时间:2023-12-13 15:06:18
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【关键词】:园林工程;施工项目管理;科学方法;研究
中图分类号:K928.73 文献标识码:A 文章编号:
社会经济的迅猛发展,促进了园林工程建设的快速发展,同时,科学技术的发展,使得园林工程的施工技术越来越复杂化、多样化。在这样的时代背景之下,只有采用科学方法对园林工程的施工项目进行管理,才能跟得上时代的发展步伐,促进园林工程的向前发展,并且促进施工企业经济效益的发展。因此,在对园林工程进行施工项目进行管理时,采取科学的方法显得至关重要。
一.施工项目成本的科学管理方法
在对园林工程进行施工项目的科学管理时,很重要的一点就是对工程造价进行相应的控制,也就是对项目进行成本控制。所谓的成本控制,一般是指项目成本在形成的过程中,也就是工程在生产经营时,要消耗一定的物资、能力、费用等各方面的资源,在这些资源消耗的过程中,要进行一定的监督、调节、指导及限制,使施工的费用、成本得到相应的降低,进一步控制成本的支出。
1.使施工项目的成本得到有效降低的策略
园林工程在施工的过程中,要对施工成本进行相应控制,因此,工程在施工时,要尽量
节约成本的支出,严格控制项目施工的成本。具体可以从以下几方面进行落实。
1.1对图纸进行严格会审
园林工程在施工的过程中,施工企业要做的就是根据设计图纸进行施工,不过,由于设计图纸是根据工程所在地的自然地理情况以及甲方的要求进行相关设计的,设计人员在进行设计时,不可避免地会融入自身的主观思想,很多时候不能站在施工单位的立场进行设计,因此,施工单位应该对图纸进行认真会审,做到既能满足甲方的要求,又能保证工程的质量的前提条件下,根据自身的需要提出修改意见,并且征求业主和设计单位的同意的情况下,对设计图纸进行相应的更改,使设计图纸更加完善。
1.2制定出科学的施工方案
这里所说的施工方案,包含有四个方面的内容:首先,要确定好施工方法;然后,要对施工所采用的机械设备进行选择;第三,要安排好施工顺序;第四,做好流水施工组织。园林工程在进行施工时,所准备的施工方案不同,施工工期也就不同,同时,所采取的机械设备不同,工程所产生的费用也会出现差异,因此,对施工方案的选择至关重要,将对施工成本产生直接的影响。
1.3加快施工进度,控制材料的成本
园林工程施工时,很多项目的成本费用是按照时间来计算的,例如办公费用,工人的工资、水电费、设施费、租赁费、施工机械费等等,因此,加快工程的施工进度,使施工工期进行缩短,就会使项目的成本得到有效降低。除此之外,还要控制材料成本的支出。在进行园林工程施工时,材料成本占到总成本的70%以上,而且,材料成本有很大的节约潜力,园林工程在施工时,如果在机械费或者人工费上出现的亏损,通常情况下都要依靠材料成本的节约来进行弥补,因此,降低项目成本的重点在于对材料成本进行控制,在对材料进行采购时,要做到货比三家,通过市场价格的对比,选择价廉物优的材料进行采购,把材料的成本控制到最低。
1.4制定技术组织措施,控制工程的返工率
园林工程在进行施工时,可以采取先进的技术进行施工,使工程项目成本得到有效降低。工程在施工之前,首先要根据实际情况制定技术组织措施,把成本降低的计划列入其中。同时,还要加强对工程施工质量的管理,减少工程的返工率,对工程的质量成本进行相应的控制。除了要降低工程的返工、停工的损失之外,还要健全材料验收的相关制度,控制对劣质材料的采购,减少材料成本的支出。同时,施工人员还要严格掌握定额标准,既要保证工程的质量可靠,又要使材料和人工的消耗不要超过定额水平。
1.5加强机械的使用率
在制定工程机械设备租赁计划时,可以对市场进行调查,租赁社会闲置的一些机械设备,使机械的台班价格得到有效降低;园林工程在施工时,要减少施工过程中所需要消耗的机械台班的用量,科学安排合理的施工组织,使工程的机械设备的完好率、利用率得到提高;机械设备在运行过程中,要定期进行保修、维修,降低大修费用的支出,要按照相关的规范操作机械设备,避免不正当的使用机械设备所造成的损失。
2.进行全过程的项目成本的控制
2.1建立、健全相关的成本控制制度
首先,要建立、健全相关的成本控制制度,进一步稳定项目的管理制度,在工程项目进行时采取经理竞争上岗、项目负责的制度,并使这些制度严格进行并贯彻落实,避免不科学、不健全的成本控制制度,使工程的决策出现错误、对工程质量产生影响,造成成本支出所增加的成本支出的现象的发生。
2.2改变传统的管理体制
园林工程在施工过程中,以往都是采用体制成本制度来进行施工,由于体制成本存在管理体制落后,不适应市场管理体制的发展要求,不符合项目的管理制度,不符合施工过程中所要遵循的法则等方面的缺点,并且在施工时层次过多,队伍过于庞大,而且机构容易重叠,在施工时人员过于臃肿,造成了项目成本费用的增加,因此,有必要改变以往的施工管理体制,建立、健全企业内部劳务、人才、材料、设备等方面的项目建设,促进园林工程项目的科学管理。
2.3提高施工人员的素质水平
施工人员的素质水平将会产生素质成本,而素质成本是指在施工的过程中,由于施工人员素质水平较低,造成了决策上的失误,使施工管理失去控制,施工效率低下,从而增加了施工的项目成本。为了避免素质成本无形之中的增加,首先,项目管理人员要具备良好的思想政治素质,要具备领导和管理的素质水平和业务水平,并且要有高度的责任感和事业心,在强大的市场竞争面前能够进一步提高竞争意识,带领好施工人员的队伍。而要做到这点,施工企业要定期对管理人员进行相关培训,可以采取各种措施对管理人员进行相关培训,使他们具有强硬的技术措施,有较高的业务水平,对工程能够进行科学的施工管理。除此之外,要定期对施工操作人员进行业务培训,使施工人员能够按照相关规范进行操作,减少由于自身素质不过关所造成的损失,把工程的施工项目成本的支出降到最低。
二.园林工程质量与效果的把控
一般来说,园林工程施工项目都是由几个分部工程组成的,而各个分部工程又是由一道道工序进行完成的,因此,要使园林工程的施工质量得到保证,就要严格控制好每道工序的施工。当完成一道工序时,要先进行检查,当检查合格之后,再接着进行下一道工序,如果上道工序不符合要求,下道工序就不能进行。因此,在对园林工程进行施工时,场地整理要严格按照规范来进行,对于种植穴的大小,严格按照规定来进行,并按照行业的规范对苗木进行种植。对于较为隐蔽的工程,例如亭子、园路、花架、廊等,要把好验收关,有存在质量隐患的,要以书面的形式进行通知,并要求其进行整改。同时,还要考虑到外形效果,例如拐角的弧度要求要自然平整,园路的曲线要优美等,当园路做好之后,要采用小捶轻轻地敲打基层和面层的粘结度,保证路面的牢固,不会出现空鼓现象。在施工过程中,要严格把好质量关,坚持质量第一的原则,要求各级质量自检人员要进行定岗、定点的质量检查、管理工作,把对园林工程的质量管理落实到整个施工过程中,并采取相关的防范措施,尽量消除质量隐患,保证工程能够一次合格。特别对于苗木的栽培以及养护,更要严格把好质量关,避免出现苗木死亡的现象,使工程的施工成本得到降低。除此之外,园林工程施工项目竣工之后,要加强对其进行养护管理,如果后期的养护不到位,浇水不够及时,会造成树木的成活率低下;并且要进行及时的除草,保证树木的支架要牢靠,对树木进行及时打药、治虫等,避免由于病虫害导致质量问题的发生,从而保证园林工程的质量。
三.结束语:
根据以上所进行的分析可以看出,科学技术的快速发展,对园林项目的施工提出了更高要求,因此,作为园林工程项目的施工企业,对园林的施工项目要采取科学的方法进行管理,使园林工程施工能够科学进行,进一步减少项目成本的支出,提高工程的施工质量,使施工企业获得最高的经济效益。
【参考文献】:
[1]苏杰科.分析园林施工项目管理的措施[J].建材与装饰,2008,(6).
