問題式教學(xué)法在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

許衛(wèi)群

摘要：?jiǎn)栴}式教學(xué)法是以提出問題、分析問題、解決問題為線索的一種教學(xué)方法。結(jié)合工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，從課程具體教學(xué)內(nèi)容，生活中常見的力學(xué)現(xiàn)象，實(shí)際工程問題層層深入的開展教學(xué)活動(dòng)。實(shí)踐表明，逐層深入探究問題中心的教學(xué)方法，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的自學(xué)能力，分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}式教學(xué);工程力學(xué);逐層深入

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）35-0148-02

一、引言

隨著高等教育改革的不斷深化，新的教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃給工程力學(xué)這門課的學(xué)時(shí)逐步減少。目前國內(nèi)高校工程力學(xué)教學(xué)普遍面臨著教學(xué)時(shí)數(shù)減少，教學(xué)內(nèi)容不變、甚至略有增加，而教學(xué)要求不斷提高的困難[1，2]。為解決現(xiàn)代工程技術(shù)對(duì)工程力學(xué)知識(shí)要求的不斷提高與學(xué)時(shí)減少的矛盾，必須要改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法。在現(xiàn)有的條件下，根據(jù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況，各高校的力學(xué)教師必須對(duì)新的教學(xué)方法和教學(xué)模式進(jìn)行探索和研究。問題式教學(xué)法是以提出問題、分析問題、解決問題為線索的一種教學(xué)方法[3]。該方法以課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的知識(shí)積累為基礎(chǔ)，以自然現(xiàn)象和工程案例為背景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)自主的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題。結(jié)合工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，已有人從宏觀上研究了問題式在教學(xué)法在工程學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[4，5]，本文將結(jié)合工程力學(xué)具體的教學(xué)內(nèi)容、生活中常見的力學(xué)現(xiàn)象及實(shí)際工程問題探討問題式教學(xué)法的具體實(shí)施過程。

二、問題式教學(xué)的實(shí)施

問題式教學(xué)法是以問題為中心開展的，問題的好壞直接關(guān)系到課堂教學(xué)效果。教師必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)和安排問題，平時(shí)要注意收集日常生活中相關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象和力學(xué)問題，同時(shí)還要密切跟蹤國內(nèi)外的最新研究進(jìn)展，大量搜集課程相關(guān)資料，為課堂提供豐富而又實(shí)際的素材。通過對(duì)學(xué)生提出問題，引導(dǎo)其分析問題、解決問題，以便學(xué)生感悟工程力學(xué)與日常生活及實(shí)際工程的聯(lián)系。

問題教學(xué)法在工程力學(xué)課堂教學(xué)中的實(shí)施應(yīng)分階段分層次的進(jìn)行：

第一階段主要是針對(duì)課程基本內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)需要選擇適合問題式教學(xué)的章節(jié)進(jìn)行問題情景設(shè)計(jì)（本文選取應(yīng)力狀態(tài)分析及強(qiáng)度理論為例，如表1所示）。問題的設(shè)計(jì)要緊扣課堂主題，設(shè)計(jì)問題時(shí)要由淺入深、由易到難，注意前后銜接，誘導(dǎo)學(xué)生思維逐步的深入。在授課過程中，淡化煩瑣的理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)運(yùn)算，強(qiáng)化定性分析，突出問題的分析思路和方法，突出問題的層層遞進(jìn)和相互銜接。整個(gè)授課過程就是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的過程。通過這種方式調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，避免“填鴨式”教學(xué)的弊端。

第二階段在學(xué)生掌握了相關(guān)章節(jié)的基本知識(shí)之后，結(jié)合生活中常見的一些力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行問題設(shè)計(jì)（如下頁表2）。這樣引導(dǎo)學(xué)生分析生活中一些常見的力學(xué)現(xiàn)象，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何將一些生活中常見的現(xiàn)象合理地抽象簡(jiǎn)化為力學(xué)模型，再通過分析、比較、計(jì)算，之后進(jìn)行歸納總結(jié)。以學(xué)生熟悉的生活實(shí)例或?qū)W生熟悉的詩詞、故事為切入點(diǎn)，通過問題的設(shè)計(jì)、層層遞進(jìn)、引導(dǎo)學(xué)生解決問題。將原本較難的力學(xué)分析計(jì)算過程變成水到渠成的事。這樣工程力學(xué)中原本枯燥、抽象的知識(shí)點(diǎn)將會(huì)變得生動(dòng)、直觀、一目了然。這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以提高學(xué)生的應(yīng)用能力，將原本較難的力學(xué)分析計(jì)算過程變成水到渠成的事。這樣工程力學(xué)中原本枯燥、抽象的知識(shí)點(diǎn)將會(huì)變得生動(dòng)、直觀，一目了然。這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

第三階段利用力學(xué)建模與工程案例相結(jié)合進(jìn)行問題式教學(xué)研究。結(jié)合典型的力學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行力學(xué)建模。以“問題”為載體引導(dǎo)學(xué)生把一個(gè)工程實(shí)例力學(xué)模型化之后逐步引導(dǎo)學(xué)生自己解決實(shí)際問題，注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本理論和方法解決實(shí)際工程問題的能力。例如，針對(duì)1982年發(fā)生在美國堪薩斯州的凱越大酒店，舞會(huì)場(chǎng)上面的頂棚突然斷裂這一工程事故可以設(shè)置以下問題。（1）頂棚是哪種破壞形式？（2）頂棚的力學(xué)簡(jiǎn)圖是什么樣的？破壞原因是什么？（3）有什么措施可以避免這種破壞的產(chǎn)生？經(jīng)過查找資料發(fā)現(xiàn)頂棚主要是由于彎曲變形引起的強(qiáng)度破壞，頂棚可以簡(jiǎn)化為一多跨度梁來分析。而對(duì)于梁減少彎曲破壞的方法之一就是增加約束，結(jié)合工程實(shí)際問題，會(huì)場(chǎng)中可以適當(dāng)?shù)卦黾又?。隨著力學(xué)理論的發(fā)展和新材料的出現(xiàn)，為了保持會(huì)場(chǎng)足夠開闊，也可以通過提高材料的性能來保證其安全性。通過引入工程實(shí)例教學(xué)，可以讓學(xué)生意識(shí)到工程力學(xué)在實(shí)際工程中的作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力。

三、結(jié)束語

問題式教學(xué)法的實(shí)施過程中，教師要注重從不同角度設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)，盡可能體現(xiàn)問題的新鮮感和時(shí)代特色，以便引導(dǎo)學(xué)生從多種角度思考問題，從不同的方面尋找答案，從而發(fā)揮自己的創(chuàng)造性。教師通過巧妙地提問拓展學(xué)生思維的廣度和深度，培養(yǎng)學(xué)生的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生的主體作用。實(shí)踐表明，問題式教學(xué)法增強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)性，活躍了課堂氣氛。這種逐層深入最終探究問題中心的教學(xué)方法，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也可以提高學(xué)生的自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

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