基于主觀能動性的力學(xué)教學(xué)方法改革探討

張賢才++李麗民++唐偉++周基

摘要：力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)）是土木工程專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，是后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、橋梁工程等各課程的必備知識。本文從教師和學(xué)生兩方面對力學(xué)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，總結(jié)得出一些新的教學(xué)措施，希望有助于提高此課程的教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：力學(xué) 主觀能動性 教學(xué)方法

一、引言

力學(xué)是土木工程各專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學(xué)生的工程概念和解決工程實際問題具有十分重要意義。目前，地方高等院校所開設(shè)的力學(xué)課程結(jié)構(gòu)單一、內(nèi)容陳舊且重復(fù)性較多。此外，教師在教學(xué)過程中也存在不少問題，如師資力量薄弱，課時少、內(nèi)容多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度大，等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新材料、新技術(shù)的運用，舊的力學(xué)體系和內(nèi)容顯然不能適應(yīng)社會發(fā)展的要求，故力學(xué)教學(xué)改革勢在必行.教師應(yīng)尋求新形勢下的力學(xué)教學(xué)方法，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。

二、主觀能動性的教學(xué)改革

“主觀能動性”又稱自覺能動性、意識的能動性，是指人們在認(rèn)識世界和改造世界的過程中有目的、有計劃、積極主動的、有意識的活動能力。本文從兩方面對其進(jìn)行了闡述：一方面，教師的主觀能動性體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、次序的優(yōu)化，教學(xué)方法、手段的改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生主觀能動性措施等方面。另一方面，學(xué)生的主觀能動性體現(xiàn)在學(xué)生與教師互換角色，讓學(xué)生主動參加課堂教學(xué)，使其自主進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，組織課堂教學(xué)等方面。

（一）教學(xué)內(nèi)容、次序的優(yōu)化

目前，三大力學(xué)中存在內(nèi)容重復(fù)較多和體系不合理等問題。在內(nèi)容方面，如有關(guān)單自由度體系振動是理論力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)共有內(nèi)容，結(jié)構(gòu)位移的單位荷載法、能量法、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及超靜定梁的計算等內(nèi)容是材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)共有內(nèi)容，動靜法是理論力學(xué)與材料力學(xué)共有內(nèi)容。在體系方面，如漸近法、圖解法、無鉸拱內(nèi)力計算等內(nèi)容篇幅較多，但其已很少應(yīng)用，而一些新結(jié)構(gòu)、新理論卻未在教材中體現(xiàn)出來。因此，教師在教學(xué)過程中可以將三門力學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行重新整合、優(yōu)化，形成三大模塊，即基礎(chǔ)模塊、工程基礎(chǔ)模塊和專業(yè)模塊。實踐證明，依照模塊教學(xué)不僅優(yōu)化了各層次的教學(xué)內(nèi)容，滿足了不同專業(yè)的需求，而且強化了模塊之間的銜接與配合，取得了較好的教學(xué)效果。

對于教學(xué)次序，總體上按照三大模塊先后順利進(jìn)行，本文以材料力學(xué)為例。目前，材料力學(xué)的教學(xué)以“拉伸-剪切-扭轉(zhuǎn)-彎曲”為主線，且每種基本變形以“內(nèi)力-應(yīng)力-變形”為序講解，都采用統(tǒng)一的推導(dǎo)過程，即“平截面假設(shè)-幾何關(guān)系-物理關(guān)系-靜力平衡-應(yīng)力公式”。顯然，該種教學(xué)模式循環(huán)進(jìn)行，重復(fù)內(nèi)容多。經(jīng)研究探索，我將教材內(nèi)容做以下調(diào)整：（1）在講解桿件軸向拉壓變形時，重點講授內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變等重要概念，從簡單的變形中使學(xué)生掌握研究各種基本變形的一般思路和方法。

（2）基于上述講授的知識和方法，組織學(xué)生課堂大討論，即討論結(jié)構(gòu)在各種變形條件下的共性問題，如內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變等。通過討論，讓學(xué)生自己了解各種變形的共性，總結(jié)出研究桿件變形所需的基本方程和邊界條件。

（二）教學(xué)方法、手段的改進(jìn)

本文針對當(dāng)前力學(xué)教學(xué)方法的局限性，對教學(xué)方法、手段進(jìn)行了探討，實現(xiàn)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為核心的教學(xué)理念，以便充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

1.啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是指教師根據(jù)教材重點、難點，分層次、有步驟地進(jìn)行設(shè)問，逐步對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使他們得出結(jié)論，進(jìn)而鼓勵學(xué)生不斷探索和掌握新知識、新內(nèi)容。通過設(shè)置課堂小組討論，讓學(xué)生在相互交流中尋求解決問題的方法。該方法不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性，活躍了課堂氣氛，還使學(xué)生具備了解決實際問題的能力。

