《彈性力學(xué)》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐*

趙春香　南景富（黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027）

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《彈性力學(xué)》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐*

趙春香南景富
（黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027）

摘要：淺析了《彈性力學(xué)》開(kāi)展教學(xué)改革的必要性和可行性；闡述了《彈性力學(xué)》開(kāi)展教學(xué)改革的實(shí)施方案；通過(guò)舉例，介紹了《彈性力學(xué)》教學(xué)改革的具體組織與實(shí)施過(guò)程；通過(guò)對(duì)《彈性力學(xué)》課程提供具體真實(shí)的工程背景的教學(xué)改革，在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和培養(yǎng)學(xué)生分析解決具體工程問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)方面可發(fā)揮重要作用。

《彈性力學(xué)》是高等工程類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課是以理論分析為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生建立基本方程，解決工程中所遇到的復(fù)雜的彈性力學(xué)問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。其教學(xué)目的和意義是使學(xué)生通過(guò)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的最基本的概念和理論，基本假設(shè)，基本方程的建立方法及其求解思路掌握彈力問(wèn)題的一般求解方法，為分析板、殼等實(shí)體在各種載荷作用下的應(yīng)力和位移，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和研究打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)[1]。但是，目前對(duì)《彈性力學(xué)》課程的教學(xué)，仍是沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以教材為主，以灌輸?shù)姆绞较驅(qū)W生傳授理論知識(shí)。由于重理論輕應(yīng)用，忽視了與后續(xù)專業(yè)課等工程實(shí)例的鏈接，導(dǎo)致學(xué)生不僅學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課時(shí)存在一定障礙，也使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力不強(qiáng)。為了改變這種現(xiàn)象，在學(xué)校和學(xué)院的支持下，開(kāi)展了《彈性力學(xué)》課程的課程建設(shè)工作，并對(duì)《彈性力學(xué)》課程的教學(xué)方法進(jìn)行了改革。該教學(xué)改革是通過(guò)提供具體真實(shí)的工程背景，有選擇地把問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生置身于該工程背景中。在教師的組織和啟發(fā)下，對(duì)工程背景的受力特點(diǎn)和幾何特征進(jìn)行分析和討論，啟發(fā)和提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力[2]。

一、葉彈性力學(xué)曳開(kāi)展教學(xué)改革的必要性

（一）提高教學(xué)質(zhì)量的需要

高等教育發(fā)展的核心任務(wù)是提高教學(xué)質(zhì)量，這是發(fā)展建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)的基本要求。而在大學(xué)教育階段的主要教育形式是課堂教學(xué)，如何保障課堂教學(xué)質(zhì)量一直備受關(guān)注，也是教學(xué)不斷進(jìn)行改革的主要原因[3]。但是，對(duì)于《彈性力學(xué)》課程的課堂教學(xué)，雖然傳統(tǒng)教材中的力學(xué)模型也是來(lái)源于工程實(shí)際構(gòu)件，可對(duì)于目前一直在校就讀而缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的授課對(duì)象，通常還是較難理解彈性力學(xué)基本概念，也難以將抽象的力學(xué)計(jì)算模型與工程實(shí)際構(gòu)件聯(lián)系起來(lái)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)效果不理想，綜合分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力不足。所以探索提高彈性力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)方法是從事教育事業(yè)的人師義不容辭的責(zé)任。

（二）專業(yè)人才培養(yǎng)的需要

由于彈性力學(xué)授課對(duì)象是大三的學(xué)生，還缺少針對(duì)彈性力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的工程訓(xùn)練，對(duì)后續(xù)專業(yè)還不夠了解，而彈性力學(xué)是后續(xù)專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，起著承前啟后的重要作用，加強(qiáng)與后續(xù)專業(yè)課等工程實(shí)例的鏈接，可真正實(shí)現(xiàn)彈性力學(xué)的教學(xué)目的。所以，通過(guò)提供與后續(xù)專業(yè)課相關(guān)的具體真實(shí)的工程背景，能夠幫助學(xué)生提前了解專業(yè)背景，樹(shù)立工程安全意識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生將來(lái)面對(duì)具體專業(yè)方面的工程問(wèn)題時(shí)，能夠找到正確的分析解決問(wèn)題的途徑。

