大學基礎力學課程互動式教學法

摘 要：提出基礎力學課程互動式教學法：通過課前溝通交流、授課講解釋疑、課上討論辯析、課終總結升華四個環(huán)節(jié)，提高基礎力學教學質量.

關鍵詞：基礎力學課;教學質量;課堂互動

[中圖分類號]G451?? [文獻標志碼]A

Interactive Teaching Method on Basic Mechanics of University

CUI Zhili

（Anhui University of Science and Technology Institute of Mechanics and PhotoelectricPhysics，Huainan 232001，China）

Abstract：This paper puts forward the interactive teaching method of basic mechanics，which should include four parts："communication before class，explanation in class，discussion and analysis in class，and summary at the end of class".It is an effective way to improve the teaching quality of basic mechanics.

Key words：basic mechanics;teaching quality;classroom interaction

力學課程是理工科專業(yè)學生的必修課程，互動式教學是提高基礎力學課程教學質量的關鍵因素之一.互動教學包括課前溝通交流、授課講解釋疑、課上討論辯析、課終總結升華四個環(huán)節(jié)，其核心是以教學中要解決的具體問題為牽引，通過師生之間的互動，變單向灌輸為雙向交流，啟發(fā)學生主動思考問題、積極解決問題.

1 課前溝通交流：雙方交互設疑，提出相關問題

課前溝通交流是課堂互動教學的第一個環(huán)節(jié).一般在課前一至兩天內，師生雙方圍繞具體教學目標和教學主題，通過交互設疑明確課堂教學要解決的重點及難點問題進行.授課教師可根據(jù)教學內容提出課前思考題，學生也可通過課前預習提出自己的困惑和疑問.如在學習理論力學《振動》內容之前，授課教師可提出以下思考題：今年五一假期，廣東省的虎門大橋主航道橋橋面發(fā)生起伏晃動，振幅較大，導致大橋封閉.請學生思考“是誰晃動了虎門大橋”？

師生雙方如此交互設疑，既能充分調動學生的參教積極性，又能使授課教師有的放矢地組織教學[1]，為課堂上進行高效率的教學互動做好了充分準備，打下了堅實基礎.

教師應做好三方面工作：一是根據(jù)班級規(guī)模，把學生劃分為若干學習互動小組并任命組長;二是教師提供學習資料、組織學習、收集相關問題;三是精心備課，根據(jù)教學計劃、所學內容的重點、知識模塊的難點以及學生的疑點，做好授課準備并設計好課堂互動的重點話題.

學生要做好兩個方面的工作：一是課前預習.學生通過瀏覽課本，熟悉學習資料，自主查詢有關信息，圍繞教學互動主題深入思考，形成自己的認識看法，并主動與授課教師進行面對面或鍵對鍵溝通.二是提出問題.學生提出質疑，小組長歸納組員的觀點，向授課教師反映疑難問題.

2 授課講解釋疑：運用實例分析，解決基本問題

授課講解釋疑是課堂互動教學的第二個環(huán)節(jié)，也是關鍵環(huán)節(jié)，是決定學生能否參與問題討論互動的前提和基礎.這一環(huán)節(jié)教師精講教學內容，解答學生課前反映的共性問題.授課教師在這一環(huán)節(jié)運用案例分析法講解釋疑，以有效解決學生理論認識水平、科學分析能力等基本問題.

一般而言，學生提出的困惑問題往往因各自理論基礎、認識水平和分析角度的不同而大相徑庭，既有“是什么”的記憶性問題，也有“為什么”的理解性問題，還有“怎么辦”的現(xiàn)實性問題.但無論是哪類問題，歸根結底，實質上都是學生在力學理論或分析方法上還比較欠缺.授課教師要針對學生提出的具有共性的困惑問題，利用網(wǎng)上豐富的教學資源，精選若干關聯(lián)度緊密的工程實例，把這些問題嵌入其中并以多媒體形式生動呈現(xiàn)出來.例如，講解理論力學《物體的受力分析》時舉例：2019年農(nóng)歷春節(jié)上映的科幻電影《流浪地球》是名噪一時的優(yōu)秀影片，它講述了太陽即將毀滅，不再適合人類生存，面對絕境人類開啟“流浪地球”計劃，帶著地球一起逃離太陽系，尋找人類新家園的故事.在該計劃執(zhí)行過程中，由于行星發(fā)動機熄火，地球被木星吸引，一旦穿過洛希極限，地球將會分解.此處可介紹基本概念：洛希極限是指引潮力（大天體引力和慣性力的合力稱之為引潮力）等于小天體引力的臨界狀態(tài).引入力學問題：考慮兩個天體，一大一小，小天體圍繞大天體運動，為了更具一般性，假設小天體被大天體吸引，呈螺旋狀墜向大天體，如圖（1）所示.進行力學分析：小天體（地球）上任意兩個物體的受力情況，如圖（2）所示.地球表面的物體分別受到木星和地球的引力（F，G），由于加速度存在導致的慣性力（FI）（注：這個慣性力并不真實存在）以及地球表面的支撐力.

