[工程力学]课程标准 1

《工程力学》课程标准

一、 概述

(一)、课程的性质

该课程是道路桥梁工程技术专业的一门专业素质教育课程,是在多年教学改革的基础上,通过对道路桥梁工程技术专业相关职业工作岗位进行充分调研和分析的基础上,借鉴先进的课程开发理念和基于工作过程的课程开发理论,进行重点建设与实施的学习领域课程。工程力学涵盖了原有理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容,同时又扩展了部分现代计算力学与工程应用方面的内容,既保持了课程的系统性和土木工程专业的针对性,又符合学生认知过程的连续性和科学性,使有限的课时得到有效的利用。通过对《工程力学》的学习,学生可以掌握如何对处于静定平衡状态的物体进行静力分析和对构件进行强度、刚度和稳定性的分析。这门课以《高等数学》为基础,也是进一步学习《结构力学》、《桥涵设计》和《桥梁工程》等其它专业课程的基础。《工程力学》课程在土木系路桥专业人才培养计划中占有举足轻重的地位,是衔接基础课程与专业课程的纽带。

(二)、课程设计理念

1、该课程是依据“道路桥梁工程技术专业人才培养方案(2012版)”中的“专业知识结构”部分设置的。其总体设计思路是构建具有高职高专特色、理论与实践并重、以岗位群技术应用能力为主线的新的课程体系。根据教学内容的特点,灵活运用探究式、启发式、类比式、归纳式、互动式、提问式等多种教学方法,有效调动学生的兴趣,促进学生积极思考与实践。根据就业岗位需求和前后续课程的衔接,选取相关实践技能训练为主的教学内容,并将职业技能鉴定融入到教学过程中。课程的教学过程要通过校企合作,校内实训基地建设等多种途径,采取工学结合等形式,充分开发学习资源,给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式,通过理论与实践相结合,重点评价学生的职业能力。

2、该门课程的总学时为60。以基于工作过程得课程开发理念为指导,以职业能力培养和职业素养养成为重点,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,融合结构工程师,监理师等职业资格标准,以对结构进行内力、变形的计算为主要授课内容,以来源于工程一线的实际案例为载体,以理实一体化的教学实训室为工作与学习场所,对课程内容进行序化。通过教学模式设计、教学方法设计、教学手段的灵活运用、教学目标的开放性设计、教学考核方法改革等,保证了学生专业能力、方法能力和社会能力的全面培养。

(三)、课程开发思路

根据高职教育的特点,按照学院“小学校、大课堂”的办学思路和“校企融合、同兴共赢”的办学模式,积极探索“校企合作、工学结合”的人才培养模式,积极探索以实践能力考核为主的课程评价方法,切实提高学生的职业能力和就业竞争力,具体措施体现在以下几个方面:

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● 基于典型工作过程分析,构建课程体系; ● 职业能力培养为核心,设计教学内容;

● 以提高学生职业能力和职业素养为目标,重视实践教学; ● 融合职业资格标准,推行双证书制; ● 校企合作,共建新型实践教学基地;

● 校企合作,形成实践技能课主要由企业兼职教师讲授的机制。

二、课程目标

本课程的培养目标是培养道路桥梁工程技术专业有关施工和设计方面的应用性人才,其核心能力为路桥工地现场施工中工程力学分析与承载力、稳定验算等能力和路桥结构设计中的截面尺寸设计和配筋设计等能力。这要求学生熟练掌握工程力学的基本知识,并通过实训学会灵活应用所学知识,为后续课程的学习,以及为将来走上社会成为路桥专业应用型人才和高技能人才奠定基础。

1) 知识目标

● 掌握工程力学的研究对象,研究方法; ● 掌握一般构件的受力分析,受力图的绘制方法; ● 熟练掌握平面力系的平衡原理、平衡方程和计算方法; ● 掌握拉压、剪切、和弯曲等基本变形的概念和内力计算;

● 熟练掌握在不同变形情况下,杆件强度、刚度和稳定性的概念与计算; ● 熟练掌握材料应力分析方法及材料力学实验的基本知识; 2)素质目标

● 培养良好的思想品德、心理素质;