2.多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)是指運用多媒體將動畫或?qū)嵗M(jìn)行演示，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，吸引學(xué)生的注意力，使其全力投入課堂。多媒體教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，節(jié)省板書時間，提高授課效率，具有傳統(tǒng)教學(xué)所達(dá)不到的效果。但是，多媒體教學(xué)只是一種輔助教學(xué)手段，應(yīng)避免其產(chǎn)生的缺陷。在授課時，教師應(yīng)將傳統(tǒng)授課方式與多媒體教學(xué)有機結(jié)合，發(fā)揮各自專長，這樣才能收到最佳的教學(xué)效果。

3.考教分離

目前，考核教師的教學(xué)效果及學(xué)生對知識體系的把握程度仍通過傳統(tǒng)的考試制度進(jìn)行，其存在著較大弊端。因此，筆者實施考教分離制度，即根據(jù)教學(xué)、考試大綱建立試題庫，并且適當(dāng)降低卷面分?jǐn)?shù)的比例，結(jié)合學(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況適當(dāng)提高平時成績比例，在提高教學(xué)效果的同時調(diào)動學(xué)生的主動性。

（三）激發(fā)學(xué)生主觀能動性的措施

傳統(tǒng)課堂中，教師是課堂的主體占用課堂的絕大部分時間，而學(xué)生作為聽眾，只能被動地接受知識，偶爾通過回答“是”與“否”來體現(xiàn)自己“主人翁”地位。因此，教師要切實貫徹“授之以魚不如授之以漁”的教學(xué)理念，使學(xué)生由被動接受知識變成主動探求知識，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的學(xué)生主觀能動性，提高他們的綜合水平。

我通過實施“探究式課堂教學(xué)模式”即“小組討論法”“問題解決式”“指導(dǎo)型”等教學(xué)模式使學(xué)生在獲取新知識過程中，能親身參與整個教學(xué)活動。在探究式課堂教學(xué)中，學(xué)生是探究的主體，教師則是參與者、輔導(dǎo)者。

1.“小組討論”教學(xué)法

“小組討論法”教學(xué)是指把一個班的學(xué)生分成若干小組，向每組布置課題任務(wù)，并在規(guī)定時間內(nèi)完成，然后在課堂上進(jìn)行研討，教師只作為參與者對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。通過討論的方式可以使學(xué)生掌握相應(yīng)的知識點，激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維。

例如，在講完桿件拉壓變形之后，將土木1101班（40人）分成五組，給每組A4復(fù)印紙、兩根筷子、細(xì)繩等材料制作圖1所示結(jié)構(gòu)，并按照圖2進(jìn)行加載，并讓學(xué)生討論這個過程中所涉及的力學(xué)知識。

2.“問題解決式”教學(xué)法

“問題解決式”教學(xué)是教師基于教材基本知識點設(shè)計相應(yīng)的問題，學(xué)生解決問題的一種教學(xué)方法，其注重的是師生互動，以學(xué)生為主，教師為輔。學(xué)生在解決問題的過程中運用知識與思維能力，把理論知識變成解決實際問題的工具，進(jìn)而增強他們的綜合能力。

例如，講梁的剛度問題時，讓學(xué)生自主分析下圖3結(jié)構(gòu)中、梁的支撐關(guān)系并繪制其計算簡圖。

3.“指導(dǎo)型”教學(xué)法

“指導(dǎo)型”教學(xué)是一種新的教學(xué)方法，它將傳統(tǒng)教學(xué)與探究式教學(xué)有機結(jié)合，以學(xué)生為主導(dǎo)，教師為監(jiān)控主體的教學(xué)行為。例如，在講解約束與靜定、超靜定結(jié)構(gòu)的關(guān)系時，插入南斯拉夫電影中“橋”的故事，讓學(xué)生分析電影中游擊隊為什么選擇橋梁工程師親自炸橋。學(xué)生自己組織討論，教師進(jìn)行指導(dǎo)，使他們在相互交流中理解概念、掌握靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，收到了良好的課堂教學(xué)效果，既能提高學(xué)生的參與意識、競爭意識和團(tuán)隊合作意識，又讓他們在“互換角色”中學(xué)有所得。

三、結(jié)語

通過實施上述教改方法，課堂教學(xué)收到了良好的效果，學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，而且多種教學(xué)方式的結(jié)合，使學(xué)生的理論知識更扎實，解決實際問題的能力大大提高。

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基金項目：

1.校改項目名稱：基于主觀能動性的力學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新研究（編號：XKYJ2013025）。

2.校改項目名稱：啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)的研究與實踐（項目編號：XKYJ2013026）。

3.省教改項目：新建地方本科院校“校企”聯(lián)合培養(yǎng)工程管理專業(yè)應(yīng)用型人才的創(chuàng)新模式研究與實踐、應(yīng)用技術(shù)型本科院校土木工程課程體系改革研究和實踐。

作者簡介：

張賢才（1986-），男，漢族，江西撫州人，在讀博士，研究方向：結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)與研究。