分組討論教學(xué)法在“材料力學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用效果＊

郭 飛 ， 陳 坤 ， 孫艷麗

（1.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

0 引言

應(yīng)用型人才培養(yǎng)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)調(diào)整的迫切需要，也是高等教育大眾化進(jìn)程的新要求。面對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的大量需求，不同高校都提出了相應(yīng)的教育改革工程，其目的在于提高教育教學(xué)質(zhì)量。大學(xué)培養(yǎng)的目標(biāo)就是培養(yǎng)出對(duì)社會(huì)有用的綜合型人才。因此，越來越多的高校將傳統(tǒng)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)向了“以學(xué)生為中心”，以培養(yǎng)學(xué)生能力為目的，讓學(xué)生具備發(fā)現(xiàn)問題、解決問題及自主學(xué)習(xí)的能力，以便更好適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生大多都是按部就班學(xué)習(xí)，填鴨式教學(xué)模式使學(xué)生缺乏發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，對(duì)于缺乏自我監(jiān)督能力和不會(huì)制定個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃的學(xué)生，如果在學(xué)習(xí)過程中遇到問題，也不去請(qǐng)教老師和其他學(xué)生，久而久之，易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，以至于無法達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)。

目前，以分組討論為導(dǎo)向的教學(xué)方法[1]，在多個(gè)學(xué)科的教學(xué)應(yīng)用中都取得良好教學(xué)效果。“材料力學(xué)”課程是機(jī)械、土木等多個(gè)工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程包含許多公式、定理及推理等，課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和理論性，雖然課程包含許多力學(xué)模型，但大都是從實(shí)際工程中抽象出來。因此，課程要求學(xué)生不僅要掌握相關(guān)理論知識(shí)，同時(shí)也要與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生具有解決工程實(shí)際問題的能力。

1 教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

“材料力學(xué)”是一門聯(lián)系工程實(shí)際的學(xué)科，包含很多基本概念、基本公式和定理等，是機(jī)械、土木等多個(gè)工程專業(yè)的課程，也是學(xué)生以后解決基本的工程實(shí)際問題的基礎(chǔ)課程。通過對(duì)“材料力學(xué)”的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性具有基本的認(rèn)識(shí)，掌握了基本的力學(xué)概念、基本的與力學(xué)相關(guān)的計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了必要的力學(xué)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)過多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握“材料力學(xué)”的基本概念和基本計(jì)算方法，卻沒有給學(xué)生更多的思維時(shí)間，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的培養(yǎng)。

分組教學(xué)是將一個(gè)班級(jí)的學(xué)生分成多個(gè)小組[1-2]，以每個(gè)小組為單位，每個(gè)小組相互合作共同完成一個(gè)特定的學(xué)習(xí)任務(wù)，如討論、PPT展示等，學(xué)習(xí)方式方式比較靈活。該學(xué)習(xí)方式動(dòng)員了整個(gè)小組的學(xué)習(xí)積極性共同完成一次學(xué)習(xí)任務(wù)，可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、有效檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，在完成任務(wù)過程中，發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，可及時(shí)查漏補(bǔ)缺。與此同時(shí)，分組教學(xué)學(xué)習(xí)方式以學(xué)生為中心[3]，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生在任務(wù)實(shí)施過程中，需應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)模型以及自主控制任務(wù)的完成進(jìn)度。有利于培養(yǎng)他們的自律性和主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，也有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們的學(xué)習(xí)問題，針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。

以分組為導(dǎo)向的教學(xué)模式在“材料力學(xué)”中的應(yīng)用，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生可借助網(wǎng)絡(luò)、圖書館等資料，通過老師的指引下，自主完成每次分組的建模任務(wù)，并以PPT形式進(jìn)行展示，隨后分組討論、答疑。不僅能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，鞏固所學(xué)的基本知識(shí)點(diǎn)，還鍛煉了學(xué)生邏輯思維、共同合作、口頭表達(dá)及溝通能力。教學(xué)具體設(shè)計(jì)如下：

1）教學(xué)對(duì)象。選擇新疆大學(xué)2018級(jí)機(jī)械工程專業(yè)本科生120人為研究對(duì)象，該類學(xué)生完成理論力學(xué)或工程力學(xué)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，具備基本的力學(xué)知識(shí)，將四個(gè)班學(xué)生通過簡(jiǎn)單隨機(jī)分組法，在授課時(shí)，每班分為5組，每組6人左右。

2）教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)。選取“材料力學(xué)”中某章節(jié)的3個(gè)小節(jié)；教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)。

3）教學(xué)流程。課前準(zhǔn)備：提前告知學(xué)生要建立的力學(xué)模型，并以PPT形式展示，將教學(xué)組班級(jí)分小組，使每個(gè)小組同學(xué)預(yù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，可利用互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等多種途徑，查閱相關(guān)資料，比如：課本、相關(guān)專業(yè)書籍、專業(yè)文獻(xiàn)等資料，根據(jù)要求建立相關(guān)的力學(xué)模型，并要求每組成員合力完成PPT的制作；課堂PPT的匯報(bào)：每組推選一位同學(xué)進(jìn)行PPT的匯報(bào)，時(shí)間15min～20min；課堂提問環(huán)節(jié)：根據(jù)每組同學(xué)PPT的匯報(bào)，其他組同學(xué)向該組同學(xué)提出相關(guān)的問題，若回答正確對(duì)該組同學(xué)進(jìn)行加分，若回答錯(cuò)誤或沒能回答，則對(duì)提問組同學(xué)進(jìn)行加分。PPT展示結(jié)束后，學(xué)生進(jìn)行自由討論，提出問題，解決問題，分享學(xué)習(xí)心得及研究成果，教師做好引導(dǎo)及評(píng)價(jià)；課后總結(jié)：課程結(jié)束后，進(jìn)行課程總結(jié)，對(duì)課程進(jìn)行總結(jié)歸納，并對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑總結(jié)。