[关键词]流体力学 板书教学 多媒体教学 教学方法
[中图分类号] TB126 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)012-0052-02
随着计算机技术的发展,越来越多课程的板书教学被多媒体教学取代。流体力学作为机械、土木、能源、采矿等专业的基础课程,主要是研究包括液体和气体在内的流体在静止和运动时的力学规律及其与固体壁面间的相互作用力的一门科学。流体力学的研究方法与理论力学、材料力学、弹性力学等有所不同,其主要反映在用场论的观点处理力学问题上。
流体力学中介绍了拉格朗日和欧拉法之间的区别,我们原来都是用的拉格朗日法来解决问题,即对物体的某个质点属性进行研究。而由于流体力学中的研究对象流体具有易流动性,因此某个质点的研究就不能代表整个流体,此时我们引入了欧拉法,即将物理参数(速度、压强、动量等)通过空间点的属性来进行研究,这是在学习中容易造成混乱的一个地方。此外,流体力学在研究不同问题时分别都做了各种假设条件。例如,N-S方程,到目前为止还没有一般解的存在,那么在对N-S方程求解时,就必须做一些假设来简化该方程使其求解,这也是不太容易理解的一个地方。
流体力学被认为是高等数学在工程力学中的应用。因此,要想学好流体力学,首先要有扎实的高等数学、工程力学及大学物理的基础。流体力学还有许多抽象的概念,如什么是黏性,在流体中体现在什么方面,黏性随温度、压力变化的关系等都需要教师去认真细致地讲解。所以学习流体力学首先要改变观念,要有比较强的建立物理模型和数学模型的能力,这样才能学好这门课。那么如何教授这门课、将复杂的数学问题转化为容易理解的物理概念,并让学生理解且记住,这就是教学方法的问题了。
一、板书教学方法
我们知道传统的教学方法就是板书加讲解,有的时候会用到一些教具,但这些都是静态的,对于一些抽象的难理解的概念很难表达清楚。流体力学这门课程具有理论性强、概念抽象等特点,传统的板书教学方法只能口述进行概念讲解,学生看不到实物,即使和实验课相结合,有部分概念还是无法表达清楚。而且除了概念以外,该课程还有大量的方程推导,很多的文字说明、画图等需要大量的板书,每次课几乎都是在不停地写、不停地擦,不仅教师感到筋疲力尽,学生也难以理解,因此很多教师和学生都反应流体力学是很枯燥无味的一门课,但是很重要,不得不硬着头皮去学。
二、多媒体教学方法
多媒体教学作为一种全新的教学方式,现在被越来越多地使用。但现在绝大多数的课程都是在幻灯片中放上讲课的内容,在上课的时候放出来进行“照本宣科”,有的干脆只是课本的扫描,上这样的课,绝大多数学生都是昏昏欲睡。
多媒体教学不仅是幻灯片在课堂上的应用,还应该包括二维及三维动画的演示,甚至是视频或者实验录像、现场工程录像等。多媒体教学为理解难懂的概念、定义提供了先进的手段,尤其是丰富的现场工程、实验的图片、录像等不仅丰富了课程的信息量,更能刺激学生的感官、激发学生的兴趣、拓宽学生的思路、开阔学生的视野。
但对于流体力学这样的课程如果仅有幻灯片加板书的内容,那么对公式的推导也不能很全面地讲解。我们知道,公式推导就是边讲解边思考边进行,这样才能更好地掌握。如果省略板书学生对于前因后果都不太容易理解,且信息量大,没有思考时间。
如何将板书和多媒体相结合并能取得最佳的教学效果,一直是很多高校教师在研究的问题。
三、板书和多媒体教学有效结合的教学方法
对于制作的课件(包括幻灯片、动画、影片等)应该与课本结合紧密,包括章节名称、讲解顺序、重难点等都要根据课本内容在PPT中按照板书表达出来。这里值得注意的一点是,不能一次出现整页的文字,这样不仅让人看得眼花缭乱,也没有时间思考,直接就能看到结果,根本不能达到预期的效果,而应该逐字逐句通过人为的控制出现。在这个过程中我们可以边讲解边让学生思考,逐渐地出现我们所需要的答案。当然这样做需要很多的时间,但教学效果会大大提高。下面具体说明怎样将多媒体与板书相结合。
首先,对于第一章绪论部分的讲解,可以结合大量的实例,如都江堰、大禹治水、足球射门、火箭升空、消防等动画或视频对学生讲解本门课程的目的、学习方法和意义,以此可得出该课程与社会各领域之间的紧密联系,让学生对流体力学课程产生兴趣,感到该课程并不难。
其次,对于难理解概念的讲解,可以制作动画来表现。例如,流体质点,我们定义的文字叙述是指体积无限小的流体微团,即宏观尺寸充分小,微观尺寸足够大。那么如何来理解这两句话呢?如何利用动画来表示?我们首先可以在一个流体中取出非常小的一个点,指出该点就是一个流体质点,由于是一个点我们可以说它是没有尺寸的,这个尺寸指的就是宏观尺寸。再利用放大功能将该点无限放大,此时该点的区域内部存在无限多个细小颗粒(点),这无限多个点就代表了足够大的微观尺寸,再将放大镜去掉,那么就又回到了宏观上一个无尺寸的点。通过这个动画很好地表达了我们的第一个概念――流体的研究对象:流体质点的定义,形象直观,并能给学生留下深刻的印象。对于其他的内容,如拉格朗日法、欧拉法的说明,以及流线、迹线等概念的解释都可以用动画来表达清楚。这样,学生对于这个生涩的定义就有了很好的理解。
再次,对于公式推导方面的讲解,可以和板书相结合。例如,在讲解静止流体对平面壁的作用力时,用幻灯片给出已知条件即平面壁面积,与水平面所成的夹角,重心、型心所在的高度等,以及示意图。但是,公式的推导过程必须使用板书,推导时给示意图添加一些当时所需要的力或假设条件,得到结论以后,就可以通过幻灯片对每一个物理量进行更深层次的讲解。例如,平面壁上的总压力P=γhcA,这里说明A是淹没面积,此时根据需要,幻灯片上的淹没面积就可以用另一种颜色表示出来,这样学生对公式的每个数学符号在计算时就不会带错值,对公式也能有很深刻的认识。
另外,对于实验方面,可以将动画和实验视频相结合播放给学生观看并讲解。以雷诺实验为例,可利用flas对该实验装置进行描述,再逐一播放动画使学生了解层流和紊流的定义,以及各自存在的条件。等学生有了最初的印象后,再播放整个实验过程的录像。这样学生在做实验之前就能对该实验有一个大概的印象,真正实验时就能更好地记住实验的条件、过程以及结论,并能很好地记住该实验的结果及一些注意事项。
最后,对于例题、作业的讲解,如果是选择题、填空题都可以直接在大屏幕上显示出来。如果是计算题、证明题可以和公式推导类似,大屏幕上显示题目和图,利用黑板进行讲解。
四、结语
多媒体教学并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段,而对于流体力学这门课的多媒体教学方法更需要我们不断地进行探索。多媒体教学不能完全替代传统的板书教学方法,只有将两者有机结合才能发挥出最佳的教学效果。我们最终的目标是让学生感到流体力学这门课上起来是生动有趣的,让教师感到一节课下来是轻松惬意的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 李忠宝,王梓.生命化课堂教学的理论与实践研究[J].大学教育,2012,(12):79-80.
