程力学教学大纲的教学基本内容没变，这就导致了教学中对教学内容的安排非常困难。从目前的实际情况来看 ，大多数高校对少学时工程力学课程教学除了采用多媒体外，就是删减教学内容，教学中也是基本上与中多学时选用相同的教材。通过多年的教学实践发现，对于少学时专业学生来说，由于工程力学并非其专业主干课程 ，不能够引起足够的重视，故其学习主动性和积极性较差 ，最终导致教学效果并不理想。学生普遍反映课程太难，教学时间太短，专业教研室也对教学效果也不太满意，这就迫切要求对少学时的工程力学课程体系进行改革。
三、40学时工程力学课程体系建设
由于我校勘查技术与工程专业进行专业改革，第一次增设40学时工程力学课程，这对于力学教研室来讲就是一个新的挑战。其课程体系需要重修建立，而教学工作暑假后就要展开，所以确定教学内容、分配学时、编写教学大纲的任务就变得非常迫切。
由于时间紧、任务重，在教材的选择上暂时采用我校编著的《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，在考虑专业特点后，编写了40学时工程力学课程的教学大纲，其教学内容和学时分配见表1。
该教学方案就是在借鉴了我校工程力学改革成果[2-3]、的基础上提出来的，该教学内容及学时分配方案中，静力学加绪论14学时，静力学基础包含力的概念、力矩的概念、主矢与主矩的概念、力系等效定理和平衡力系定理、力偶的概念、约束与约束力及物体的受力分析，其中约束与约束力及物体的受力分析一共3个学时，其余部分5个学时;力系简化只介绍力系简化的理论及应用，而平行力系的中心、重心和形心将在例题中简单介绍，这一部分1个学时;静力学平衡问题包含平衡的基本概念、平衡条件、平衡方程、平面问题平衡方程的应用，这一部分3个学时。
材料力学部分共26学时。其基本思想是向学生介绍材料力学的基本概念以及基本变形，再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2个学时;轴向拉伸与压缩5个学时;扭转3个学时;弯曲内力3个学时;弯曲应力及弯曲强度3个学时;弯曲变形2个学时;应力状态分析和强度理论8个学时。整个方案没有安排实验，和专业教研室的老师沟通后他们是满意的，满足了该专业对力学基础知识的要求。
四、40学时工程力学课程体系建设的实践
调整后的教学内容及学时分配表在具体的教学实践中，碰到的最大的问题是学时比较紧张，因为在教学中肯定会碰上节假日，同时还必须有复习总结时间，在我校勘查技术与工程专业2018级的教学实践中，由于假期及运动会的冲击，弯曲变形部分不得不安排学生自学，并多次补课，这样才勉强完成教学任务。回头来看，在教学实践中还有很多值得总结、值得反思的地方，下面就其中的一些问题谈一谈体会。
14学时一般能够完成静力学加绪论的教学，但静力学平衡问题中桁架以及考虑摩擦的平衡问题就没有时间介绍，空间问题的平衡也只能简单介绍;另外，力系简化只介绍力系简化的理论及应用，不能作进一步的分析讨论，而平行力系的中心、重心和形心也只能在例题中简单提及，这样才能为静力学基础中的基本概念和受力分析留下足够的时间。
材料力学中弯曲内力部分3个学时，只介绍利用函数作图法作内力图，利用微分关系作内力图只能舍去;学时相对紧张的是弯曲应力及弯曲强度部分，3个学时只能重点介绍正应力及其强度条件，关于切应力及其强度条件只作简单介绍，而提高弯曲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同样只能让学生自学;应力状态分析和强度理论部分，由于专业课程的需要，跟专业教研室沟通后安排8个学时，这部分内容是材料力学中最难的部分，希望增加学时能使学生更好地理解应力状态的基本概念及强度理论。至于组合变形、压杆稳定部分在教学大纲里没有安排，就只能忍痛割爱了。
