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材料力學(xué)性能課程改革思考論文
1建構(gòu)主義理論及學(xué)生特點
1.1建構(gòu)主義理論
建構(gòu)主義理論創(chuàng)始人著名心理學(xué)家皮亞杰認為，學(xué)生是教學(xué)關(guān)系中的主體，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極主動的探索、發(fā)現(xiàn)和對知識意義的主動構(gòu)建[1]。皮亞杰認為，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者，學(xué)生的學(xué)習(xí)是積極主動且不斷地建構(gòu)認知和知識結(jié)構(gòu)的過程。建構(gòu)主義理論認為學(xué)習(xí)是學(xué)生在原有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上主動進行意義建構(gòu)的過程，這種過程要在實踐中或者在學(xué)生與環(huán)境的相互作用中通過新舊知識間反復(fù)的相互作用而建構(gòu)成的。在教學(xué)中教師不能把對知識的理解傳遞給學(xué)生，而是從學(xué)生原有的知識經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識經(jīng)驗中生長出新的知識經(jīng)驗，即教學(xué)的關(guān)鍵是向?qū)W生展示這些結(jié)論是如何得到的[2]。
1.2分析學(xué)生特點
現(xiàn)在的本科生自幼開始接受傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”教學(xué)，基本未接受過“啟發(fā)式”教學(xué)等新的教學(xué)方法。他們在經(jīng)過嚴格的應(yīng)試教育和慘烈的高考競爭后進入大學(xué)，逐漸放松了緊繃的神經(jīng)，普遍失去了奮斗的目標(biāo)并且對學(xué)習(xí)漸漸放松。學(xué)生的狀態(tài)大體分為三類[3]：(1)少數(shù)同學(xué)有長期的規(guī)劃和學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠自覺努力地學(xué)習(xí)。(2)多數(shù)同學(xué)比較茫然，沒有規(guī)劃也沒有努力的方向，隨波逐流，學(xué)習(xí)上敷衍了事。(3)極少數(shù)同學(xué)徹底放松，對學(xué)習(xí)和未來前途都漠不關(guān)心，認為到了大學(xué)就應(yīng)該輕松自在地享受生活，花費大量時間和精力去玩游戲或者談戀愛，對學(xué)習(xí)完全是應(yīng)付甚至厭學(xué)情緒嚴重，即使不能畢業(yè)也毫不擔(dān)憂。離開了家長的呵護和老師的督促，多數(shù)學(xué)生不能合理的安排自己的學(xué)習(xí)和生活，更不能保證學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)熱情。習(xí)慣了接受教師“消化”加工好的知識和方法，學(xué)生在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中對知識的歸納、總結(jié)能力以及在舊知識的基礎(chǔ)上生長新知識點的建構(gòu)能力和知識的遷移能力比較差。鑒于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)目標(biāo)大不相同，本課程在講授過程中，務(wù)必不能采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，應(yīng)該積極探討新的適合本課程的教學(xué)方法和手段。
2改革教學(xué)方法及評價考核
2.1樹立新的教學(xué)觀
現(xiàn)代教育學(xué)倡導(dǎo)“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的新型教育觀，對大學(xué)教育也同樣適用。在教學(xué)過程中，如何把以教師為主導(dǎo)的“教”與以學(xué)生為主體的“學(xué)”有效結(jié)合起來；老師如何能夠引導(dǎo)學(xué)生在已掌握的知識和已有的生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上構(gòu)建起新的知識增長點；結(jié)合本門課的特點和學(xué)生特點，怎樣能夠更有效的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)本課等問題都需要教師深刻思考。
2.2采用多種教學(xué)方法
本課程工程應(yīng)用性較強，單純的講授知識點，會增加學(xué)生理解的難度。多媒體課件的制作尤其重要，大量圖片、動畫的運用，能夠?qū)σ曈X、聽覺形成有效沖擊，有助于學(xué)生將枯燥的知識形象化。在講解本門課程時，應(yīng)較多的結(jié)合生活實際和工程實際，采用“舉例法、對比法”等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的知識要點。例如在講解脆性的章節(jié)時，可以列舉二戰(zhàn)期間，美軍8艘自由輪因脆性斷裂問題失事等歷史事件，形象具體的描述脆性的產(chǎn)生原因及危害，給學(xué)生直觀的印象。根據(jù)各部分的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)定題目請同學(xué)來回答，也可以布置作業(yè)來引導(dǎo)學(xué)生完成，從而考查學(xué)生對知識的掌握程度。在這個步驟上可以“因材施教”，即對于學(xué)習(xí)目標(biāo)明確、學(xué)習(xí)能力突出的學(xué)生，給他們的題目或作業(yè)可以適當(dāng)拔高，難度或深度更加突出；對于多數(shù)同學(xué)來說，采用數(shù)量、難度普通的題目；對于厭學(xué)或者對學(xué)習(xí)漠不關(guān)心的學(xué)生來說，即要努力培養(yǎng)其學(xué)習(xí)積極性，又要嚴格作業(yè)的規(guī)范，明確告之不能完成作業(yè)就會影響期末成績的考核規(guī)定。由于《材料力學(xué)性能》涵蓋的概念較多，也可在進行了一定的教學(xué)內(nèi)容后總結(jié)各知識點，有利于學(xué)生深入理解。
2.3改革評價考核