（三）培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新性思維的需要

培養(yǎng)綜合素質(zhì)高和具有創(chuàng)新性人才一直是高等教育所追求的重要目標(biāo)[4]。但是，彈性力學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師圍繞教材以講授的方式向?qū)W生傳授彈性力學(xué)的基本概念和基本理論，不僅不利于學(xué)生自主思考能力和分析能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，也難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。而教學(xué)改革注重理論與實(shí)踐問(wèn)題相結(jié)合，能有效地鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用各種理論知識(shí)分析工程問(wèn)題的能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效手段。此外，啟發(fā)式分析具體工程實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)改革，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮

了學(xué)生的主體性和主動(dòng)性，使學(xué)生自主地養(yǎng)成學(xué)習(xí)習(xí)慣和分析具體問(wèn)題的習(xí)慣，塑造了學(xué)生自信果敢、求真務(wù)實(shí)、溝通合作的創(chuàng)新人格，為學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。

二、葉彈性力學(xué)曳課程開(kāi)展教學(xué)改革的可行性

1.具體工程背景的教學(xué)素材廣泛，易于獲取。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)手段的不斷提高，收集和查閱國(guó)內(nèi)外與《彈性力學(xué)》課程目標(biāo)相關(guān)的教學(xué)案例變得越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)。

2.《彈性力學(xué)》課程的授課對(duì)象明確。結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，可以有針對(duì)性地收集與《彈性力學(xué)》課程相關(guān)度大的工程案例。

3.《彈性力學(xué)》具備教學(xué)改革條件。課程建設(shè)是保證和提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，是學(xué)科專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，是深化教學(xué)改革的關(guān)鍵。我校為了貫徹落實(shí)教育部高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程等文件精神，深化我校本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革，加快課程建設(shè)，規(guī)范課程管理，開(kāi)展了力學(xué)系列精品課程建設(shè)工作，為《彈性力學(xué)》課程順利開(kāi)展教學(xué)改革提供了有力的保障。

三、葉彈性力學(xué)曳課程開(kāi)展教學(xué)改革實(shí)施方案

1.研討教學(xué)改革內(nèi)容，確定教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)改革實(shí)施過(guò)程。

2.將具有專業(yè)背景的教學(xué)改革與彈性力學(xué)基本理論有機(jī)地結(jié)合，并且針對(duì)學(xué)生的不同專業(yè)，將收集的教學(xué)改革素材進(jìn)行分類和整理。

3.通過(guò)教學(xué)實(shí)踐的積累，收集彈性力學(xué)教學(xué)改革素材，編寫適用于《彈性力學(xué)》教學(xué)改革的具有工程背景案例。

4.結(jié)合教學(xué)任務(wù)，先以土木專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)教學(xué)。

5.總結(jié)教學(xué)試點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)和不足，逐步充實(shí)完善教學(xué)案例。

6.在彈性力學(xué)課堂教學(xué)中，結(jié)合具體真實(shí)的工程背景素材，引出相應(yīng)的基本概念，建立力學(xué)計(jì)算模型，并將其相應(yīng)工程背景素材引入期末考試試卷中。

7.結(jié)合期末考試成績(jī)分析，檢驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)際效果，論證其可行性，再不斷完善并推廣。

8.進(jìn)行學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查，進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)價(jià)與反思。

四、葉彈性力學(xué)曳教學(xué)改革的組織與實(shí)施

《彈性力學(xué)》開(kāi)展教學(xué)改革時(shí)，教師和學(xué)生必須進(jìn)行周密而細(xì)致的課前準(zhǔn)備工作，課上老師要善于啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，課后要對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核與評(píng)價(jià)。下面以“楔形體受重力和液體壓力”這節(jié)教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)改革為例介紹教學(xué)改革的組織與實(shí)施過(guò)程。

（一）教師和學(xué)生的課前準(zhǔn)備

為確保教學(xué)改革達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，在進(jìn)行教學(xué)改革前，師生都必須認(rèn)真做好課前準(zhǔn)備工作，這是成功地開(kāi)展教學(xué)改革的前提。首先，教師根據(jù)“楔形體受重力和液體壓力”的教學(xué)目標(biāo)，以“松花江水壩”的應(yīng)力分析為例進(jìn)行教學(xué)改革。老師在設(shè)計(jì)教學(xué)改革方案基礎(chǔ)上，提前將分析“松花江水壩”的受力特點(diǎn)和幾何特征的任務(wù)布置作業(yè)，由學(xué)生提前根據(jù)所學(xué)的“兩種平面問(wèn)題”的受力特點(diǎn)和幾何特征，判斷出該問(wèn)題屬于“平面應(yīng)變問(wèn)題”，然后由學(xué)生思考如何將工程實(shí)際問(wèn)題抽象出力學(xué)計(jì)算模型？