[2] 陈二云.多媒体技术在工程流体力学教学过程中的应用[J].经济研究导刊,2010,(3):247.
[3] 吴益华,谢洪勇.流体力学教学方法与教学手段初探[J].陕西教育,2009,(8):65.
关键词:安全工程 建筑工程 力学课程 探讨
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0200-01
Abstract:Creation mode of mechanics course in direction of building engineering in security engineering specialty was discussed through investigating personnel needs on direction of building engineering in security engineering specialty in universities and corporate. The author believes that mechanics teaching can utilize modular mechanics teaching methods, the three traditional mechanics can be opened into a unified architecture mechanics, divided into theoretical mechanics, mechanics of materials and structural mechanics of three modules, while optimizing the mechanics course knowledge, which can make the creation of mechanics course more targeted.
Key words:Security Engineering, Building Engineering, Mechanics Course, Discussion
安全科学技术学科是以自然科学为基础,并与社会有机结合而形成的一门综合学科[1]。随着科学技术的发展安全技术学科又形成许多分支学科,其中随着近年建筑业的蓬勃发展,建筑工程分支重要性越来越突出,部分高校依托建筑行业开设了安全工程专业建筑工程方向,要培养适应建筑安全生产需要的,懂土木工程学科专业技术又懂现代安全工程科学技术与管理的新型人才。
力学课程是研究物体的机械运动规律及构件的强度、刚度和稳定性理论的学 科[2],主要包含工程力学(理论力学和材料力学)、结构力学等内容,是土木类专业的核心基础课程之一[3]。目前应用型地方本科院校的学生数学和力学基础较弱,主动学习的意识不强,在课时量被要求缩减的今天,如果不提高教学针对性,作为专业性基础课程的力学相关教学将达不到预期的效果[4]。安全工程专业建筑工程方向主要依托建筑行业,因此对力学课程开设的要求要高于安全工程专业其他分支。该文就如何在安全工程专业建筑工程方向开设力学课程进行探讨。
1 力学课程在建筑工程分支研究方向的作用
建筑工程分支(土木类本科专业)专业除了开设通识课与技术基础课(包括工程制图、工程力学,流体力学等)外,还开设建筑施工设计、结构设计原理、建筑结构设计等专业课程。这些专业课的学习和进一步研究总是以力学类课程为基础的,主要涉及工程力学、结构力学、土力学、流体力学等。如常见的建筑施工过程中的脚手架,其强度和刚度问题都与各部件的可靠安全工作紧密相关。结构设计、工程地质等专业课也都涉及构件的强度、刚度及稳定性问题,这些正是工程力学要研究的主要内容。
2 力学课程在安全工程专业建筑工程分支开设探讨
在考虑安全工程专业建筑工程分支研究方向的力学类课程设置时要充分考虑其专业特征,同时要注意处理好安全学科与土建学科的关系。
为深入贯彻落实应用型安全工程专业的发展思路,切实做好安全工程与土建类专业在人才培养上的交叉糅合工作,该研究者深入企业和相关高校开展了安全工程专业建筑安全方向人才需求和该领域应用型人才培养调研。
从调研情况来看,随着安全事业的发展,建筑行业急需安全工程的专业人才。但在人才培养特别是本科层次人才培养上仍存在一定问题,主要包括:
(1)由于安全工程专业人才的紧缺,建筑企业中安全员岗位目前往往不是安全工程专业毕业生担任,可能是建筑工程相关专业毕业生在取得安全行业资格证书后担任。这些安全员安全专业技能缺失,对建筑施工等工程的安全评估缺乏一定的系统性。
(2)从事建筑安全工作的安全工程专业学生,虽是安全工程专业毕业,但缺乏土建类相关专业知识。比如施工和结构设计方面知识的缺乏,对工地现场危险源的判断与工程安全评估处理就缺乏针对性和有效性。这就需要该类学生在从事该方面工作时必须补充施工和结构设计专业知识,但由于安全工程专业力学课程开设无论从学时还是深度上都少于土建类本科专业,导致在进行施工和结构方面知识补充时出现了极大的困难。此外,安全工程专业力学课程一般不开设结构力学,而结构力学是土建类专业必开课程之一,这也是结构类专业知识在补充学习时出现困难的一个重要原因。
目前地方本科院校普遍存在理论课程学时压缩的情况,因此在安全工程专业人才培养方案中全面开设力学课程存在一定困难。
综上所述,该研究者认为在安全工程建筑工程分支人才培养方案中,力学课程的开设应注意针对性,可采用模块化教学方式。具体而言,该方向力学可开成建筑力学(包括理论力学模块、材料力学模块和结构力学模块),学时在72~98之间。
3 结语
随着建筑工程安全问题越来越严重,建筑安全方向的安全工程专业人才培养必将成为社会进一步发展的主题,作为培养建筑安全类专门人才的高等院校任重而道远。安全工程专业建筑工程分支应加强力学课程的开设力度,鉴于地方本科院校目前理论课程严重压缩的情况,可以对力学课程采用模块化教学方式,将传统的理论力学、材料力学和结构力学三大传统力学开设成建筑力学,分为理论力学模块、材料力学模块和结构力学模块三个模块,学时在72~98之间,同时优化力学课程知识点,使其更具针对性。
参考文献
[1] 王国安.力学学科在安全工程专业课程体系中的设置与探讨[J].中国安全科学学报,2005,15(8):40-42.
[2] 杨永东,张斌伟.土木工程专业工程力学课程教学改革研究及实践[J].课程教育研究,2014,下旬刊:51-52.
