力學(xué)課程教學(xué)改革淺析

王建平

[摘要]力學(xué)是建筑專業(yè)中的一門重要基礎(chǔ)課程。在教學(xué)內(nèi)容要增加，教學(xué)時(shí)數(shù)要減少的條件下，必須對現(xiàn)行力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考試方法進(jìn)行改革，才能與高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)。

[關(guān)鍵詞]課程教學(xué)改革教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G40文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671--7597(2009)1010183--01

長期以來，力學(xué)教學(xué)內(nèi)容保持著他的傳統(tǒng)學(xué)科體系，教師基本上采用“粉筆+黑板”的填鴨式教學(xué)方法，課外通過題海戰(zhàn)術(shù)讓學(xué)生記住公式。這種空洞的理論灌輸式的教學(xué)以及沉重的課外負(fù)擔(dān)使學(xué)生感到學(xué)習(xí)的困惑與乏味。而當(dāng)前我系高職學(xué)生的文化素質(zhì)參差不齊，對力學(xué)中很多的理論知識無法理解與融會(huì)貫通。因此，學(xué)生對力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣乏味，認(rèn)為是一門吃力而沒有多少用處的學(xué)科，甚至有一種恐懼感，覺得力學(xué)理論太深?yuàn)W了，不好學(xué)，難于理解，于是干脆放棄了。因此，高職教育的力學(xué)教學(xué)改革勢在必行。通過長期的教學(xué)實(shí)踐，我認(rèn)為急需要從以下幾個(gè)方面著手，盡快改善目前這種局面。

一、力學(xué)教學(xué)的首要任務(wù)——培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)感

在長期的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)過程中，單純在“紙上談力”，把力從客觀世界分離出來了，抽象地想象力學(xué)中的現(xiàn)象與規(guī)律，而實(shí)際上，力是人們用特定角度去看客觀物質(zhì)世界時(shí)物體之間的特殊聯(lián)系方式——機(jī)械作用。雖然力看不見摸不到，但他存在于物體間的相互作用接觸中。為了研究的方便，我們用簡單的符號把他們在紙上表達(dá)出來，力學(xué)才被般到紙上，故在分析力學(xué)問題時(shí)，并不能單純得從紙上來看，而是要把物體在客觀世界中所處的環(huán)境分析清楚，才能準(zhǔn)確地分析物體的受力情況。例如，我們分析講臺上粉筆盒的受力情況時(shí)，與粉筆盒相聯(lián)系的物體有：地球、講臺、空氣，空氣的機(jī)械作用與地球和講臺相比相差很大，這里我們不予考慮。這時(shí)，粉筆盒受到地球的作用為重力，講臺的作用(理想狀態(tài)，不考慮摩擦)為支撐力，很自然地就分析出粉筆盒的受力情況了。通過這種方法的訓(xùn)練，讓學(xué)生反復(fù)認(rèn)識力學(xué)的客觀性。正確地理解力學(xué)，建立正確的思維方式，是力學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是力學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)，應(yīng)該貫穿于力學(xué)教學(xué)的始終。而且只有學(xué)生有了這種力學(xué)感之后，在以后的力學(xué)學(xué)習(xí)中才能夠靈活分析和解決問題。

二、讓學(xué)生清晰認(rèn)識力學(xué)分析的方法

力是物體間的相互作用，力是客觀存在世界的。力學(xué)的理論基礎(chǔ)是從實(shí)踐中總結(jié)出來的，是為實(shí)踐服務(wù)的。力學(xué)中討論的是力的共性，以作用效果為度量的標(biāo)準(zhǔn)(不著重中間過程)，使得力學(xué)從客觀物體約束抽象出來，有了自己的處理手段與方法的靈活性和通用性。故力學(xué)對那些暫不定或非常復(fù)雜的事物都用了效果相同等效處理的原則，正因?yàn)檫@一原則，使得力學(xué)適用于全工程領(lǐng)域。例如合力等于各分力的矢量和，就是一個(gè)典型的等效原則。

三、在力學(xué)教學(xué)中開發(fā)小實(shí)驗(yàn)——實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)

情景教學(xué)，就是把理論的有關(guān)規(guī)律和原理通過實(shí)驗(yàn)或模擬實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出來，誘導(dǎo)學(xué)生即席思考并做創(chuàng)造性探索，加強(qiáng)學(xué)生對力學(xué)原理與規(guī)律的認(rèn)識與理解，激發(fā)他們的問題意識、反映能力和創(chuàng)新精神，且能提高課堂教學(xué)效果。

在力學(xué)教學(xué)中，常用實(shí)物制作模型，模擬某一力學(xué)原理，模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，使學(xué)生能形成堅(jiān)定的認(rèn)識，對原理與規(guī)律理解得會(huì)更透徹，加強(qiáng)了實(shí)用性。模擬原理單一，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不長，取材方便，制作簡單。小實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)，剛開始教師自己做，課堂演示，給學(xué)生示范感染，然后誘導(dǎo)學(xué)生自己做，組織競爭，激活學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。