（二）教學(xué)改革課內(nèi)教學(xué)實(shí)施過(guò)程

結(jié)合“楔形體受重力和液體壓力”的教學(xué)目標(biāo)，老師先根據(jù)“松花江水壩”的工程強(qiáng)度的設(shè)計(jì)需要，組織和啟發(fā)學(xué)生課內(nèi)發(fā)言，讓學(xué)生們闡述他們對(duì)“松花江水壩”的“受力特點(diǎn)和幾何特征”及“平面應(yīng)變問(wèn)題”分析過(guò)程和結(jié)論，然后師生再共同建立該工程實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)計(jì)算模型，最后再如教材所述的量綱法等彈性力學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)“松花江水壩”的應(yīng)力計(jì)算的教學(xué)目標(biāo)。通過(guò)啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生理論分析和工程實(shí)際應(yīng)用間的差異和注意事項(xiàng)，從而加深學(xué)生對(duì)“松花江水壩”等壩體工程的應(yīng)力計(jì)算和強(qiáng)度設(shè)計(jì)等知識(shí)的掌握以及理解對(duì)學(xué)生們開(kāi)設(shè)《彈性力學(xué)》課程的教學(xué)目的。

在教學(xué)改革基礎(chǔ)上，借助多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段，引申出彈性力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)在各種實(shí)際工程中壩體設(shè)計(jì)中所發(fā)揮的重要作用，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決工程問(wèn)題的能力得到顯著的提升。這種從教材到具體工程背景的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了學(xué)生們的責(zé)任感和使命感，真正實(shí)現(xiàn)了“彈性力學(xué)”的教學(xué)目的。

（三）教學(xué)改革的考核

教學(xué)改革是以學(xué)生為主體的教學(xué)活動(dòng)，但由于受課時(shí)和教學(xué)計(jì)劃所限，在課堂上展開(kāi)教學(xué)改革的過(guò)程中，不能實(shí)現(xiàn)讓每個(gè)學(xué)生都有各抒己見(jiàn)的機(jī)會(huì)。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提高教學(xué)改革的教學(xué)效果，老師還必須加強(qiáng)教學(xué)的過(guò)程管理。為此，教師要在教學(xué)改革具體實(shí)施過(guò)程中，有針對(duì)性地評(píng)價(jià)學(xué)生觀點(diǎn)，并在肯定學(xué)生積極參與的情況下，要將學(xué)生的課外預(yù)習(xí)作業(yè)和在課堂內(nèi)的參與表現(xiàn)作為平時(shí)考核的重要組成部分，且對(duì)見(jiàn)解獨(dú)到的學(xué)生給與褒獎(jiǎng)。此外，在期末考試的試題中，體現(xiàn)具體工程背景問(wèn)題，從而起到推動(dòng)教學(xué)改革的作用，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革目標(biāo)。

這種《彈性力學(xué)》教學(xué)改革的有益嘗試，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教學(xué)方法，彌補(bǔ)了學(xué)生缺乏實(shí)踐工程背景知識(shí)的不足，對(duì)提高《彈性力學(xué)》教學(xué)質(zhì)量和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)發(fā)揮了重要作用。

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關(guān)鍵詞：彈性力學(xué)；教學(xué)改革；工程背景

*基金項(xiàng)目院黑龍江省教育廳規(guī)劃課題淵項(xiàng)目編號(hào)院GBC1214067冤曰黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目淵項(xiàng)目編號(hào)院JG2013010494冤遙

南景富（1967-），男，黑龍江省樺川人，教授。

Abstract:In this paper, the necessity and feasibility of carrying out teaching reform on Elastic Mechanics Course is analyzed briefly, and the plan to reform its teaching reform is demonstrated. The specific organization and imple-mentation process on the teaching reform of Elastic Mechanics Course are introduced with some examples. The teach-ing reform involving real engineering background on Elastic Mechanics Course plays an important role in mobilizing the initiative of students, cultivating the ability to solve problems and innovate.

Keywords:elastic mechanics course; teaching reform; engineering background

作者簡(jiǎn)介：趙春香（1967-），女，黑龍江省雞西市人，副教授。

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）02-0113-02