● 培养良好的职业道德,包括爱岗敬业、诚实守信、遵守相关的法律法规等; ● 培养良好的团队协作、协调人际关系的能力; ● 培养对新知识、新技能的学习能力与创新能力; 3)能力目标

● 能利用静力平衡方程计算工程结构的支座反力和内力; ● 能根据内力计算方法判断工程结构的危险截面; ● 能对工程结构进行承载力的分析和计算; ● 能根据结构特点合理布置荷载;

● 能对工程结构进行材料、截面形状和尺寸的设计; ● 能对工程结构的进行强度、刚度和稳定性校核;

三、课程内容和要求

根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求,确定课程内容和要求,说明学生应获得的知识、技能与态度。

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四. 课程实施和建议

(一)、课程的重点、难点及解决办法

本课程是道路桥梁工程技术专业的专业基础课,重点是培养学生对构件进行静力、内力、应力和变形分析和计算的能力,并进一步培养学生对工程结构进行强度、刚度和稳定性的分析能力。 本课程的教学难点是如何使我们的理论、实践教学更好的和专业课衔接;如何把这门课的知识和学生将来的工作更好结合起来;如何选择和工程实际更接近的案例进行教学实施;如何寻找企业与学校合作为学生提供实践练习的工作岗位以及如何选择合适的工程软件并进行教学实施工作。 解决办法通过多种渠道加强建设与路桥专业有关的校内实验室和校外实训基地,并采取多种途径和路桥施工企业建立联系。校内实验室现设:专业计算机网络教室(120台)、建筑材料实验室、土工试验室、力学实验室、测量仪器室、混凝土养生室、沥青实验室、结构检测室、模型实验室等十七个实验室,各类实验仪器150多套、建筑面积1950平方米;拥有全站仪、GPS 全球卫星定位测量系统、桩基低应变无破损检测仪、超声波检测仪、静力触探仪等多种先进教学仪器,试验设备总值500多万元;经过多年的努力,校外实习基地建设成效显著,目前为止我系共建立了河北省路桥集团、河北远洲交通科技有限公司等19个校外实训学习基地,均签订了合作实训协议。企业提供实习基地、设备,参与专业的培养计划制订,并指派专业人员指导学校的专业教学;校外实习基地的建立不仅为学生的实训提供了保证,而且密切了校企关系,拓宽了校企合作的领域,经实践证明,校外实训效果良好。多种教学方法灵活运用,再配以课外作业等形式激发学生的学习动力,增强学生的学习兴趣,提高教学效果;建设和完善课程的网络资源,为学生的学习提供多种渠道的便利条件;加强任课教师实践能力的培养,增强其教学能力等。

(二)、教学方法和教学手段

1.教学方法:

在课堂教学上克服了以往单纯以老师为主的教学方法,积极利用“启发式”和“探究式”的方法进行教学。我们尽量从实际问题引入新内容,启发学生深入思考,引导学生积极讨论,充分调动学生的主观能动性,力求做到学生在教师的指导下对学习的内容自主学习,主动发现,积极探索,寻求答案,而不是被动接受、理解和记忆。同时,在学生学习过程中,还注重学生逻辑性思维和创造性思维的培养。

本课程除了不断完善理论教学外,还非常注重理论和实践相结合。首先,积极组织工作在结构设计一线的结构工程师给学生授课,让学生从真实的结构设计案例中了解《工程力学》的广泛应用性和它在专业发展中的重要性, 使学生的学习更加切合于实际。同时,《工程力学》教学组还定期邀请工程技术人员来校作各种讲座,激发学生对所学桥梁的热爱和自豪,使学生了解国内外桥梁发展历史和现状。另外,积极培养学生的动手能力,例如,在学生中组织了桥梁设计大赛,从而提高了教

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学质量,获得了良好的教学效果。这样既锻炼了学生理论和实际相结合的能力,也可以培养学生树立正确的集体观念和合作意识。

在课堂外,积极增加教与学的互动。充分利用校园网设立了结构论坛和答疑系统,学生除课堂外还可以在网上与教师探讨问题,并利用网上查询自己的学习成绩。

多种教学方法的灵活应用,能够大大的激发学生的学习热情,从而增强该门课程的教学效果。

2.教学手段

传统的板书与现代的多媒体教学相结合。理论计算采用传统的板书,以启发式、互动式为主;对桥梁结构采用多媒体教学,以工程案例、图表、动画、录像等手段,将庞大的桥梁与复杂的施工现场搬进课堂,形象、直观,通俗易懂,学生学习兴趣高。

