提高工程力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的研究與實(shí)踐

孫夢(mèng)笛 付聰 蘭鑫

摘 要： 工程力學(xué)是工科專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生學(xué)習(xí)其他相關(guān)后續(xù)課程的必要基礎(chǔ)。通過(guò)闡述探究式教學(xué)法的內(nèi)涵和特點(diǎn)，并以“點(diǎn)綜合運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例，介紹了探究式教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程和實(shí)施原則。實(shí)踐證明，探究式教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。

關(guān)鍵詞： 工程力學(xué);教學(xué)質(zhì)量;研究

【中圖分類號(hào)】G642.0 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.195

前言：工程力學(xué)包括理論力學(xué)和材料力學(xué)，是機(jī)械、能源與動(dòng)力、建筑等工程專業(yè)非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。工程力學(xué)不僅可以直接應(yīng)用于實(shí)際工程的計(jì)算，而且是機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)。力學(xué)應(yīng)用能力還存在一些不足。主要原因有：1）力學(xué)課程需要對(duì)抽象的力學(xué)模型進(jìn)行分析和計(jì)算，但近年來(lái)隨著高校擴(kuò)招，學(xué)生的素質(zhì)有所下降。部分學(xué)生基礎(chǔ)理論薄弱，抽象思維能力不強(qiáng)，缺乏空間想象力，影響學(xué)習(xí)效果。2）許多學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了中學(xué)的應(yīng)試教學(xué)模式，學(xué)習(xí)處于被動(dòng)狀態(tài)，缺乏主動(dòng)性和積極性。學(xué)生只注重知識(shí)的學(xué)習(xí)，不注重靈活運(yùn)用。為了促使力學(xué)課程的教育質(zhì)量的提升，可以嘗試采取探究性教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

1 課堂教學(xué)采用問(wèn)題討論法

為提高工程力學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的工程實(shí)踐能力，確立了科學(xué)合理安排專業(yè)基礎(chǔ)課，滿足新工科專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要的教學(xué)思路和方法，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)工程力學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文以工程力學(xué)（理論力學(xué)和材料力學(xué)）為研究背景，旨在提高整個(gè)工程力學(xué)教學(xué)隊(duì)伍的教學(xué)能力和教學(xué)質(zhì)量。結(jié)合我院采取的教學(xué)措施和工程力學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了能顯著提高機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的方法、思路和措施，并付諸實(shí)踐，交流經(jīng)驗(yàn)。

2 采用案例討論進(jìn)行啟發(fā)式思考

針對(duì)廣大學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)機(jī)械力學(xué)專業(yè)教學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的較強(qiáng)應(yīng)用性和直觀性，努力將本科教學(xué)中的實(shí)物論和模型綜合應(yīng)用拓展到專業(yè)課堂教學(xué)中，加強(qiáng)提高機(jī)械類專業(yè)學(xué)生將基本力學(xué)理論和臨際實(shí)踐相互運(yùn)用聯(lián)系的綜合科學(xué)素養(yǎng)。應(yīng)用量子試驗(yàn)作為演道具的裝置被用來(lái)幫助解決實(shí)際科學(xué)應(yīng)用和量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中經(jīng)常提出的試驗(yàn)問(wèn)題。在課堂教授靜電動(dòng)力學(xué)相關(guān)內(nèi)容時(shí)適當(dāng)性地引入諸如壓榨機(jī)、搖桿和樹(shù)桿等機(jī)械構(gòu)造的模型可以加深培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械工程力學(xué)基本理論以及推導(dǎo)力學(xué)結(jié)果的深入理解。這樣的方法既充分提高了本科學(xué)生對(duì)應(yīng)用力學(xué)習(xí)知識(shí)的掌握能力，更充分培養(yǎng)了大膽創(chuàng)新的學(xué)生科學(xué)探究精神。同時(shí)還要進(jìn)行方法多樣化地與教學(xué)方法有機(jī)并用，在課堂教學(xué)中以充分注重學(xué)生強(qiáng)化所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的科學(xué)理論性和綜合應(yīng)用性知識(shí)為主要前提，以采用啟發(fā)式、漸進(jìn)式、討論式三種教學(xué)方法為主要手段，提高廣大學(xué)生自主學(xué)習(xí)新的興趣。

通過(guò)課后的有關(guān)工程力與實(shí)際教學(xué)科研相關(guān)問(wèn)題研討激發(fā)廣大學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)工程力學(xué)的研究積極性和研究主動(dòng)性，增強(qiáng)廣大學(xué)生對(duì)工程力學(xué)與實(shí)際科研課題相互互動(dòng)結(jié)合的創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生針對(duì)實(shí)際使用木薯?xiàng)U彎曲程度特性模量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，制作出了木薯?xiàng)U和秸稈彎曲楊氏模量參數(shù)測(cè)試儀。無(wú)論是在課堂上還是課后，學(xué)生都對(duì)彎曲模型的基本測(cè)量原理有了深刻的了解，并逐步增強(qiáng)了對(duì)彎曲率理論知識(shí)的整體理解，極大地提高了他們的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)教學(xué)試點(diǎn)班的綜合評(píng)價(jià)和專題講座，可以對(duì)學(xué)生的國(guó)際機(jī)械研究項(xiàng)目成果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和解決力學(xué)專業(yè)研究問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。

