提高力學(xué)教學(xué)效果方法探討

班書昊　蔣學(xué)東　李曉艷

摘要：針對力學(xué)課程的重要性與獨特性，探討了如何提高學(xué)生對力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。建議使用多媒體與板書相結(jié)合的方式教學(xué)，提高學(xué)生的主動性；適當(dāng)增添力學(xué)大師的典故，使力學(xué)課程注入新的活力；采用互動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：多媒體；板書；力學(xué)典故；師生互動

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)14-0195-01

1力學(xué)課程的重要性與獨特性

力學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程主要包括理論力學(xué)、材料力學(xué)與工程力學(xué)(由理論力學(xué)的靜力學(xué)部分和材料力學(xué)構(gòu)成)。其中，理論力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，是力學(xué)類各專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論，是培養(yǎng)工科技術(shù)人才必修的基礎(chǔ)課程，其基本理論可以直接用于解決某些工程問題，也可與其它專門知識結(jié)合解決較復(fù)雜的工程問題。而材料力學(xué)是固體力學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是工科高校機(jī)械、土建、土木工程等專業(yè)學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容緊密聯(lián)系工程實際，實用性很強(qiáng)，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)校門后最早接觸工程領(lǐng)域的課程之一。力學(xué)課程，尤其是理論力學(xué)，其內(nèi)容較多，公式推導(dǎo)比較繁瑣，計算結(jié)果比較復(fù)雜，常常導(dǎo)致學(xué)生對此課程產(chǎn)生厭學(xué)情緒，以致上課感到“害怕”，最終大量同學(xué)考試不及格。

如何將這門課程講活。引起學(xué)生的興趣，是一個難度很大的問題，也給高校力學(xué)教師提出了更高的要求。

2提高學(xué)生的力學(xué)興趣

“興趣是最好的老師”，興趣也是進(jìn)行積極思維活動，探索事物真諦的動力源泉。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的大小，直接影響到學(xué)習(xí)的效果。在學(xué)習(xí)力學(xué)之前，多數(shù)學(xué)生不了解力學(xué)的內(nèi)容，基本沒有什么興趣。因此，教師在講授緒論時，要采用板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)，使學(xué)生對力學(xué)的主題思想、總體內(nèi)容有一個清楚的了解，從而培養(yǎng)學(xué)生對力學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)過程中，要多講一些工程實例，采用多種教學(xué)手段，保持并增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(1)采用多媒體與板書相結(jié)合的方法。

多媒體技術(shù)為現(xiàn)代教育提供了便利。利用多媒體技術(shù)對文本、聲音、圖形、圖像和動畫進(jìn)行綜合處理，能夠創(chuàng)造出一個生動逼真的教學(xué)環(huán)境，為教師教學(xué)的順利實施提供良好的保障；利用多媒體技術(shù)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大量地減輕教師板書的工作量，使教師能騰出更多的時間，采用靈活的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)；一定程度上突破時間和空間的限制，充實直觀內(nèi)容，豐富感知材料，能夠較徹底地分解知識技能信息的復(fù)雜度，減少信息在大腦中從形象到抽象。再由抽象到形象的加工轉(zhuǎn)換過程，充分傳達(dá)教學(xué)意圖，并可以通過計算機(jī)的豐富表現(xiàn)手段突出教學(xué)重點。

針對力學(xué)課程，建議采用多媒體與板書相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。針對重要的公式，用板書進(jìn)行相應(yīng)的公司推導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行同步思考。即使學(xué)生以前相關(guān)的內(nèi)容忘記了，也能進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。針對具體概念，相關(guān)工程實例，可以采用多媒體的方式進(jìn)行播放，向?qū)W生提供聲、像、圖、文等綜合性刺激信息。這樣學(xué)生不會感覺太抽象。相反會在大腦中針對具體的力學(xué)概念留下深刻的印象。