由于第一次讲授40学时的工程力学课程，时间紧（9周完成40学时）、任务重（两个教学班，而且两个教学班的学习水平参差不齐），不得不在教学实践中采取了一些新的办法与措施，比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，其本质就是把传统的课前老師备课、上课教师讲解、下课学生做题的模式翻转过来。课前， 学生通过网络平台提供的多种教学资源完成知识点的学习;而在课堂上，师生则通过开展各种形式的讨论、交流与探索活动，解决学生自学所无法理解的问题。这种创新的课堂教学模式核心思想是提高学生的学习能力和主动学习性，让学生成为教学活动的主体[4]-[5]。 由于是第一次采用翻转课堂教学模式，在我校40学时工程力学教学过程中只在弯曲内力这一章尝试了翻转课堂教学模式。
1.准备翻转教学资源
首先制定了弯曲内力这一章的翻转教学的目标、课前学习任务单，录制了弯曲内力的5集微课视频，并将课件、自学测试题和微课视频上传到工程力学课程网站，以方便学生自学。
2.翻轉课堂的课前教学活动
布置课前学习任务，发放该章课前学习任务单;学生课前自学并自学反馈。教师依据学生的自学情况， 设计第二天的翻转课堂活动，并准备相应的教学资料。
3.翻转课堂的课堂教学活动
首先让部分学生讲授部分知识点;针对学生自学反馈和学生讲授中的问题， 教师精讲弯曲内力的重难点，并讲解学生反馈的问题。
4.课后总结
通过学生反馈的问题和教学实践，发现翻转课堂教学模式效果明显，学生的学习积极性明显提高，对教学内容的掌握显著增加，对教师的教学业务水平的提高非常明显，但教师的付出也明显增加，如何处理好教学与科研之间的时间分配值得思考。
五、40学时工程力学课程体系建设的思考
完成了40学时的工程力学课程教学工作，回过头来发现在整个40学时工程力学课程教学工作中以及课程体系中还存在一些问题，值得好好的思考。
1.补充实验教学
整个教学计划中没有安排教学实验，直接原因是学时少任务重，但这和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差异。这个在将来的教学计划修订时要有所调整，既满足要求，同时也要完成所有的教学任务。
2.完善教材
本次40学时工程力学课程教学采用的是中多学时的《工程力学》[1]教材，教材中有较多内容都没有介绍，显然需要选用或者编著一本学时和内容与教学计划相匹配的教材。
3.大力推广翻转课堂教学模式
本次只是在弯曲内力一章中尝试了翻转课堂教学模式，取得了一定的效果，还需要继续完善翻转课堂教学模式，并将其进一步推广、应用，找出一条适合我校40学时的工程力学课程教学的翻转课堂教学模式。
4.推广完善多媒体教学方式
多媒体教学已经成为一种教学发展的必然趋势，有传统教学无法超越的优点。如何把握好多媒体教学方式的利弊，既能传授更多的知识，教学重点突出，又可以引导学生积极思考，提高教学质量。
当然这些只是在勘查技术与工程专业2018级的40学时工程力学教学过程中的一些体会与思考，不同的教师对教材的理解不同，讲授过程肯定存在差异，对翻转课堂教学模式的应用也会不一样。希望通过教学体系的建设与实践，使我校40 学时工程力学教学工作更上一个台阶，使我校非机械类、非土建类专业工程力学课程体系教学改革顺利完成，为其它兄弟院校的教学改革提供一定的参考。
参考文献：
[1]陶春达、黄云主编. 《工程力学》[M]，科学出版社，2011.
[2]陶春达、黄云、林鸿志. 64学时工程力学课程体系建设与实践，西南交通大学学报，2011（12）：15-17.
[3]陶春达. 静力学力学课程体系建设与实践，西南交通大学学报，2009（10）： 66-68.
[4]杨菊，庄英. 翻转课堂模式在工程力学教学中的应用，新课程研究，2015（6）：96-98.
[5]王剑钊，马俊. 基于“互联网+”的计算机公共翻转课堂教学模式研究，黑龙江教育（理论与实践），2019（11）：76-78.
作者简介：
陶春达（1964-），男，四川渠县人，硕士，教授，主要从事工程力学的教学与科研工作，研究方向为固体力学。