充分利用丰富的网络资源。先进的现代教育技术手段、丰富的网络资源,提升了课程的品质和内涵。在校园网上提供了丰富的网络资源,其中主要包括网络课程、电子参考书、网上自测系统、道桥论坛及网上答疑等内容;指导学生学会在网上查找资料,特别是能够快速查到一些著名大学、施工单位和科研院所的网站,且在网上提供了几个相关连接。不仅可以满足了本课程学生自主学习和上网学习的需要,也起到了教育学生、激励学生、教书育人的作用。

(三)、教学评价

本课程的评价主要是阶段评价与最终评价相结合、理论评价与实践评价相结合的模式,突出过程与模块评价,结合课堂提问、操作技能、课后作业等手段,减少笔试所占的比重,增加实践性考核的比重,但要注重平时的评分汇集。平时的评分内容包括职业道德、学习能力、团队协作精神、沟通交际能力、写作能力、语言表达能力、知识的运用和掌握能力等方面的考核。 建议在教学中分任务模块评分,在课程结束时进行综合模块考核或者利用答辩的形式考察学生对所学知识的理解与掌握程度。这样多元化的评价体系得出的结果能够体现出本门课程的特殊性以及对学生的公平与公正。

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说明:每个模块的考核主要考察学生的出勤情况、实际动手能力、理论知识的运用与掌握情况、完成作业的准确度、完整度、规范度等、分析问题、解决问题的能力、合作沟通能力、学习态度、总结报告(报告的内容、态度、写作水平等)等评定项目进行考核。

(四)、教案编写建议

教案是教师依据课程标准的要求,结合个人教学实践和学生的认知水平设计、编写教学实施方案,教案的编写应充分体现“以学生为主体的”理念,以利于教学的组织和围绕学生知识的学习以及职业能力的培养开展教学。

一般包括以下几项: 1.教学内容及教学组织 2.教学方法的选择 3.学习情景设计 4.课后作业与课外学习

(五)、 教材编写

如果编写教材,那么必须依据本课程标准编写教材。教材的编写要充分体现高职高专特色,要强调理论与实践并重、要以培养岗位群技术应用能力为目标。教材内容要反映新形势下的路桥设计和施工内容,要与企业合作开发,让企业具有丰富设计和施工经验的工程师参与进来。教材编写还要考虑路桥专业课的情况,及时对教材内容进行更新,以达到更好的和后续课程衔接。

(六)、课程资源的开发与利用

1.教辅材料:要力求接近实践,最好是来源于实践的案例与情境,并开发课程的习题、参考文献等内容,向学生开放,以利于学生自主学习。

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2.实训指导书:格式正确、内容全面,且能具体写明对学生的各项要求。

3.软件环境:不断完善和工程力学有关的综合实训室的软件环境,引进一些工程软件用于教学,为学生提供更好的工程软件模拟条件。

4.硬件环境:希望能够加大和完善硬件实训内容的建设。

5.信息技术:充分的利用各种信息技术,例如网络、多媒体课件等,为学生提供学习的便利条件。例如加大课程的网络资源建设,把与课程有关的文献资料、教学大纲、电子教案、教学课件、习题、教学视频、工程设计和施工的相关前沿信息、与职业资格考试相关的资料、学生与教师的互动等都放到网上,充分的为学生的自主学习提供环境条件。

(七)、师资和实训条件

要求任课教师必须具有丰富的工程力学知识(包括理论知识和实践知识)、课程开发能力、基于学生能力培养的教学能力等,以利于教学和课程的改革。

另外,本门课程的实训条件要求有教学做一体化的综合实训室,融教学与实训为一体,以及与课程相应的软件作支持。校外要求有与学校长期合作的企业做实训基地,满足学生顶岗实习的需要。

(八)、其它说明

本课程标准的主要适用于高等职业技术院校。

(九)、教学参考资料

1.参考书目:

[1]《工程力学》 孔七一主编 张金喜主审主审 人民交通出版社

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《工程力学》课程标准

一、 概述

(一)、课程的性质

该课程是道路桥梁工程技术专业的一门专业素质教育课程,是在多年教学改革的基础上,通过对道路桥梁工程技术专业相关职业工作岗位进行充分调研和分析的基础上,借鉴先进的课程开发理念和基于工作过程的课程开发理论,进行重点建设与实施的学习领域课程。工程力学涵盖了原有理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容,同时又扩展了部分现代计算力学与工程应用方面的内容,既保持了课程的系统性和土木工程专业的针对性,又符合学生认知过程的连续性和科学性,使有限的课时得到有效的利用。通过对《工程力学》的学习,学生可以掌握如何对处于静定平衡状态的物体进行静力分析和对构件进行强度、刚度和稳定性的分析。这门课以《高等数学》为基础,也是进一步学习《结构力学》、《桥涵设计》和《桥梁工程》等其它专业课程的基础。《工程力学》课程在土木系路桥专业人才培养计划中占有举足轻重的地位,是衔接基础课程与专业课程的纽带。

(二)、课程设计理念

1、该课程是依据“道路桥梁工程技术专业人才培养方案(2012版)”中的“专业知识结构”部分设置的。其总体设计思路是构建具有高职高专特色、理论与实践并重、以岗位群技术应用能力为主线的新的课程体系。根据教学内容的特点,灵活运用探究式、启发式、类比式、归纳式、互动式、提问式等多种教学方法,有效调动学生的兴趣,促进学生积极思考与实践。根据就业岗位需求和前后续课程的衔接,选取相关实践技能训练为主的教学内容,并将职业技能鉴定融入到教学过程中。课程的教学过程要通过校企合作,校内实训基地建设等多种途径,采取工学结合等形式,充分开发学习资源,给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式,通过理论与实践相结合,重点评价学生的职业能力。

2、该门课程的总学时为60。以基于工作过程得课程开发理念为指导,以职业能力培养和职业素养养成为重点,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,融合结构工程师,监理师等职业资格标准,以对结构进行内力、变形的计算为主要授课内容,以来源于工程一线的实际案例为载体,以理实一体化的教学实训室为工作与学习场所,对课程内容进行序化。通过教学模式设计、教学方法设计、教学手段的灵活运用、教学目标的开放性设计、教学考核方法改革等,保证了学生专业能力、方法能力和社会能力的全面培养。

(三)、课程开发思路

根据高职教育的特点,按照学院“小学校、大课堂”的办学思路和“校企融合、同兴共赢”的办学模式,积极探索“校企合作、工学结合”的人才培养模式,积极探索以实践能力考核为主的课程评价方法,切实提高学生的职业能力和就业竞争力,具体措施体现在以下几个方面:

1

● 基于典型工作过程分析,构建课程体系; ● 职业能力培养为核心,设计教学内容;

● 以提高学生职业能力和职业素养为目标,重视实践教学; ● 融合职业资格标准,推行双证书制; ● 校企合作,共建新型实践教学基地;

● 校企合作,形成实践技能课主要由企业兼职教师讲授的机制。

二、课程目标

本课程的培养目标是培养道路桥梁工程技术专业有关施工和设计方面的应用性人才,其核心能力为路桥工地现场施工中工程力学分析与承载力、稳定验算等能力和路桥结构设计中的截面尺寸设计和配筋设计等能力。这要求学生熟练掌握工程力学的基本知识,并通过实训学会灵活应用所学知识,为后续课程的学习,以及为将来走上社会成为路桥专业应用型人才和高技能人才奠定基础。

1) 知识目标

● 掌握工程力学的研究对象,研究方法; ● 掌握一般构件的受力分析,受力图的绘制方法; ● 熟练掌握平面力系的平衡原理、平衡方程和计算方法; ● 掌握拉压、剪切、和弯曲等基本变形的概念和内力计算;

● 熟练掌握在不同变形情况下,杆件强度、刚度和稳定性的概念与计算; ● 熟练掌握材料应力分析方法及材料力学实验的基本知识; 2)素质目标

● 培养良好的思想品德、心理素质;

