基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)與學(xué)生的一般發(fā)展

朱懷亮

【摘要】根據(jù)基礎(chǔ)力學(xué)課程的特點，應(yīng)用現(xiàn)代教育理論，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識和人文精神為目標，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)力學(xué) 教育理論 一般發(fā)展

【基金項目】上海高校本科重點教學(xué)改革項目和上海市重點學(xué)科建設(shè)項目（S30106）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）03-0254-02

基礎(chǔ)力學(xué)涵蓋理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程，是理工科相關(guān)專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。課程的主要特點是理論性、實踐性強，既有嚴謹?shù)睦碚擉w系，又有明確的工程背景。因此，根據(jù)新時期高等教育的要求，應(yīng)用現(xiàn)代教育教學(xué)理論，探索基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)中的一般規(guī)律，對促進學(xué)生的全面發(fā)展具有積極的意義。

一、贊科夫發(fā)展主義教育教學(xué)理論

20世紀以來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和知識爆炸性的更新，以知識傳承為中心的教學(xué)理念和方法開始受到挑戰(zhàn)，新的教育教學(xué)理論相繼出現(xiàn)。著名教育理論家和心理學(xué)家贊科夫（1901—1977）所創(chuàng)立的發(fā)展主義教學(xué)論體系反映了世界教學(xué)論的趨勢，被譽為“課程現(xiàn)代化”的三大典型代表之一。

發(fā)展主義教育理論認為：在教學(xué)過程中學(xué)生不僅要獲得知識，同時要得到一般發(fā)展。所謂一般發(fā)展是指人的智力、情感、意志等等而言，包括人的個性的一切方面的發(fā)展。因此，教學(xué)的目標和中心思想是以最好的教學(xué)效果來促進學(xué)生的一般發(fā)展，同時，學(xué)生在一般發(fā)展上所取得的進步又可幫助他們更好地獲得知識和技能的訓(xùn)練。在教學(xué)原則上，不僅要著眼于教師的教，更要注重于學(xué)生的學(xué)；在教學(xué)內(nèi)容上重視基礎(chǔ)知識和技能的訓(xùn)練，強調(diào)學(xué)生的一般發(fā)展不能建立在知識的真空中，以知識的廣度達到知識的深度；在教學(xué)實踐中注重方法的多樣性、強調(diào)學(xué)習的過程和綜合能力的培養(yǎng)以及每一個學(xué)生的發(fā)展。由此所構(gòu)造的現(xiàn)代教學(xué)論體系框架在世界上許多國家都產(chǎn)生了重要的影響。

二、基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)與學(xué)生的一般發(fā)展

1.學(xué)習興趣的培養(yǎng)與遷移

興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向，一個人知識的獲取和能力的培養(yǎng)是與其興趣、愛好密切相關(guān)的。興趣又可分為直接興趣和間接興趣。直接興趣是指對事物或活動過程本身的興趣，例如新穎的內(nèi)容、精彩的講授、直觀的模型和奇妙的實驗等都會引起學(xué)生強烈的興趣。間接興趣則是由對事物或活動的結(jié)果所產(chǎn)生的興趣，如學(xué)生對課程的重要性的認識，對教學(xué)活動的目的、任務(wù)以及所達到的效果的預(yù)測和判斷，都會引起主觀上的重視和愛好。一般說來，直接興趣作用的時間相對較短，而間接興趣則比較穩(wěn)定；但直接興趣和間接興趣不是相互孤立的，而是相互聯(lián)系、相互作用，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化和遷移。通常在力學(xué)課程開始時，學(xué)生往往興致較高，明確的工程背景和好奇的求知心理都會給學(xué)生帶來較高的學(xué)習熱情，但隨著課程的深入學(xué)生們的熱情也會逐漸降低，一些同學(xué)甚至會產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，我們在教學(xué)過程中，除了要精選教學(xué)內(nèi)容、選用合理的教學(xué)方法，不斷激發(fā)學(xué)生的直接興趣外，還要結(jié)合課程特點，利用多種方式、不斷強化學(xué)生的間接興趣。例如力學(xué)中的許多公式和內(nèi)容都有很好的歷史背景、工程應(yīng)用實例和名人軼事，充滿了智慧的火花。將這些事例巧妙地融入課程內(nèi)容，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣并轉(zhuǎn)化為求知的動力。

