模块教学在《工程力学》中的应用

[摘　要]本文从《工程力学》传统教学的状况入手,分析说明了工程力学教学当前的问题及弊端,并引入教学模式及方法变革,结合目前国家高等院校学生的《工程力学》课程的教学实际,提出模块教学在工程力学教学中的应用的必要性和可能性,为改善《工程力学》的教学效果,增加课堂的灵活性,更好地为专业教学怎么写作指出了具体方法.

[关 键 词]工程力学　实用性　模块教学

《工程力学》作为高职院校机械类专业的一门主干专业基础课程,理论及实践性较强,是工科学生的必修的重点课程之一,对学生进行工程设计起着非常重要的作用.工程力学与机械类课程有着密不可分的联系,它是高职学生在机械设计中做好运动分析和力学性能指标的计算中必要的理论基础,在专业基础课和专业课之间起重要的桥梁作用.随着市场竞争的日益激烈,市场需求的不断变化,《工程力学》的地位在职业技术教育中表现得更加突出.

在工程力学的教学中,教师应重视培养学生的学习能力、分析能力、抽象思维能力以及理论联系实际的能力.根据目前高职在校生的知识体系以及基本素质,传统的工程力学课堂已经无法完全适应.为达到更好的学习效果,高职《工程力学》教学模式,面临着方法的创新及教学思路的改革.

随着职业院校对实训技能训练的日益重视,实习教学的比重逐渐增多,理论教学课时逐渐减少.《工程力学》的教学课时被大量压缩,《工程力学》的传统地位被动摇,全国已有部分中职教学已取消《工程力学》课程,高职教师面临着前所未有的紧张和压力,传统教学面临对教学模式及教学方法的改革.

随着先进教学方法的总结与探究,我国职教界总结出相对适合我国国情的“宽基础、活模块”教育模式.所谓“宽基础、活模块”教育模式,就是从以人为本、全面育人的教育理念出发,根据正规全日制职业教育的培养要求,通过模块课程间灵活合理的搭配,首先培养学生宽泛的基础人文素质、基础从业能力,进而培养其合格的专门职业能力.

2001年陈吉庭教授提出改革《工程力学》的结构体系,重组原有理论,发展新理论的基本思想.为进一步改革《工程力学》教学模式奠定了良好的基础.将课程中理论基础相近以及相关的内容总结归纳,进行综合讲授,综合训练.根据学生层次设定训练内容及训练强度,设置理论联系实际的专业模块.如将静力学、材料力学中的相关内容以“物体的平衡”、“平面四杆机构的静力分析”、“杆件的基本变形”、“平面机构中拉压构件的强度和变形计算”等课题作为综合课程的内容之一.

业内人士已经注意到,《工程力学》的基础作用不可缺少,必须正视教学所遇到的问题,找出解决问题的有效途径.尽力以专业学习为方向,了解课程在专业中所占的重要性及知识比重,体现《工程力学》的教学灵活性,以满足各专业的具体需求.

模块化是用来描述公共单元的使用以实现系统的各种变形.它的主要目标就是确定独立的、标准化的或可改变的单元来满足功能的变化.模块化教学在设计中应保持功能要求的独立性.《：工程力学》的教学应满足各专业课程的基本要求.实现要求它能够低起点、低学时、多层次.

在《工程力学》教学中应用模块教学,增加了课程的柔性,教师根据知识需求将课程中的知识点重新组合构建,体现各专业教学的不同点,求同存异,以求改善教学效果.无论任何教学方法及模式,都需要在实践中发现问题并不断完善.《工程力学》课程相对较枯燥难以掌握,特别是各种情况的分析,学生容易混淆.因此教学宜相对稳定的进行.通过固定教学模块及各教学模块的不同组合来满足不同专业,不同层次的不同要求.

教学模块的内容固定不变,但各模块的教学方法,手段可以不断改进提高,在教学中,教师应根据学生情况因材施教,达到教学效果最佳化.例如：

模块功能的独立性使得现代教学的应用变得简单易实现,在经济上具有可行性.但现代教学手段并非适用于所有章节.教师应根据课程的实际需要进行设计.

《工程力学》中的章节划分已经为教学模块的建立提供了基础.目前存在的主要缺陷是上下关系过于严格,同位并列关系太少,使《工程力学》的教学缺乏可重构性.所谓上下关系是指体系中存在功能上的目的与手段的关系,目的功能称为上位功能,手段功能称为下位功能.上位功能与下位功能都是相对的,一个功能对它的上位功能来说是手段,对它的下位功能来说是目的.并列关系是指体系中,上位功能之后往往有几个并列的功能存在,这些并列的功能又可能各自成为子体系,构成一个功能范围.对《工程力学》各功能进行分级,分类等细分后,增加各部分间的相容性,实现教学模块化便具有了可能性.

1.块划分方法

教学模块可分为基本模块、扩展模块、辅助模块和特殊模块.基本模块就是实现基本功能的模块,它是教学模块的根本.由系列化的基本模块组成的平台是其它模块的功能能够实现的基础.即扩展模块、辅助模块和特殊模块通过与基本模块镶嵌后为各专业所用.辅助模块对应的是辅助功能,它是用于与基本模块相连接来创造各种变型产品.扩展模块解决的是基本功能涉及不到或不可预知的约束问题.特殊模块指的是实现特殊专业要求的特定功能的模块,他是专门设计的模块.由此可见,确定基本模块是实现教学模块化的首要任务.

基本模块可以通过多层次的分级而分散为若干系列的子模块,各子模块还可以有自己的子模块.

各模块间的连接

模块是通过与其它不同模块进行组合来实现功能的变化的,这就是需要接口标准化.对于教学模块来说需要各模块包含的教学内容具有兼容性.具体地为：上下关系应注意目的与手段的响应及连接惯性；并列关系则必须坚持连接的一致性.能否成功地解决好接口是《工程力学》教学模块化成败的关键.力的效果、基本运动、平衡原理、动力学基本方程、能量原理大都可以作为接口的连接方式.

基本模块应尽量浅显.简单、易学、实用是现代教育特别是现代技术教育的客观要求.基本模块的繁琐、深奥是与时代要求相背离的行为,所以基本模块必须是《工程力学》中最基本的、必要的内容,应尽量浅显.

《工程力学》作为工科各专业的技术基础课的地位作用其自身体系的“庞大’而不被某些专业的教学所接受.增加《工程力学》教学的柔软性是时代的要求.利用模块组合的灵活性,可以使原已成熟的教学,比较容易地满足不同专业的要求.实行教学模块化是必要的也是可行的,但必须解决好模块划分方法、模块之间的连接及基本模块的浅显等方面的问题.