● 培养良好的职业道德,包括爱岗敬业、诚实守信、遵守相关的法律法规等; ● 培养良好的团队协作、协调人际关系的能力; ● 培养对新知识、新技能的学习能力与创新能力; 3)能力目标

● 能利用静力平衡方程计算工程结构的支座反力和内力; ● 能根据内力计算方法判断工程结构的危险截面; ● 能对工程结构进行承载力的分析和计算; ● 能根据结构特点合理布置荷载;

● 能对工程结构进行材料、截面形状和尺寸的设计; ● 能对工程结构的进行强度、刚度和稳定性校核;

三、课程内容和要求

根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求,确定课程内容和要求,说明学生应获得的知识、技能与态度。

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四. 课程实施和建议

(一)、课程的重点、难点及解决办法

本课程是道路桥梁工程技术专业的专业基础课,重点是培养学生对构件进行静力、内力、应力和变形分析和计算的能力,并进一步培养学生对工程结构进行强度、刚度和稳定性的分析能力。 本课程的教学难点是如何使我们的理论、实践教学更好的和专业课衔接;如何把这门课的知识和学生将来的工作更好结合起来;如何选择和工程实际更接近的案例进行教学实施;如何寻找企业与学校合作为学生提供实践练习的工作岗位以及如何选择合适的工程软件并进行教学实施工作。 解决办法通过多种渠道加强建设与路桥专业有关的校内实验室和校外实训基地,并采取多种途径和路桥施工企业建立联系。校内实验室现设:专业计算机网络教室(120台)、建筑材料实验室、土工试验室、力学实验室、测量仪器室、混凝土养生室、沥青实验室、结构检测室、模型实验室等十七个实验室,各类实验仪器150多套、建筑面积1950平方米;拥有全站仪、GPS 全球卫星定位测量系统、桩基低应变无破损检测仪、超声波检测仪、静力触探仪等多种先进教学仪器,试验设备总值500多万元;经过多年的努力,校外实习基地建设成效显著,目前为止我系共建立了河北省路桥集团、河北远洲交通科技有限公司等19个校外实训学习基地,均签订了合作实训协议。企业提供实习基地、设备,参与专业的培养计划制订,并指派专业人员指导学校的专业教学;校外实习基地的建立不仅为学生的实训提供了保证,而且密切了校企关系,拓宽了校企合作的领域,经实践证明,校外实训效果良好。多种教学方法灵活运用,再配以课外作业等形式激发学生的学习动力,增强学生的学习兴趣,提高教学效果;建设和完善课程的网络资源,为学生的学习提供多种渠道的便利条件;加强任课教师实践能力的培养,增强其教学能力等。

(二)、教学方法和教学手段

1.教学方法:

在课堂教学上克服了以往单纯以老师为主的教学方法,积极利用“启发式”和“探究式”的方法进行教学。我们尽量从实际问题引入新内容,启发学生深入思考,引导学生积极讨论,充分调动学生的主观能动性,力求做到学生在教师的指导下对学习的内容自主学习,主动发现,积极探索,寻求答案,而不是被动接受、理解和记忆。同时,在学生学习过程中,还注重学生逻辑性思维和创造性思维的培养。

本课程除了不断完善理论教学外,还非常注重理论和实践相结合。首先,积极组织工作在结构设计一线的结构工程师给学生授课,让学生从真实的结构设计案例中了解《工程力学》的广泛应用性和它在专业发展中的重要性, 使学生的学习更加切合于实际。同时,《工程力学》教学组还定期邀请工程技术人员来校作各种讲座,激发学生对所学桥梁的热爱和自豪,使学生了解国内外桥梁发展历史和现状。另外,积极培养学生的动手能力,例如,在学生中组织了桥梁设计大赛,从而提高了教

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学质量,获得了良好的教学效果。这样既锻炼了学生理论和实际相结合的能力,也可以培养学生树立正确的集体观念和合作意识。

在课堂外,积极增加教与学的互动。充分利用校园网设立了结构论坛和答疑系统,学生除课堂外还可以在网上与教师探讨问题,并利用网上查询自己的学习成绩。

多种教学方法的灵活应用,能够大大的激发学生的学习热情,从而增强该门课程的教学效果。

2.教学手段

传统的板书与现代的多媒体教学相结合。理论计算采用传统的板书,以启发式、互动式为主;对桥梁结构采用多媒体教学,以工程案例、图表、动画、录像等手段,将庞大的桥梁与复杂的施工现场搬进课堂,形象、直观,通俗易懂,学生学习兴趣高。