在力學(xué)教學(xué)中系統(tǒng)的開發(fā)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)，可以讓學(xué)生在動(dòng)手中創(chuàng)新，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)認(rèn)識到力學(xué)在工程實(shí)際中所起的重要作用，做到有針對性地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論和方法去分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，這對于拓寬學(xué)生的工程知識面，增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)性有很好的促進(jìn)作用。

四、打破傳統(tǒng)的學(xué)科體系，改革教材及教學(xué)大綱，更新考核辦法

現(xiàn)行力學(xué)的教學(xué)體系，存在著嚴(yán)重的學(xué)科化傾向，過于強(qiáng)調(diào)課程自身的系統(tǒng)性和完整性，與相關(guān)課程的聯(lián)系與配合較差；過于強(qiáng)調(diào)理論性，和工程實(shí)際聯(lián)系的不夠緊密，學(xué)生缺乏必要的工程實(shí)際知識的教育和訓(xùn)練。而現(xiàn)在大多數(shù)高職院校都在走2+1模式，力學(xué)課程的理論教學(xué)時(shí)數(shù)越來越少，且我國的高職學(xué)生文化素質(zhì)普遍偏低。因此，原有的救材體系很難適應(yīng)現(xiàn)階段高職教育的需要，這就要求教師在教學(xué)時(shí)要合理地處理好教材的體系和教學(xué)大綱，總結(jié)出適合自身教學(xué)的完整體系。比如說在材料力學(xué)中，基本上是以“拉伸與壓縮→剪切→扭轉(zhuǎn)→彎曲”為主線的內(nèi)容體系講述，并且每一種基本變形又都是按“內(nèi)力→應(yīng)力→變形→強(qiáng)度和剛度計(jì)算”的順序進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣按教材講，內(nèi)容的重復(fù)性大，使教學(xué)過程缺乏新意和吸引力，而且費(fèi)時(shí)，重點(diǎn)也不突出。為此，教師可以打破原有教學(xué)方法，根據(jù)常規(guī)工程的設(shè)計(jì)思路優(yōu)化成以“桿件的內(nèi)力分析→應(yīng)力分析→應(yīng)力狀態(tài)分析→變形分析→失效分析與靜力計(jì)算”為主線的教學(xué)內(nèi)容新體系，將各種變形的共性問題(如內(nèi)力、應(yīng)力、變形等)集中起來研究，可以省去類似的分析推導(dǎo)過程，避免了按每一種基本變形小循環(huán)的重復(fù)，以便重點(diǎn)講授理論和公式的應(yīng)用方法及條件。這樣即能解決多重循環(huán)的問題，還能夠集中和強(qiáng)化概念，做到削技強(qiáng)干，突出重點(diǎn)，更重要的是這樣做能夠培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，教學(xué)效果也比原來的好很多，還節(jié)省了課時(shí)。

考試考核的內(nèi)容與方法不改革，教學(xué)的導(dǎo)向性就不能根本扭轉(zhuǎn)。首先，要在考核內(nèi)容上加以調(diào)整。減少以再現(xiàn)書本知識為主的考試內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用，特別是綜合性、創(chuàng)造性地應(yīng)用知識能力的考核。這樣的考試，使學(xué)生思維更活躍，更易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，從而使考試真正成為進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，不再被學(xué)生視為沉重的負(fù)擔(dān)。

五、采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)

力學(xué)課程有很強(qiáng)的工程背景，我們在教學(xué)過程中利用多媒體技術(shù)，將一些工程實(shí)例通過屏幕生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，幫助學(xué)生解決力學(xué)模型建立的問題。同時(shí)，教師利用可交互式的CAI多媒體教學(xué)軟件及自作課件進(jìn)行課堂教學(xué)，用動(dòng)畫將抽象難懂的內(nèi)容形象地表達(dá)出來，可以達(dá)到化解教學(xué)難點(diǎn)、縮短學(xué)生認(rèn)知過程的目的。而且，利用多媒體教學(xué)，可極大減少繁瑣計(jì)算的時(shí)間，使學(xué)生將主要精力用于概念和原理的理解和應(yīng)用上，教師也有更多的時(shí)間實(shí)施啟發(fā)、誘導(dǎo)?？傊?，直觀教學(xué)能使許多力學(xué)疑難問題迎刃而解，既可培養(yǎng)學(xué)生興趣，又可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。以“約束與約束反力”、“剛體的平面運(yùn)動(dòng)”等知識點(diǎn)為例，這些知識點(diǎn)的抽象概念較多，學(xué)生很難理解，需要的圖形和圖片數(shù)量較多。如果用傳統(tǒng)的粉筆加黑板進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果很差，但利用多媒體課件輔助教學(xué)，通過實(shí)體模型的真實(shí)性、形象性和生動(dòng)性，學(xué)生接受起來就很容易，這就大大地提高了這些知識點(diǎn)的課堂教學(xué)效率和效果。