對學(xué)生的評價考核，既要體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的差別，又要體現(xiàn)其學(xué)習(xí)態(tài)度及平時表現(xiàn)的差別。這樣的評價考核要求僅憑期末一張試卷是不能完成的。對學(xué)習(xí)態(tài)度端正、學(xué)習(xí)目標(biāo)明確、學(xué)習(xí)能力突出的同學(xué)，考核成績應(yīng)對其有所肯定；對于學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、隨大流的學(xué)生，在調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性的同時，應(yīng)有平時表現(xiàn)的約束，督促其保持學(xué)習(xí)習(xí)慣；對于完全沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)的同學(xué)，在培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣、督促其平時表現(xiàn)的同時，教師要經(jīng)常找其談心，幫助他們培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣。筆者根據(jù)多年教授《材料力學(xué)性能》課程的經(jīng)驗，建議期末試卷中增加附加題，得分以附加題目分值的40%計入總分；增加平時表現(xiàn)分數(shù)，建議占總分30%比例，70%比例為卷面成績。增加平時出勤率的檢查，該門課教學(xué)時長內(nèi)累計曠課次數(shù)達5次及以上的同學(xué)，建議取消考試資格，重修后再參加考試。這些措施對優(yōu)秀學(xué)生有鼓勵作用，并且能督促學(xué)生出勤、端正其學(xué)習(xí)態(tài)度。
3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
很多版本的《材料力學(xué)性能》教材是基于金屬材料板塊編寫的，已經(jīng)不再適應(yīng)材料一級學(xué)科的教學(xué)要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容需要對三方面進行改革。
3.1修訂教學(xué)大綱
復(fù)合材料是一種較為新興的材料，與金屬材料和無機非金屬材料息息相關(guān)。隨著復(fù)合材料的進一步發(fā)展，它與高分子材料的關(guān)系也會越來越密切。修訂復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)大綱，既要滿足兼顧復(fù)合材料、金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的共性要求，又要滿足以介紹金屬材料和復(fù)合材料特性為主、以介紹無機非金屬材料和高分子材料特性為輔的教學(xué)要求，且需要將各類材料有機的協(xié)調(diào)起來并融合到各個章節(jié)中去。在學(xué)習(xí)本門課程之前，學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《材料力學(xué)》和《工程力學(xué)》，對于已學(xué)知識可以略講或不講，達到節(jié)約課時的目的。
3.2編寫適合本專業(yè)的《材料力學(xué)性能》教材
《材料力學(xué)性能》所包含的概念公式較多，公式推導(dǎo)步驟也很繁瑣。在編寫教材的時候，既要注意到本課程與其他課程的聯(lián)系，又要減少公式的推導(dǎo)步驟。太多的公式推導(dǎo)不利于學(xué)生對知識點的理解，不必要求學(xué)生掌握公示的推導(dǎo)過程。編寫適合本專業(yè)的教材，難點是如何體現(xiàn)知識點的實際應(yīng)用。例如講授冷脆性時，可結(jié)合《金屬材料與熱處理》中鋼的常存元素為開篇導(dǎo)語，復(fù)習(xí)五種常存元素對力學(xué)性能的影響。另外，還可以配圖且采用小號字做知識延伸，將與材料力學(xué)性能有關(guān)的著名歷史事件和日常生活的事例與本課程結(jié)合起來。例如泰坦尼克號的沉沒，就是由于當(dāng)時冶煉技術(shù)落后，鋼板中的硫元素過多從而造成材料具有較高的冷脆性，在船體撞擊冰山后導(dǎo)致了船體破碎、快速沉沒等內(nèi)容。這些看似不重要的知識延伸能都夠直白的展現(xiàn)各知識點的工程背景，使知識不再抽象，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.3整合實驗課程內(nèi)容
現(xiàn)行教材中涉及材料力學(xué)性能的實驗總共三個，“拉壓實驗”、扭轉(zhuǎn)實驗和彎曲實驗。這樣的實驗安排容易使學(xué)生將材料的各種性能割裂開來，認為各種力學(xué)性能的檢測方法是彼此獨立的[4]。雖然各種力學(xué)性能檢測方法的適用范圍、操作方法不同，但可以起到相互補充的作用。只有將不同的測試方法有機的結(jié)合起來，才能更好地理解材料力學(xué)性能。所以，該課程將三個實驗合并為“材料性能綜合實驗”，安排在整體課程之后。此外，精心設(shè)計實驗過程，合理安排實驗報告的知識點等，都有助于調(diào)動學(xué)生實驗課的積極性，從而形象直觀的理解《材料力學(xué)性能》。
4結(jié)語
《材料力學(xué)性能》課程改革進行了多年，收效甚微。深化該課程的教學(xué)改革，不能僅停留在某一方面。探討行之有效的教學(xué)方法，就要全面分析現(xiàn)在學(xué)生特點、結(jié)合現(xiàn)代教育理論、結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)手段并對課程內(nèi)容和教學(xué)大綱進行相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)過兩年的探討和教改嘗試，復(fù)合材料專業(yè)《材料力學(xué)性能》的課改已經(jīng)取得顯著的成效，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對知識的掌握程度都有明顯提高。在后續(xù)的教學(xué)過程中，我們將對新發(fā)現(xiàn)的問題繼續(xù)進行改革，并以此課程為試點，逐漸推廣并形成一套成熟完善的教學(xué)體系。
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