2.科學(xué)思維的啟迪與訓(xùn)練

任何科學(xué)的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，都離不開科學(xué)的思維方法。既需要歸納、演繹、分析、綜合等邏輯思維，又要有直覺、聯(lián)想、靈感等非邏輯思維。在基礎(chǔ)力學(xué)的知識結(jié)構(gòu)體系中，始終貫穿于邏輯思維和非邏輯思維的滲透和應(yīng)用。例如在各種力學(xué)建模中，都需要依靠直覺性思維和抽象性思維對工程實際中的問題抓住主要矛盾、忽略次要因素，獲得簡單、直觀的力學(xué)模型，成為解決一切力學(xué)問題的基礎(chǔ)，而邏輯推理和數(shù)學(xué)演繹則又是分析和解決各種力學(xué)問題最重要的方法之一。因此，在力學(xué)教學(xué)中，要加強對學(xué)生的科學(xué)思維訓(xùn)練，讓學(xué)生學(xué)會用科學(xué)的思維方法去分析問題和解決問題。例如靜力學(xué)中的物系平衡問題，要考慮整體與部分的拆分與綜合；運動學(xué)中的復(fù)合運動分析；材料力學(xué)中對力學(xué)模型的抽象與簡化；不同破壞模式的特征與機理分析；結(jié)構(gòu)力學(xué)中各種結(jié)構(gòu)形式的選取和近似等。在科學(xué)思維訓(xùn)練中，還要特別重視對求異性思維的啟迪與引導(dǎo)。例如動力學(xué)問題中的一題多解，歐拉梁應(yīng)力公式的演繹，超靜定結(jié)構(gòu)基本未知量選擇與邊界條件的相容性，結(jié)構(gòu)動力綜合最優(yōu)設(shè)計等。學(xué)會把已有的知識應(yīng)用到新的情境中，利用原型、借助聯(lián)想，去解決新的問題并提高科學(xué)思維的能力。

3.實踐性、創(chuàng)新性能力培養(yǎng)

力學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)、又是應(yīng)用科學(xué)，這一特點也決定了實踐性教學(xué)在力學(xué)教學(xué)中的重要地位。加強實踐性教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、促使學(xué)生一般發(fā)展的重要途徑。因此，要扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)教學(xué)中的“重邏輯思維輕動手能力、重基本理論輕創(chuàng)新意識”的觀念，創(chuàng)造條件為學(xué)生提供盡可能多的參與實踐性教學(xué)的機會。例如可通過理論力學(xué)與機構(gòu)學(xué)的結(jié)合、理論力學(xué)與測試技術(shù)結(jié)合、材料力學(xué)與材料科學(xué)結(jié)合、結(jié)構(gòu)力學(xué)與抗震技術(shù)結(jié)合等，打造面向不同學(xué)生對象的多層次、多模塊、綜合性、創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系和平臺，以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。另外，還可結(jié)合課程內(nèi)容，組織學(xué)生參加各種創(chuàng)造性活動，如課外研究小組、科技競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及導(dǎo)師的科研活動等。引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。研究性學(xué)習一般是在教師的指導(dǎo)下，以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為目的，通過創(chuàng)設(shè)問題情境、促使學(xué)生主動性學(xué)習和研究性學(xué)習的教學(xué)模式。研究性學(xué)習的過程可歸結(jié)為：問題情境—提出假設(shè)—組織探究—形成解釋—評價結(jié)果等。問題情境是研究性學(xué)習的關(guān)鍵，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生搜集資料、獨立思考、開展研究，從而發(fā)現(xiàn)新的概念和原理，并應(yīng)用這些原理和知識解決新問題。這將有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲望、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

4.健全人格的塑造和發(fā)展

贊科夫認為，學(xué)校教育的目的不是單純地傳授知識，而是通過整個教育過程促使學(xué)生一般發(fā)展。教師的任務(wù)是通過教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生獲得新的發(fā)展，同時又依靠這種發(fā)展來推動教學(xué)。教育成功的標志不是要培養(yǎng)一批熟悉專業(yè)理論的技術(shù)精英，而是要造就一代具有良好的道德情操、個性特征、興趣廣泛和人格健全的高素質(zhì)人才。因此，在培養(yǎng)學(xué)生智力和能力的同時，要更注重對學(xué)生的理想、道德、情感和性格等非智力因素的培養(yǎng)。只有把智力因素與非智力因素的教育結(jié)合起來，以人為本、潛移默化，才能在教學(xué)的過程中，最大限度地挖掘?qū)W生的發(fā)展?jié)撃?，培養(yǎng)學(xué)生高尚的情操、健全的人格和良好的心理素養(yǎng)，這也是其他教育媒體所無法替代的。力學(xué)在長期的發(fā)展中形成了獨特的力學(xué)文化和深厚的人文底蘊。從伽利略《關(guān)于兩門新學(xué)科的對話》、牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》到愛因斯坦創(chuàng)立的相對論；從古希臘人對靜力學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)到達芬奇、伽利略、伯努利等科學(xué)家關(guān)于構(gòu)件應(yīng)力和強度的貢獻，庫倫圓軸扭轉(zhuǎn)公式以及后來科學(xué)家關(guān)于非圓截面扭轉(zhuǎn)的研究等，無不展現(xiàn)了科學(xué)探索和人文精神的光輝，對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、塑造良好的個性和性格都具有積極的意義。

參考文獻：

[1]贊科夫. 教育與發(fā)展[M]， 北京：人民教育出版社， 1985.