(2)貫徹力學(xué)大師的典故。

力學(xué)史的書籍已經(jīng)給我們提供了大量的素材。然后我們要在課程適當(dāng)?shù)牡胤綄⑦@些素材插進(jìn)去。這些例子會讓學(xué)生認(rèn)識到這些大科學(xué)家的偉大，同時也感受到學(xué)科交叉的必要性，從而受到人文氣息與科學(xué)精神的雙重熏陶。例如，講材料的最大剪應(yīng)力破壞準(zhǔn)則時，可以講述整個歷史的來龍去脈：最早對材料的強(qiáng)度破壞問題產(chǎn)生興趣的是文藝復(fù)興時期的巨人達(dá)·芬奇，雖然他對材料的破壞做了一些實驗，但是并未提出合理的強(qiáng)度準(zhǔn)則。隨后，意大利文藝復(fù)興后期偉大的天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，也是近代實驗物理學(xué)的開拓者，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”的伽利略進(jìn)行了進(jìn)一步研究。他對于材料進(jìn)行了彎曲試驗，但是得到的破壞準(zhǔn)則是錯誤的。直到1864年，由法國的工程師屈雷斯加(Tresca)提出了“最大剪應(yīng)力”準(zhǔn)則。才與實驗結(jié)果一致。這個理論也稱為“Tresca準(zhǔn)則”，也就是材料力學(xué)上講到的第三強(qiáng)度理論。

在講述破壞準(zhǔn)則的發(fā)展歷史時，也可適當(dāng)增加一些歷史學(xué)者的簡介，比如達(dá)·芬奇。他是世界上最偉大的藝術(shù)家之一，他的兩幅畫《蒙納利莎》和《最后的晚餐》是人類文化的瑰寶；是世界上最早設(shè)計飛機(jī)的人。要強(qiáng)調(diào)我國學(xué)者在強(qiáng)度理論方面做出的大量工作，例如，西安交通大學(xué)的俞茂宏教授提出了“雙剪切理論”，已經(jīng)被寫進(jìn)教科書。總之，聽了這些力學(xué)史料，學(xué)生將會被故事所吸引，既增加了力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，又增強(qiáng)了民族自豪感。

雖然理論力學(xué)偏重于基礎(chǔ)，注重于推導(dǎo)公式，但是可以補(bǔ)充史料。例如在講動量、動能時，可以講述笛卡兒與萊布尼茲學(xué)派之爭。順便簡介一下萊布尼茲：他比牛頓小四歲，是那個時代最博學(xué)的人；精通法律、外交、數(shù)學(xué)、物理、哲學(xué)、化學(xué)、冶金以及曾經(jīng)設(shè)計過計算機(jī)；最早區(qū)分了動量與動能，認(rèn)為用“活力”mv2來表征動能更加合適。在講流體動量的時候，也可以聊聊歐拉：歐拉是有史以來四大數(shù)學(xué)家之一，晚年雙目失明。但還是非?？炭嗟毓ぷ鳎还矊懥?000多篇論文。有人稱贊他做計算，“就像鳥在空中飛翔，像魚在水里游泳，像人的呼吸一樣自然?！倍c歐拉同時代的拉格朗日則將理論力學(xué)的研究推上了高峰。他的《分析力學(xué)》一書沒有一個圖形，全部是公式的推導(dǎo)。鑒于拉格朗日的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，他被拿破侖稱贊為“一座聳立的高峰”。

(3)增加課堂的互動性。

互動式教學(xué)不是單向灌輸，而是對話、理解的過程、創(chuàng)新能力形成的過程，在力學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)多采用問題導(dǎo)人、案例討論、自學(xué)習(xí)題課等方式能有效的實踐互動式教學(xué)方法，比如講到材料力學(xué)均勻性假設(shè)時，可以這樣類比：體檢抽血5 ml化驗，化驗的結(jié)果能代表全身血液的性狀。引導(dǎo)學(xué)生思考，加深對均勻性假設(shè)的理解。講到泊松比，引導(dǎo)學(xué)生思考；材料的泊松比能否取負(fù)數(shù)?這樣會出現(xiàn)什么樣的反?，F(xiàn)象?然后舉例子；碳納米管類“負(fù)泊松比材料，在拉伸過程中出現(xiàn)體積膨脹的反常現(xiàn)象?？傊?。才用互動式教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生認(rèn)識自然的能力，培養(yǎng)力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性思考問題。

3結(jié)語

力學(xué)的學(xué)習(xí)既重要，又枯燥。如何激發(fā)學(xué)生的力學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，將成為力學(xué)教學(xué)的一個挑戰(zhàn)。結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗，建議性地給出了三種方案。以此期望能夠更好地完成力學(xué)教學(xué)。