充分利用丰富的网络资源。先进的现代教育技术手段、丰富的网络资源,提升了课程的品质和内涵。在校园网上提供了丰富的网络资源,其中主要包括网络课程、电子参考书、网上自测系统、道桥论坛及网上答疑等内容;指导学生学会在网上查找资料,特别是能够快速查到一些著名大学、施工单位和科研院所的网站,且在网上提供了几个相关连接。不仅可以满足了本课程学生自主学习和上网学习的需要,也起到了教育学生、激励学生、教书育人的作用。

(三)、教学评价

本课程的评价主要是阶段评价与最终评价相结合、理论评价与实践评价相结合的模式,突出过程与模块评价,结合课堂提问、操作技能、课后作业等手段,减少笔试所占的比重,增加实践性考核的比重,但要注重平时的评分汇集。平时的评分内容包括职业道德、学习能力、团队协作精神、沟通交际能力、写作能力、语言表达能力、知识的运用和掌握能力等方面的考核。 建议在教学中分任务模块评分,在课程结束时进行综合模块考核或者利用答辩的形式考察学生对所学知识的理解与掌握程度。这样多元化的评价体系得出的结果能够体现出本门课程的特殊性以及对学生的公平与公正。

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说明:每个模块的考核主要考察学生的出勤情况、实际动手能力、理论知识的运用与掌握情况、完成作业的准确度、完整度、规范度等、分析问题、解决问题的能力、合作沟通能力、学习态度、总结报告(报告的内容、态度、写作水平等)等评定项目进行考核。

(四)、教案编写建议

教案是教师依据课程标准的要求,结合个人教学实践和学生的认知水平设计、编写教学实施方案,教案的编写应充分体现“以学生为主体的”理念,以利于教学的组织和围绕学生知识的学习以及职业能力的培养开展教学。

一般包括以下几项: 1.教学内容及教学组织 2.教学方法的选择 3.学习情景设计 4.课后作业与课外学习

(五)、 教材编写

如果编写教材,那么必须依据本课程标准编写教材。教材的编写要充分体现高职高专特色,要强调理论与实践并重、要以培养岗位群技术应用能力为目标。教材内容要反映新形势下的路桥设计和施工内容,要与企业合作开发,让企业具有丰富设计和施工经验的工程师参与进来。教材编写还要考虑路桥专业课的情况,及时对教材内容进行更新,以达到更好的和后续课程衔接。

(六)、课程资源的开发与利用

1.教辅材料:要力求接近实践,最好是来源于实践的案例与情境,并开发课程的习题、参考文献等内容,向学生开放,以利于学生自主学习。

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2.实训指导书:格式正确、内容全面,且能具体写明对学生的各项要求。

3.软件环境:不断完善和工程力学有关的综合实训室的软件环境,引进一些工程软件用于教学,为学生提供更好的工程软件模拟条件。

4.硬件环境:希望能够加大和完善硬件实训内容的建设。

5.信息技术:充分的利用各种信息技术,例如网络、多媒体课件等,为学生提供学习的便利条件。例如加大课程的网络资源建设,把与课程有关的文献资料、教学大纲、电子教案、教学课件、习题、教学视频、工程设计和施工的相关前沿信息、与职业资格考试相关的资料、学生与教师的互动等都放到网上,充分的为学生的自主学习提供环境条件。

(七)、师资和实训条件

要求任课教师必须具有丰富的工程力学知识(包括理论知识和实践知识)、课程开发能力、基于学生能力培养的教学能力等,以利于教学和课程的改革。

另外,本门课程的实训条件要求有教学做一体化的综合实训室,融教学与实训为一体,以及与课程相应的软件作支持。校外要求有与学校长期合作的企业做实训基地,满足学生顶岗实习的需要。

(八)、其它说明

本课程标准的主要适用于高等职业技术院校。

(九)、教学参考资料

1.参考书目:

[1]《工程力学》 孔七一主编 张金喜主审主审 人民交通出版社

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