根據(jù)洛希極限的定義，地球上的物體進入到木星的洛希極限，當其引潮力大于地球的引力，這時候支撐力為負，即這個物體脫離了地球，被木星吸引過去了.如圖（3）所示，物體A進入洛希極限.

如果A是流體，那么，就會出現(xiàn)圖（4）所示的畫面.物體A很大，隨著物體A進入洛希極限，已經(jīng)進入極限范圍的流體飛了起來，在臨界點處則是正要起飛，在尚未進入洛希極限范圍內的流體則依舊被地球引力所束縛.整個畫面，正如《流浪地球》中地球大氣被木星吸引的畫面一樣.

這個實例引起學生對力學知識的興趣，進而把基本概念、力學分析等教學內容串講清楚，還可以通過對實例前因后果、來龍去脈的分析，引導學生以長遠的眼光深刻認識問題，以辯證的思維全面分析問題，以實踐的觀點正確解決問題[2]，幫助學生掌握分析問題、解決問題的科學理論依據(jù)和正確思維方法，促使學生對生活中的力學問題進行更深入思考和自我解答.

這一環(huán)節(jié)是課堂互動的前半部分，既完成了對教學內容的講授，又解決了基本問題，更強化了學生獨立思考和科學分析問題的能力.

3 課上討論辯析：搞活課堂討論，辯析重點問題

課上討論辯析是課堂互動教學的第三個環(huán)節(jié)，也是最具創(chuàng)造力和靈活性的互動環(huán)節(jié)[3]，可以根據(jù)不同教學內容組織各種形式的課堂討論，對一些重點、難點問題以及實際的各種力學問題進行深入解析.

因為課堂討論是“一種充分地體現(xiàn)自主學習、合作學習和探究學習的新課程理念”，所以，搞活課堂討論的關鍵是采取恰當?shù)幕有问健耙蝾}制宜”.對社會或網(wǎng)上備受關注的熱點力學問題開展“焦點訪談”.讓各學習互動小組推選出善表達、反應快的學生骨干，到臺上接受現(xiàn)場訪談，與臺下的學生進行廣泛交流.

例1.對學習內容中的難點問題舉行“難題辯析”.比如“橋動緣起于風”嗎？各代表隊在正反雙方針尖對麥芒的思想交鋒和妙語連珠的唇槍舌戰(zhàn)中對疑難問題進行深刻解析.現(xiàn)場學生當評委，實施有效的思維引導.

例2.對于身邊的力學問題，讓學生扮演相關責任人，研究解決問題的對策措施.各小組集思廣益，形成相應的方案或提案，現(xiàn)場公布，評判優(yōu)劣，鍛煉學生分析解決問題的能力，并增強其社會責任感.[4]

例3.對生活中的力學問題，如機械設計制造或土木工程設計等問題，組織“專題研討”，讓學生在相互學習交流中加深認識理解.

授課教師在這一過程中扮演優(yōu)秀“主持人”角色，把話語權交給學生，既不越俎代庖、自問自答，也不宜妄加評論、橫加指責.如果說授課過程中，授課教師要發(fā)揮的是真理的力量，那么，課堂討論中授課教師應展現(xiàn)的則是人格魅力，所要做的是啟發(fā)學生思考、集中學生智慧、把握主題方向、引導互動進程.