2 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

采用問卷調(diào)查形式在課程討論結(jié)束后，向每位同學(xué)發(fā)放課程教學(xué)調(diào)查問卷，確保每位學(xué)生填完后收回。共發(fā)出150調(diào)查問卷，收回150份，根據(jù)對(duì)調(diào)查問卷的整理，結(jié)果顯示如表1所示。

表 1 學(xué)生對(duì)分組討論教學(xué)方法的效果評(píng)價(jià)

3 討論

分組討論的前提是新知識(shí)在已有的知識(shí)體系上，以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主導(dǎo)，以小組討論為教學(xué)形式，在老師的輔助輔導(dǎo)下，圍繞某個(gè)與課程相關(guān)的力學(xué)模型進(jìn)行研究，最終提出解決問題的方案，從而完成這一課程的學(xué)習(xí)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教學(xué)模式大多數(shù)都以班級(jí)為單位進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，老師在黑板上進(jìn)行知識(shí)講解，學(xué)生被動(dòng)地接受，在這種教學(xué)模式中，因一名老師對(duì)一個(gè)班級(jí)的學(xué)生，且課堂時(shí)間有限，很難確保讓每位學(xué)生都能主動(dòng)參與整個(gè)教學(xué)過程。因此，該教學(xué)模式無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性，也降低了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。另一方面，傳統(tǒng)教學(xué)注重理論，不注重實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)以被動(dòng)學(xué)習(xí)為主，缺少問題的討論，問題答疑等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)[4]。盡管課程內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，但學(xué)生不會(huì)運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)去解決相關(guān)的工程實(shí)際問題。因此，如何在課堂上盡可能提高解決問題的能力很重要，針對(duì)材料力學(xué)特點(diǎn)，采用分組討論教學(xué)方法[5]，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

上課前告訴學(xué)生進(jìn)行小組討論時(shí)的要求—結(jié)合課程內(nèi)容建立相關(guān)的力學(xué)模型，并以PPT展示。在力學(xué)模型制作的過程中，每位學(xué)生都能參與其中，根據(jù)小組討論的環(huán)節(jié)，發(fā)揮每位學(xué)生的優(yōu)勢(shì)。通過課后問卷調(diào)查，結(jié)果顯示76%喜歡該教學(xué)模型，86%的學(xué)生全程參與了該教學(xué)模式，82.3%的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)模式對(duì)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)有幫助，并有72.7%同學(xué)希望今后能繼續(xù)參加此類教學(xué)活動(dòng)。

注重實(shí)踐能力是以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，將工程實(shí)際融入“材料力學(xué)”的教學(xué)過程[6]，使學(xué)生結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)從實(shí)際問題出發(fā)，將理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)到自己所學(xué)的知識(shí)可用于解決相關(guān)的工程實(shí)際問題。同時(shí)，在分組討論教學(xué)模式中，更多的通過學(xué)生之間互相討論、共同合作完成一次學(xué)習(xí)任務(wù)，在分組討論教學(xué)過程中，參與的主體由教師轉(zhuǎn)為學(xué)生，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)，使學(xué)生具備自主學(xué)習(xí)的能力，減少對(duì)老師依賴。

通過分組教學(xué)在“材料力學(xué)”課程的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：1）學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了材料力學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)還掌握了如何應(yīng)用自己所學(xué)的材料力學(xué)知識(shí)結(jié)合工程解決實(shí)際問題；2）該教學(xué)模式學(xué)習(xí)過程比較有趣，有利于提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意愿；3）該學(xué)習(xí)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神；4）該教學(xué)模式有利于教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，可及時(shí)給與學(xué)生相應(yīng)的輔導(dǎo)；5）以分組討論為主導(dǎo)的教學(xué)方法打破了傳統(tǒng)的授課方式，在模型準(zhǔn)備過程中，學(xué)生不僅要查閱相關(guān)的資料，以此強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)，也有助于他們開拓知識(shí)面，同時(shí)也使小組成員之間增強(qiáng)了合作意識(shí)，發(fā)揮各組成員的優(yōu)勢(shì)，有利于學(xué)習(xí)任務(wù)的盡快完成，并提高了學(xué)生處理問題的應(yīng)對(duì)能力等；6）在分組討論過程中，每次討論都是解決工程實(shí)際問題的基礎(chǔ)，學(xué)生通過所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合，這樣有助于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決工程實(shí)際問題的能力。

但該教學(xué)方法也有一定的缺點(diǎn)，如果在小組建模過程中，學(xué)生之間出現(xiàn)合作不佳，會(huì)影響各小組的任務(wù)完成進(jìn)展，各個(gè)小組成員中的學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)也有差異，對(duì)于學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差的學(xué)生，可能達(dá)不到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而無法共同進(jìn)步。針對(duì)以上情況，可在分組時(shí)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)條件、學(xué)生性格特點(diǎn)、自由組隊(duì)意愿等多方面原因綜合考慮，以確保各小組的實(shí)力均衡，以達(dá)到小組成員之間可以相互商量、相互幫助的效果，共同完成小組學(xué)習(xí)任務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，以分組討論為主導(dǎo)的教學(xué)方法在“材料力學(xué)”教學(xué)中可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生的合作意識(shí)，可全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。