【关键词】三本院校:工程力学;课程教学;现状;教学改革
目前企业对人才观念有了很大的改变,之前企业过于重视技能型人员的需求,而现在很多企业更加注重综合型人才的需求。就目前教育体系而言,职业技能素质并不能完全代表劳动者的素质,因为职业道德、职业精神、安全意识、社会责任感、环保意识、团结协作能力以及矛盾处理能力等都是劳动者素质的范畴。所以培养熟练技能的劳动者并不是职业教育的唯一目标,培养具有社会责任的公民也是职业教育的主要目的。随着时代的发展,在教育观念方面,素质观逐渐取代技能观,培养学生的全面发展、让学生成为综合型人才已经成为现代职业教育的主要发展趋势。企业人才需求的观念是促进工程力学课程改革最主要的因素。
一、工程力学的应用
工程力学应用的范围主要有:材料力学、固体力学、流体力学、结构力学四种类型。具体内容如下:①材料力学。在物品生产过程中,材料选择十分重要,材料自身的刚度、强度以及韧性决定了物品使用的稳定性。在生活中,机械生产、建筑结构都运用到材料力学。就连零食的包装袋、铆钉在设计、生产的过程中也必须涉及到材料力学。②固体力学。固体力学研究内容涉及物体的塑性、弹性以及线性等诸多问题。固体力学主要应用于航空航天、房屋桥梁建设等行业。此外,在地质勘探的过程中也离不开固体力学原理的支持。③流体力学。在地球上水和空气是最常见的流体物质,因此水与空气是流体力学主要的研究领域。像飞行器、潜艇、水面舰艇、航母等军工业的发展都运用到流体力学原理。同时,像石油、天然气、地下水等与人们休戚相关的资源开发也需要流体力学原料的支持。④结构力学。结构力学主要分为:狭义结构力学与广义结构力学这两种范围。狭义结构力学的研究内容有:杠杆组成的体系、平面杠杆系。广义结构力学研究内容有:平板、壳体以及块体等领域。像汽车生产、桥梁与居民住宅建设、配电系统架构都运用到结构力学。同时在地球地质运动的研究、地震监测系统的建设等领域也存在结构力学的身影。可以说,工程力学应用与我们的生产、生活有着密切的联系。
二、三本院校工程力学课程教学中存在的问题
1、课程内容不系统
工程力学是力学的一个分支,它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域,分为六大研究方向:非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。尽管工程力学一直是我国各大高校的重点专业,但是对于课程内容的选择不够系统。尤其是三本院校,由于教育投入相对较低,很多三本院校课程内容的设置并没有紧跟社会的需求,并没有以学生自身发展为中心。工程力学的学术含量较高,课程内容不系统导致毕业生缺乏社竞争力。
2、忽视实践
工程力学课程和其它专业课程存在明显不同,它是集理论与实践于一身的课程。但是就目前实际教学情况而言,很多三本院校忽视工程力学实训内容。主要体现在以下两点:第一,实训课程比例较小。在工程力学课程的教学过程中,实训课程和理论课程的比例通常为3:7,不平衡的课程比例,会影响学生的实践能力,不利于学生动手能力的培养。此外,实训课程安排时间过于集中,通常在一段时间内全部为实训课程。第二,实训成绩占总成绩的比例较低。在工程力学考试中,很多高校还是以笔试成绩为主,忽视学生的实训成绩,这会让学生从思想意识是忽视实训课程的学习。
三、工程力学教学方法改革的措施
1、增加实践
实训是学生实践的重要体现,理论和实践之间存在非常紧密的联系。理论指导实践的发展,而实践可以检验出理论的正确性,它们之间相辅相成。长期以来,很多高校忽视工程力学实训课程的发展,阻碍了学生实践能力的提升。为了学生实践能力可以采取以下两种措施:第一,增加实训课程数量。让实训课时与理论课程保持合理的比例。并且,为了增强学习效果,实训课程要与理论课程相匹配。此外,保证实训与理论课程的时间间隔,避免出现实训内容与理论内容相互脱节的情况。第二,增加实训成绩的比例。三本院校将常规的实训课程成绩纳入到学生期中、期末的成绩当中,这样可以让学生重视实训课程的学习。通过实训可以暴露出工程力学课程教学的不足之处,这样中职院校可以对教学方式进行相应的调整。并且,通过实训可以提升学生的实践能力,有利于学生动手能力的培养。
2、改革教学方法
由于教学观念的落后,板书、照本宣科仍然是工程力学课程教学的过程中最普遍的教学方式。这种填鸭式的教学方式虽然可以使短期内让学生记住工程力学的相关概念,但是学生只知定义,缺乏理解,这使得学生在实践的过程中缺乏理论性的指导。为了提高教师的教学效率,教师必须采用多种教学方式。首先,可以采取多媒体教学。很多工程力学内容过于概念化,学生很难理解。多媒体教学具有图文并茂的特点,可以将概念化的理论知识通过图片、动画、视频等形式表现出来,学生对工程力学的理解更加简洁明了、更加直观。第二,将课堂时间留给学生。长期以来,教师一直占据课堂的主要地位,学生只是一味的记笔记,这样不利于学生动手能力的培养。因此在工程课程教学中,必须将课堂还给学生,可以将学生分成若干个小组,让每个学生都能参与到学习之中,教师只是起到指导作用。
3、构建教学评价体系
教学质量是衡量工程力学课程安排是否合理的唯一标准,教学质量的提高不仅需要硬件的投入,更需要科学的教学质量评价体系。教学质量评价体系和平时学生期中、期末考试一样,通过教学质量评价体系,高校可以了解到教学中的不足,教师通过教学评价系统可以调整自己对进行的教学方法进行及时的调整,教学质量评价体系使电子教学学课程变的更加合理、更加科学、更加有效。
关键词:高职;工程力学;教学改革
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)04-0049-02
《工程力学》是高职院校工科专业必修的技术基础课程,主要为学生后续的专业知识学习提供理论支撑,但学时的不断压缩及市场对高职人才职业素质要求的进一步提高,使得传统教学方式下《工程力学》课程的学习已经与之不相适应。如何优化课程教学内容,积极探索有效的教学方法,以更好地培养学生的职业能力和职业素质,适应社会与市场发展,需要每一个《工程力学》课程教师思考。笔者拟以我院《工程力学》课程的教学情况,探索对该课程的教学改革。
高职《工程力学》课程教学的现状
内容安排 目前,大部分高职院校工科专业《工程力学》课程安排的学时很少。笔者所在学院《工程力学》课程教学约56学时,教学内容包括理论力学与材料力学。理论力学主要讲解静力学平面力系部分,空间力系部分往往仅做简单介绍。材料力学部分通常以静力学平面力系为基础,依次按照杆件的拉压——剪切与挤压——扭转——弯曲变形,从强度、刚度和稳定性方面进行失效分析研究。
学生学情 初进高职学习,学生的学习信心和兴趣通常较浓厚,但必要的工程背景知识的不足导致学生产生学习障碍。另外,就业因素的影响使得部分高考文科生进入工科专业学习,其力学基础知识的薄弱给教师的教学组织带来相当的难度,该部分学生在传统教学方式下的学习举步维艰。诸多原因致使《工程力学》课程按照传统方式进行教学,在评价考核时,出现大部分学生不能通过的现象。
对高职《工程力学》课程的思考
随着高职教育的发展,高职课程改革经历了基于实践本位课程改革——能力本位课程改革——工作过程本位课程改革三个阶段。要适应社会发展需求,做好《工程力学》课程教学的改革,必须更新教育理念,与时俱进,理性思考。
高职《工程力学》课程目标 工程力学的基本理论和基本方法广泛用于各类工程技术中,是工程技术的重要基础。工程力学“实践——抽象——推理——结论”的分析研究方法,对培养学生创新思维及观察、分析、解决问题的能力有促进作用。查阅分析众多的高职《工程力学》教材,虽然对该课程学习目标表述不同,但归根结底都希望学生能够对简单工程结构进行力学建模,学会对工程实际结构进行强度分析,在知识内化的过程中,实现专业能力、职业能力和社会能力的培养和提高。
高职《工程力学》课程结构 笔者长期进行《工程力学》课程教学,将诸多使用过的高职《工程力学》教材与本科教材对比分析发现,高职《工程力学》教材与本科教材内容范围相似,难度降低。从本质上看,有量的变化,却无质的不同,在编写体系上仍未摆脱学科知识系统性、完整性要求的影响,课程结构中知识点重复多,知识学习过程与课程目标所要求的使学生掌握工程实际结构强度分析不相符合,不能与后续专业课程知识需求良好对接,学生对一些常见的简单工程结构都难以独立地进行强度分析。