4 課終總結升華：創(chuàng)設主題情境，凝聚思想共識

課終總結升華是課堂互動教學的最后一個環(huán)節(jié)，也是貫徹習近平總書記關于課程思政的有力舉措的最佳時機.授課教師對學生的意見觀點進行總結點評和理性概括，促進師生雙方之間以及學生之間的相互理解，以最終形成統(tǒng)一的思想認識、道德觀念和價值追求.[5]

首先，要創(chuàng)設情境氛圍.授課教師可利用網(wǎng)絡多媒體，在現(xiàn)場播放一些符合教學互動主題的圖畫、音頻、視頻等作為教學背景，進而創(chuàng)設一定的教學情境并營造濃厚的教學氛圍，給學生以潛移默化的影響.比如，播放新聞：“在經(jīng)歷接連兩次火箭發(fā)射失利后，我國長征五號B運載火箭發(fā)射獲得極大成功！2020年5月5日18時，長征五號B帶著兩款新型載荷從我國文昌航天發(fā)射場騰空而起，直指蒼穹.這兩個載荷是新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，它們是中國空間站實驗項目一部分，專門用來負責運送宇航員、生活物資及試驗物資，是中國空間站與地面往返的重要“交通工具”.5月6日下午有一條壞消息傳出——從近地軌道彈道載入的柔性充氣式貨物返回艙試驗艙在返回過程中出現(xiàn)異常.具體是在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常呢？我國專家正在對異常原因分析和排查之中，暫時還未向外公開數(shù)據(jù)，但我們相信這個問題很快就會被解決.在航天領域中，充氣熱盾返回技術可以說是當今一項新技術，世界上沒有幾個國家掌握該技術，只有超級大國的美國曾經(jīng)進行過一些試驗，但獲得的技術和經(jīng)驗還處在保密之中.所以我國首次測試充氣熱盾技術可以說沒有任何的借鑒經(jīng)驗而言，出現(xiàn)測試失敗也在所難免.失敗并不可怕，最重要的是從失敗中吸取教訓，找出失敗原因，從而向成功邁進.在一些高精尖領域，還有很多力學問題有待于學子們去探索、研究和解決.為了實現(xiàn)偉大的“中國夢”，力學人任重而道遠！

至此，課堂互動雖然結束了，但授課教師仍可以把課堂互動中產(chǎn)生的新觀點、新見解、新問題吸收到教案和課件中去，上傳到自己的博客中，供學生自學瀏覽，學生則通過積極參與網(wǎng)上交流體會、分享收獲感受.[6]

5 總結

如何有效提高基礎力學課的教學質量，始終是力學教學中普遍關注的話題之一.本文結合工作實踐，對當前大學生的學習心理進行分析研判，對力學教學特點規(guī)律進行歸納總結，科學地提出大學基礎力學課程互動式教學法.筆者認為，搞活課堂氛圍是提高基礎力學課程教學質量的關鍵因素之一，其行之有效的辦法就是開展互動式教學.課堂互動教學包括課前溝通交流、授課講解釋疑、課上討論辯析、課終總結升華四個環(huán)節(jié)，其核心是以教學中要解決的具體問題為牽引，通過師生之間的互動，變單向灌輸為雙向交流，啟發(fā)學生主動思考問題、積極解決問題.施行這樣的互動教學，能夠更好地發(fā)揮學生在力學學習中的主觀能動性，從思想上意識到要為“中華之復興”而讀書.

參考文獻

[1]關麗.分層教學模式研究及實施[J].牡丹江師范學院學報：哲學社會科學版，2009（5）：99-101.

[2]劉艷.哲學解釋學視野下的對話教學[J].牡丹江師范學院學報：哲學社會科學版，2007（3）：65-67.

[3]倪秀英.基礎力學課的教學互動初步研究[J].力學與實踐.2007（05）：70-71.

[4]劉景燕.工程力學課改革應著重學生能力的培養(yǎng)[J].遼寧教育行政學院學報. 2007（12）：157-158.

[5]湯可可.貫穿力學史主線的經(jīng)典力學教學探討[J].力學與實踐. 2019（03）：320-322.

[6]趙培勇.高校高等數(shù)學課程體系改革分析[J].智庫時代.2018（48）：111-113.

編輯：吳楠

收稿日期：2020-11-18

基金項目：安徽省教學研究項目（2019jyxm0175）;安徽省質量工程項目MOOC（2017mooc117）;安徽省質量工程項目（2019kfkc050）

作者簡介：崔智麗（1979-），女，蒙古族，內蒙古赤峰人.副教授，碩士，主要從事巖石動態(tài)斷裂研究.