對(duì)于教學(xué)材料中的力學(xué)我在課程中我有一定計(jì)劃地及時(shí)精選一些具有章節(jié)性的內(nèi)容，讓所有的學(xué)生可以提前預(yù)覽，收集材料，準(zhǔn)備教學(xué)材料，提前完成預(yù)覽和及時(shí)執(zhí)行各種解釋課堂互動(dòng)教學(xué)模式，開(kāi)展討論類型的課堂教學(xué)，教師和學(xué)生共同參與評(píng)估和專題演講，等等，我們進(jìn)行了有益的教學(xué)探索。在這個(gè)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)大學(xué)生非常認(rèn)同這種教學(xué)模式，還有部分學(xué)生準(zhǔn)備不足，教學(xué)學(xué)習(xí)效果不佳。原因之一是教學(xué)沒(méi)有事先充分準(zhǔn)備。因此，教師需要儲(chǔ)備5分鐘的教學(xué)時(shí)間的三個(gè)教學(xué)章節(jié)靜電動(dòng)態(tài)化學(xué)基礎(chǔ)課的電動(dòng)力學(xué)理論，也就是說(shuō)，每個(gè)學(xué)生應(yīng)該使用的教學(xué)方法解釋主題獨(dú)立在每個(gè)類，并執(zhí)行類型的討論主題教學(xué)，教師和學(xué)生可以共同評(píng)估和比較。在這樣的探索中，教育者發(fā)現(xiàn)我仍然有非常少的學(xué)生愿意準(zhǔn)備。有些學(xué)生一開(kāi)始似乎不太愿意做任何準(zhǔn)備。主要原因是沒(méi)有做好一些準(zhǔn)備工作。經(jīng)過(guò)幾個(gè)班的監(jiān)督和不斷改進(jìn)，學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果都有了顯著提高。通過(guò)一些教學(xué)內(nèi)容隨機(jī)播放讓一個(gè)學(xué)生深入進(jìn)行這種臺(tái)上臺(tái)下互動(dòng)講解的教學(xué)方式也不僅可讓一個(gè)教師充分了解一個(gè)學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)理解的成熟程度。

3 采用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方式輔助課堂教學(xué)

伴隨著近年來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)教學(xué)方式在課堂教學(xué)過(guò)程中的大力推廣采用，學(xué)生們通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲取更多教學(xué)資源已逐漸成為重要的教學(xué)手段。我院高級(jí)工程力學(xué)軟件教學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)努力積極設(shè)計(jì)制作并已完成配套的工程教學(xué)視頻課件、動(dòng)畫圖片制作、題庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)，建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)和國(guó)際交流合作園地。通過(guò)不斷改進(jìn)學(xué)校教學(xué)大綱、教學(xué)方式和課程教學(xué)方法以及教學(xué)考核管理方式等，不斷創(chuàng)新探索各種有利于高層次素質(zhì)專業(yè)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教學(xué)方式和教育方法。針對(duì)中國(guó)工程力學(xué)視頻教學(xué)各個(gè)知識(shí)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容分別進(jìn)行了全程視頻教學(xué)和音像視頻的全程錄制，并可以實(shí)施網(wǎng)上教學(xué)在線和其他線下教學(xué)交流、指導(dǎo)，也可以便于力學(xué)教師間互相交流討論研討。各位校園工程力學(xué)專業(yè)教師積極開(kāi)展專業(yè)課程教學(xué)改革與隊(duì)伍建設(shè)。完善本科課程的國(guó)際特色教學(xué)課件及國(guó)際案例課程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)課程線下課上線下結(jié)合教學(xué)，提高在校學(xué)生國(guó)際工程力學(xué)本科學(xué)習(xí)活動(dòng)質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)：伴隨著我國(guó)智能機(jī)械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和將來(lái)機(jī)械制造工程的新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)高素質(zhì)人才的急切渴求，工程力學(xué)整體教育質(zhì)量的提升是培養(yǎng)適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)展開(kāi)的創(chuàng)新型人才的核心內(nèi)容。以上是大學(xué)校園為整個(gè)機(jī)械類專業(yè)工程力學(xué)課程學(xué)習(xí)水平的提升，所相對(duì)進(jìn)行的一些有效嘗試。往后，教育工作者將教學(xué)內(nèi)容與本科人才培育的高質(zhì)量需求相結(jié)合，對(duì)探索提升工程力學(xué)課程整體教學(xué)效果、大大提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的方法和措施所進(jìn)行的大膽的有效嘗試。

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