高职《工程力学》课程的学情特点 以理论力学、静力学部分为基础展开的《工程力学》课程学习让学生容易出现“炒冷饭”的厌学情绪。同时,高职学生逻辑思维能力和自控能力普遍较弱,相对而言,形象思维能力则较强,这在笔者多年的《机械制图》课程教学中得到证实:学生在多门逻辑思维能力要求较高的课程学习中困难重重,但因为更乐于用形象思维方式考虑问题,《机械制图》课程可以学得相当出色。高职学生思维方式上的这种特点,为高职《工程力学》课程有针对性的教改指出了方向。
高职《工程力学》课程教学改革的实践
课程结构的调整 构建具有职业特色的课程结构是进行高职课程教学改革,实现课程教育教学目标的关键。职业教育倡导“以实践为导向的课程模式”,具体到课程中,即按照工作过程设计项目,进行微观课程内容的改造。所设计的项目与企业生产和工作过程直接联系,充分体现现代企业工作的实际需要。《工程力学》作为技术基础课程,无法跨越专业课程直接服务于岗位工作,它体现的应是对职业的“多接口性”,服务的对象应是专业课,在服务专业课的同时承担培养学生将来需要的一些基本素质的任务。因此,对《工程力学》课程教学的改革,不能盲目地按某些专业课程教学改革模式机械教条地生搬硬套。分析《工程力学》的直接服务对象——专业课程,例如《机械设计基础》、《金属切削机床与刀具》、《机床夹具设计》等所负载的专业基础知识,根据机械工程实际,可以确定《工程力学》课程与专业课程及工程实际的知识结合点,即工程结构强度分析——讨论结构及构件在载荷作用下是否破坏的问题,包括破坏发生的位置、形式及破坏准则,以“工程结构强度分析过程”进行《工程力学》课程结构的构建,补充其他破坏形式内容的学习。
课程教学的组织 (1)工程结构强度分析的内容安排。工程结构实际强度分析主要针对杆件的轴向拉压、剪切与挤压、扭转及弯曲四种变形。四种变形形式虽然不同,本质却都是构件截面不同方向的不同内力分量作用的结果。例如,轴向的内力分量分别对应拉压与扭转变形,横向内力分量分别对应剪切与弯曲变形。因此,对每一种变形而言,强度分析方法基本类同。教学中应重点引导学生对其中一种,例如,杆件的轴向拉压变形进行强度分析,体验其中的研究方法和研究思路,对其他几种变形可采取对比、举一反三的方式组织教学。以杆件的轴向拉压变形及强度分析为例,工程结构强度分析的具体过程为:第一,对工程结构进行力学建模,内容主要包括载荷、约束、构件等。第二,对构件进行载荷分析,内容主要包括隔离研究法、受力图、约束力、平衡力系及平衡方程等。第三,对构件进行内力分析,确定危险截面,内容主要包括截面法及内力图。第四,分析构件截面的应力分布,确定危险点,内容主要包括应力与应变、材料的力学性能、平面假设条件下构件变形截面处的应力分布规律等。第五,危险点强度分析,内容主要包括常用强度理论。(2)对工程结构刚度问题的分析。在杆件发生拉压或扭转、弯曲变形时的刚度问题研究中,可将构件规定为一种弹簧,根据学生在生活、工程实际中对弹簧变形时影响因素的认识给出其刚度系数,进行对比学习。构件在不同种变形情况下的刚度系数如表1所示。(3)对其他问题的处理。对相对独立、简单的内容,例如剪切与挤压、简单静不定问题等可作为扩展内容,进行精心设计,安排在课外让学生自学完成。例如,对温度应力静不定结构问题,可设计撰写小论文《高速铁路轨道如何实现无缝线路,减少振动,提高运行速度》,指导学生通过网络检索、图书资料查询等方式完成该部分内容的学习,不仅可训练学生力学建模和应用知识的能力,而且还能培养学生的工程意识。
教学手段和方法 要重点引导学生掌握和体验强度分析研究的过程:工程结构整体力学建模和边界条件分析——构建隔离体分析——构建截面内力分析——构建截面应力分布分析——截面危险点应力状态分析——强度分析等。要加强四种变形及强度分析的对比学习,改变以教师为主体的教学方式,采用学生小组讨论、工程实际结构强度分析过程汇报、学生与教师共同评价等方式促进教学任务的完成。例如,对弯曲变形部分的学习,笔者对所任教班级安排了两项学习内容:第一,扭转变形与弯曲变形的区别;第二,扁担工作时的变形及强度分析。事实表明,加强与扭转变形的对比学习,指导学生通过多种学习方法自主获取知识,开展小组交流、汇报及讨论等系列活动,学生知识内化的效果更好。
评价方式 要加强过程管理,促进学生自主学习,按照面向“三个一切”的教育教学宗旨促进每个学生的成长。在《工程力学》课程学习中,要改变评价方式,可根据平时成绩与期末考试成绩综合评价学生的学习效果。平时成绩从占总成绩的30%调整为占50%,其中,考勤占10%、作业占10%、实际结构强度分析过程评价占30%。期末的闭卷考试调整为开卷,减少理论性知识的考核,增加实践性知识的考核。
通过对高职《工程力学》课程结构、教学组织、教学方法及评价方式的调整改变,可以减少重复性教学内容,使学生对工程实际结构强度分析有更清晰的认识,分析和处理强度问题的能力有明显的提高。在小组交流合作学习过程中,学生的学习主动性增强,沟通能力、自学能力、信息获取能力也有较大提升。
参考文献:
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关键词 工程力学 理论研究 发展趋势
中图分类号:U172 文献标识码:A
由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步,使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作,又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作,还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。从这个意义上讲,力学专业培养人才的对口是非常宽的,社会对力学人才的需求也是很多的。
随着力学学科的发展,在本世纪将产生一些新的学科结合点,如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学;这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预料,随着社会的发展,力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将会进一步加强。
1工程力学研究方向
主要学习力学、数学基本理论和知识,受到必要的工程技能训练,具有应用计算机和现代实验技术手段解决与力学有关的工程问题的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识与能力:
(1)具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
(2)较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括固体力学、流体力学、电工与电子技术、市场经济及企业管理等基础知识;
(3)具有较强的解决与力学有关的工程技术问题的理论分析能力与实验技能;
(4)具有较强的计算机和外语应用能力;
(5)具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
主干学科:力学。主要课程:理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。
2工程力学发展趋势与学科交叉
(1)固体力学方面:
经典的连续介质力学的模型和体系可能被突破,它们可能将包括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素,以及它们的演化,从而使复合材料的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。固体力学的发展,必将推动科学和工程技术的巨大进步。
(2)流体力学方面:
为了尽可能多地开采地下油气,需要深入研究渗流机理并定量化。它的研究还有助于了解各种新陈代谢的宏观机制。
化工流程的设计,很大程度上归结为流体运动的计算问题。由于流动的复杂性,针对若干典型化工设备进行深入的研究,将为化工设计和生物技术产业化等提供新方法和基础。而复杂流场计算需要各种计算方法和理论,必须发展新的计算机软硬件,这就必须在计算流体力学上投入更大的力量。
(3)一般力学方面:
随着技术的发展,诸如机器人、人造卫星和高速列车等等领域的发展,亟需解决多体系统的运动和控制、大尺度柔性部件和液体的运动稳定性、车辆与轨道作一个高度复杂非线性系统等的建模,求解理论和方法等的研究分析。
一般力学近来已经进入生物体运动的研究,例如研究人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。其研究结果可提供生物进化论方向的理性认识,也可为提高某些机构、机械的性能提供指导。
(4)力学与其他学科的交叉:
所为学科的交叉可分三类:学科内部不同分支交叉,例如流体弹性力学;两种不同学科间的交叉,例如物理力学;兼有前两者的特点,例如爆炸力学、物理化学渗流、生物力学等。
交叉学科并非两个学科或分支学科的简单加合,它基于源学科又有区别,它的发展有利于发展新学科并促进源学科的发展。
20世纪力学已经与工程交叉产生了工程力学,与地学结合产生了地球流体力学,与生命科学和医学结合产生了生物力学等等。
3工程力学学习技巧与方法
工程力学主要课题是研究材料的力学性能、结构的安全稳定性问题。所涉及材料的强度、结构的刚度及稳定性、疲劳断裂问题。通过力学分析,确定材料是否安全以及安全系数,为工程设计等做基础。先学好理论力学,学会在二维、三维情况下对物系正确的受力、力矩分析。然后逐渐掌握最基本的四种形式:轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲。掌握好处理四种形式的分析方法,最后学会强度、刚度校核。其中最关键的是要能准确并正确的认知其受力状况。
关键词:板料成形 回弹 有限元
板料弯曲成形是指在常温下靠压力机和模具对板件施加外力,使之产生塑性变形,从而取得一定形状和尺寸的零件的加工方法。金属板料的弯曲过程中同时伴随着回弹现象,即板料在成形后,由于外力的去除使板材弹性变形的区域发生弹性恢复以及在材料塑性变形区域的弹性部分发生弹性恢复,造成成形件形状和尺寸与成形前相比都发生变化的现象。研究板料弯曲成形通常有三种方法,即理论分析、实验研究和数值模拟。
1、理论分析
理论分析主要是对典型的成形件进行适当地力学模型简化,采用力学分析的方法,以研究板料成形过程中的回弹现象。
1950年前后,英国著名学者Hill[1]提出了平面应变条件下弹塑性弯曲的基本理论,考虑板料横向剪切应力影响,并认为由于横向剪切应力的作用,板料弯曲中性层不总位板的中面,而是会随着弯曲变形逐渐向板内层移动。弯曲中性层曲率半径如下:。式中和分别为弯曲过程中最内层和最外层弯曲曲率半径。上个世纪60年代以后,各国学者基于Hill提出的模型,对板料弯曲理论进行了发展和补充。1999年,Jenn-Terng Gau[2]等人基于线性随动强化、各向同性强化及Mroz多屈服面移动及强化、平面应变假设及实验,提出了一新的材料强化模型分析板料成形回弹问题。
从以前各位学者的研究结论来看,板料成形回弹的理论分析在过去的几十年中取得了丰富的理论成果。但理论分析中采用了较多的简化和假设,比较适合于求解二维简单冲压件的成形回弹问题,在求解复杂三维冲压件的成形回弹问题时,存在一定困难。
2、实验研究
由于理论分析的存在的缺陷,国内外研究人员采用实验法对弯曲回弹进行了大量研究,以弥补理论分析的不足。弯曲回弹实验研究的目的主要有两方面:一是检验通过理论分析和数值模拟计算后得到的回弹结果的准确性和和精确程度;二是能够以直接取得的实际结构在真实载荷作用和工艺条件下回弹前后的实验数据进而整理成为经验公式或图表,以供模具设和零件生产时参考。
实验研究的内容重点在于通过系统的实验来分析各种因素,如材料的力学性质、弯曲角、弯曲半径、模具形状和间隙、校正力、摩擦力对回弹的影响。1989年,Jang-Kyo Kim[3]等人通过一系列实验研究了三类不同的钢板U型件的回弹情况,分析了一些工艺参数对回弹的影响。2002年,M.V. Inamdar[4]等人采取正交实验设计分析了材料性质和弯曲见几何形状及其相互作用对回弹的影响。
利用实验法研究板料回弹,可以测量出板料回弹的实际数值,得出经验公式,为模具设计提供量化依据。但是经验公式不仅与实验条件有关,而且受实验数据处理方法、经验公式使用条件等方面的影响,只适用于与实际条件相近的加工过程。而且用实验法研究时间较长,成本较高,代价相对昂贵。
3、数值模拟
板料成形过程可以看作是一个复杂的非线性问题,其中包含着几何非线性、材料非线性和接触非线性等,传统的分析回弹问题的解析法、实验法对解决一些简单的弯曲问题有用,但对结构复杂的弯曲零件却难以奏效。随着计算机技术的发展,数值模拟技术开始逐渐应用于工业技术中。国内外研究人员在板料成形数值模拟技术的各个方面,如单元类型、材料模型、接触摩擦处理、求解过程等方面进行了大量研究,取得了一定成果。
1960年,Clough[5]在《 Proceedings American Society of Civil Engineers Conference on Electronic Computation 》杂志中发表了《The finite element method in plane stress analysis》一文,他首次提出了“有限元”这个名词,奠定了有限元法早期的理论基础。随着有限元方法的日益成熟和计算机技术快速进步,板料成形过程的数值模拟迎来了飞速发展时期,国际上开始组织定期召开板料成形数值模拟会议(International Conference and Workshop On Numerical Simulation of 3-DSheet Forming Processes),简称NUMISHEET。会议除了发表与板料成形数值模拟前沿技术相关的论文,还提供统一的标准试题,供与会者进行模拟计算,并与实验结果对比,用以验证现有的数值模拟算法的模拟能力,有力地推动了板料成形数值模拟技术的研究。
参考文献
[1] Hil R. The Mathematical Theory of Plasticity [M]. Oxford: Clarendon Press, 1950.
[2] Gau J, Kinzel G L. A new model for springback prediction in which the Bauschinger effect is considered [J]. International Journal of Mechanical Sciences. 2001, 43(8): 1813-1832.
[3] Kim J, Thomson P F. Springback and side-wall curl of galvanized and galvalume steel sheet [J]. Journal of Mechanical Working Technology. 1989, 19(2): 223-238.
[4] Inamdar M V, Date P P, Sabnis S V. On the effects of geometric parameters on springback in sheets of five materials subjected to air vee bending [J]. Journal of Materials Processing Technology. 2002, 123(3): 459-463.
[5] Clough R W. The finite element method in plane stress analysis[J]. 1960.
作者简介:
郑山山,男,1988,汉,籍贯:上西平陆,学历:硕士(在读),主要研究方向:工程力学
[关键词]工作任务导向 项目课程 设计思路 实践
[作者简介]张继红(1970- ),女,内蒙古通辽人,通辽职业学院,副教授,研究方向为物理教育。(内蒙古 通辽 028000)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)32-0140-02
高等职业教育要提高质量、彰显职业特色、实现高职人才培养目标,离不开课程改革和人才培养模式的改革,而在目前的课程建设和改革中,基于工作过程、以工作任务为导向的课程体系构建成为高职教育改革的热点。“工程力学”课程是建筑技术专业基础课程,是毕业生考取专业资格证所必需的专业基础知识课程。在实际教学过程中,把工程力学专业知识与专业技能的学习置于工作过程的真实环境中,整合课程内容,以工作任务为导向,完成由学科知识系统化向工作过程系统化的转换。
一、基于工作任务导向的“工程力学”项目课程的开发设计
1.课程定位。建筑技术专业主要为建筑工程施工生产一线培养技术应用型和职业岗位技能型人才。“工程力学”课程是建筑技术专业的基础课程。目前本专业毕业生的主要就业岗位是施工现场一线的基层技术管理岗位,包括施工员、质检员、预算员、材料员、资料员、监理员等,学生必须取得这些岗位相应的资格证书才能从事岗位工作。此外,国家实行建筑行业从业人员职业资格制度,具备一定的条件并通过由国家人事部、建设部组织的全国统一考试,才能取得相应的职业资格。这些职业资格主要有建造师、造价工程师、监理工程师、结构工程师等。通过对就业岗位的分析,确定建筑技术专业人才培养目标为:立足本地区建筑企业,面向全区(),辐射东北,培养适应市场经济需求,德、智、体、美等多方面协调发展,具有建筑工程技术综合职业能力,具备建筑技术专业必需的文化知识和专业理论知识,具有分析问题、解决问题等能力的高等技能应用型人才。“工程力学”课程是建筑技术专业的基础专业课程,本课程的要求是使学生掌握有关工程力学的基本理论知识,并在具体的实践学习环节,应用所学到的专业知识,解决工程项目设计、施工、安全生产等过程中遇到的具体问题。
2.课程目标。(1)知识目标:使学生掌握具体的受力分析、平衡条件及熟练掌握平衡方程的应用;基本构建的强度、刚度和稳定性问题的分析和计算;平面杆件结构内力和位移的计算方法。培养学生初步具有对工程问题的简化能力,一定的分析与计算能力,是学习有关后续课程和从事专业技术工作的基础。建筑技术专业的毕业生要求能适应社会经济的需求,多方面协调发展,具有建筑技术综合职业能力,具备工程技术必需的文化知识与专业理论知识,具有建筑技术能力、工程项目管理能力等。“工程力学”课程在建筑技术专业众多课程中所起的基础和支柱作用,在教学过程中要予以充分重视。(2)能力目标:掌握建筑材料、建筑施工、施工管理等专业技术知识;具有建筑测量、建筑识图、建筑施工的基本能力。(3)职业资格目标:毕业时要求获得相关的国家职业资格证书。
3.课程内容。(1)设计典型工作任务。通过召开由行业企业专家和学校教师共同参与的专业教学委员会会议,研讨制定“工程力学”课程的典型工作任务,将教学内容体系以项目模块形式进行开发。开发的原则是根据每一个模块单元的教学目标制定工作任务,要求用实例进行教学,所选的实例应以工地一线中常见的结构、形体和构造为主,具有典型性。每一项工作任务要有明确的知识点,无论是画图还是读图或者分析实例都要设计好,通过这一课程模块,让学生掌握所有知识点。如基础力学模块,是“工程力学”课程的基础模块,讲授该模块时,在课堂实训中,从工作过程的项目案例出发,讲力学分析,建立了丰富的空间想象之后,过渡到结构的应用;在课外实践中,练习使用和改造模型,设计所建的力学模型的实用范围和功能。到企业见习时,要了解模型的组装和使用价值,学习安装和调试。经过这样的学习流程,充分体现以实用为主、以项目任务驱动教学的教学目标。(2)设计典型的学习情境。合理有效的学习情境,是调动学生学习积极性、取得良好学习效益的必要的课堂保障。在工作任务驱动下的教学,要以有效的、典型工作情境为支撑,将课堂有限的学习时间和空间设计成仿真的工作情境,将“工作过程中的学习”与“课堂上的学习”相融合,以项目带动知识点,最大限度地培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)课程的内容安排。本课程采取理论和实践在同一项目模块中交替进行的方式,贴近实训现场,贴近施工现场。课程的内容包括四个模块:一是力学基本原理模块,学习情境是建立力学模型,项目任务载体是对工程结构的力学分析,要完成任务所需的基本知识为力的概念、分类和平衡;二是刚体动力学模块,学习情境是刚体建模,项目任务载体是自然轴系内刚体建模及应用,要完成任务所需的基本知识为刚体基本运动、刚体平面运动、动量定理、动能定理;三是变形体静力学模块,学习情境是变形体建模,项目任务载体是绘制弯矩图、提高弯曲强度和压杆稳定性的措施,要完成任务所需的基本知识为轴向拉伸与压缩、扭转、变形;四是变形体动力学模块,学习情境是变形体建模,项目任务载体是提高构件抗冲击能力的措施,要完成任务所需的基本知识为压力和变形计算、冲击韧度。
4.课程考核。(1)构建职业化的评价标准。根据高职建筑技术专业目标和课程目标的要求,结合岗位需求,本专业的毕业生在上岗前要取得相应的“员”的岗位资格证书,因此,为了缩短毕业生岗位适应期,在课程考核中要引入职业资格鉴定的要求,将职业技能培训引入课程内容学习。这样,在具体工作设计中,引入职业技能的要求,提高考核的针对性和合理性,从而提高学生的职业素养和职业技能。(2)构建多元化的评价方式。以工作任务为导向的课程学习的考核办法,要根据课程和工作任务的要求,采用多样性、开放性的评价因子,全方位、立体化地考核学生的知识和技能,既要对理论知识进行考核,检查学生系统掌握理论的程度;又要对技能进行考核,检查学生的动手能力;还要对学生的综合表现进行考核,如出勤率、独立思考能力、创新能力、团队合作精神等,以促使学生养成良好的职业习惯。
二、实施以工作任务为导向的“工程力学”项目课程应注意的问题
1.以工作任务设计为核心,展开课程内容安排。教学内容是教学组织的依据,以工作任务设计为核心安排课程内容,可以使学生的学习有一定的预期性和方向性。而每一项工作任务的设计是建立在工作任务准确分析的基础上的,但工作任务的分析不是一件简单的事情,并不能保证件件任务准确说明;另外,不同企业单位的生产和工作过程存在很大差异,工作任务的不确定性很大,所以,在进行工作任务设计时,应该以典型工作任务为基础。
2.以工作任务驱动教学为方向,加大师资队伍建设力度。传统的按照学科知识体系进行的教学活动,是教师讲、学生听,教师讲符号、学生记符号、考试考符号,这种教学方式对教师的要求比较常规,只要有丰富的学科知识就可以了。采用工作任务驱动下的教学,要求教师要有一定的行业实践和企业锻炼的经历和经验,熟悉对应的工作任务和工作流程,在实施教学中,才能真正做到工作任务设计典型、合理,知识点应用有效、全面,课堂组织有序、完整。
综上所述,基于工作过程导向的高职“工程力学”课程,在整合教学内容的基础上,立足于突出培养能力,注重完成工作任务的学习过程,实现由学科知识系统化向工作过程系统化的转换,使学生进入一个真实的工作过程,有机会充分展示自我、表达自我,从而提高学生的动手能力、创新能力和创业能力,全面提高教育教学质量。
[参考文献]
关键词:工程力学;成果导向;教学改革
中图分类号:G642
就材料成型及控制专业来说,“工程力学”是一门重要的通识基础课,其掌握程度在很大程度上影响到后续一系列课程的学习,是沟通基础课和专业课的桥梁。该课程内容广、公式多、概念抽象,理论性与实践性较强,对学生的学习造成一定困难。并且,随着《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》的,对现有的教学方式提出了新的挑战[1]。这就要求教师研究新的教学模式,包括对课程的教学内容、教学方法和考核方式等方面进行改革,使学生在掌握基础理论知识的同时,提高其解决工程实际问题和创新的能力。
成果导向教育是一种以学生为中心、强调成果导向、持续改进的先进教育理念,已成为美国、加拿大等国的主流教育理念,对我国的工程教育改革具有重要的指导意义。本文将成果导向教育模式引入成控专业的工程力学课程,对传统的教学模式进行改革探索和实践。
一、成果导向教育思想
成果导向教育(Outcome-Based Education,OBE)的理念简要说来是一种以学生的最终学习成果为导向,反向来确定教学设计和教学实施,并不断进行动态反馈和改进的教学理念,由美国学者Spady于1981年率先提出的,并在众多学者的补充和完善下,逐渐形成了一套比较完整的理论体系,并被美国工程教育认证协会接受和推广。OBE围绕以下四个问题进行了回答[2]:(1)我们想让学生取得的最终学习成果是什么?(2)我们为什么要让学生取得这样的学习成果?(3)我们如何有效地帮助学生取得这些学习成果?(4)我们如何知道学生已经取得了这样的学习成果?
在回答上面的问题的过程中,成果导向教育的思想完整的体现了出来。首先,提出学生所要取得的学习成果,为什么要取得这样的成果,这是反向设计的思想,教学的出发点通过需求来确定,基于最终学习成果,而不是传统的老师想要教什么。专业的培养目标与需求相适应,内涵准确、条理清晰,并且由具体的毕业标准来支撑。对于第三个问题的回答,反映了我们培养学生的方式,通过具体的指标点确定了整个课程体系,从而搭建出学生的能力结构。课程体系又是由每门课程具体教学要求和教学内容所支撑起来的。最后,第四个问题,对学生是否到达设定的培养目标、达成度如何设计了评价体系。
李志义对此进行了总结,具体内容是,一个核心目标:每一个学生都要达到设定的培养目标。两个重要条件:一是学生必须知道自己所要达到的能力结构;二是教师必须为学生提供达到目标的相应条件。三个关键前提:一是所有学生都能以自己的方式达成目标;二是成功的学习能激励下一次的成功学习;三是学校为学生成功学习创造条件。四个实施原则:明确聚焦、拓宽机会、提高要求、反向设计。
二、成果导向理念在“工程力学”课程中的探索与实践
材料成型及控制工程专业是一门多学科交叉专业,包括材料科学、成型工艺、自动控制技术[3],其培B目标之一包括使学生掌握金属及其加工特性,能在金属塑性成形工艺及模具设计领域从事生产、管理、科学研究、技术开发等工作。其中,金属加工及塑性成型所涉及到的变形、应力、疲劳等最基本的知识点,都属于工程力学方面的知识。所以,工程力学对于材料成型及控制工程专业来说,是非常重要的一门专业基础课,将OBE理念运用到该课程的改革实践中,具有重要意义,是培养合格成控人才的一个重要环节。
1. 确定“工程力学”课程的学习成果
成果导向教学首先要明确在完成本门课程的基础上,能够对学生达到毕业要求的哪几条标准有帮助。之后,再针对这几条毕业要求设计与之相适应的教学内容,安排课时。这一点是关键点,它关注的是学生能够做什么,掌握什么样的知识,具备什么样的能力。并且通过这种方式,把目标成果具体化后,方便量化评价。
根据George Brown学院的指导方案,学习成果目标设置4至5个为宜,切合学生实际能力,并且可以定量或定性衡量。同时,参照Bloom的观点,把认知依递增程度,分成记忆、理解、应用、分析、评价、创造6个层次,运用到学习成果的表述中。每个层次的所用的动词并不是唯一的,如最高层次,除创造外,开放、设计、规划等也属于同等层次。根据以上两个指导方案,结合成控专业特点,拟定了“工程力学”课程的学习成果目标,如表1所示。
2. 课程改革探索与实践
目前,高校工程力学教学过程中存在以下几个突出问题:①学生认为工程力学与本专业相关性不大,对其重要性认识不足,学习缺乏动力;②教师的教学方式和方法落后,没有主动把先进的教学手段和理念结合到教学中去;③课程内容多、理论性强、公式繁多的同时,教学学时减少,造成学生的抵触心理;④考核方式单一,不能真实反映学生水平[4]。针对以上问题,遵循成果导向教育理念,按照反向设计原则,根据之前确定的学习成果目标,将目标细化,具体到实际的教学实践中去。
(1)根据专业特点,调整课程内容
根据后续专业课程的内容与毕业生的回访发现,对于成控专业的学生来说,在后续的学习和工作中,遇到的力学问题主要是关于零件加工时的受力和材料的应力、强度、疲劳等方面的计算,很少会涉及到动力学部分的计算分析。所以,在选择教材的时候,可以不考虑动力学部分的内容。并以材料力学为重点,多使用与成控学科相关的例题进行知识讲解,如引入坯料在模具中的应力计算,裂纹尖端的应力场分析等,为后续的材料挤压成型课程做准备,让学生对本专业有更深的了解。
(2)运用先进教学手段,提高教学质量
随着科技的发展,新的教学手段和方法不断涌现,比如慕课、微课、翻转课堂等等,这些新的教学方法为教师改进传统教学提供了多种选择。利用慕课模式,教师可以把手机从学生上课的玩具变成学习的工具,通过微信平台,将制作好的课程微视频、工程小视频、作业等资料,推送至学生端,实现信息“一对多”的快速、可重复性传递。开放实时微信弹幕讨论,学生能在课上课下随时反映自己遇到的问题,教师及时解答,促使学生主动提问,促进师生交流[5]。
在工程力学的教学中,一堂课往往包含多个知识点,冗长的推导和讲解很容易使学生感到枯燥乏味。针对这个问题,将引入微课课程,配合慕课模式,把较难的知识点分成多个5~10分钟的专题微视频,穿插到相应的课程中进行讲解,避免了学生长时间保持专注而产生的疲倦感,并可重复播放,加深学生学习印象[6]。同时,结合翻转课堂理念,将课堂交还给学生,借助发达的网络信息环境,事先给学生发送教学视频和课堂作业,做好课前准备。教师将课堂的主要时间用于和学生交流、解答疑难、组织小组讨论。
(3)多元化考核方式,真实反映学生学习成果
成果导向教学强调的是学生是否到达学习成果目标,评价结果常用“达成/未达成”表示,但囿于现有分数评价制度,将目标分散到具体的考核指标中。具体做法是:缩减期末考试所占比重,将平时成绩提高到总分的50%。平时成绩由平时作业完成情况,课堂小组讨论,工程小设计组成,共占40%,剩余10%视“大学生机械创新设计大赛”参与情况给定。多元化的考核方式,避免了学生平时不学,考前突击而取得的虚假成绩,调动其全程参与学习的积极性,在保证学生达成学习目标的同时,也实时把学生的学习状态反馈给老师,随时调整教学方式。
三、结束语
针对目前人才培养模式的需求,成果导向理念已成为指导培养工程人才教学模式改革的重要方法和途径。百色学院结合其思想,对于成控专业的工程力学课程,调整了课程内容,教学过程中使用先进的教学手段,采用多元化考核方式,进行了一定的改革实践。教学改革任重道远,仍需继续学习先进理念,改革实践,不断总结经验,实现培养优秀工程人才的目标。
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