工程力學教學模式改革初探

　　工程力學是工科院校一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，內(nèi)容分為理論力學和材料力學兩個模塊，以下是小編搜集整理的探究工程力學教學模式改革，供大家閱讀查看。

　　[摘要]順應信息化教學要求，改變課程教學模式，提高課程教學的應用性和實踐性。本文以工程力學課程為例，從教學模式改革的角度分析了工程力學的教學體系，提出了一些提高學生行為能力的觀點和措施，并對如何進一步提高學生的邏輯思維能力和綜合解決問題能力發(fā)表了自己的見解。

　　[關(guān)鍵詞]工程力學 行為引導模式 實踐能力 行為能力

　　前言

　　工程力學是工科院校一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，內(nèi)容分為理論力學和材料力學兩個模塊，主要研究物體的機械運動規(guī)律和構(gòu)件的強度、剛度問題，內(nèi)容緊貼生活和工程實踐，為學生解決一些生活和工程實際問題提供基本的力學計算依據(jù)，為后續(xù)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起橋梁作用[1]。

　　在當前信息化教學要求的前提下，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，由被動的接受變?yōu)橹鲃拥膶W習成為教學改革的重要任務和主要目標。為了實現(xiàn)教學過程學生為行為主體、老師的講授為主導，我們對工程力學的教學模式進行改革，引入“行為引導模式”。行為引導模式的思想即：教學應從理論培養(yǎng)向?qū)嵺`性教學轉(zhuǎn)化、從示范性教學向應用性教學轉(zhuǎn)化[2]�；�于這一思想，教學目標可以轉(zhuǎn)化為一種“行為能力”培養(yǎng)。結(jié)合課程標準和教學進程，主要提出以下三個方面的要求：

　　1) 掌握基本知識，能夠解決簡單的力學問題。

　　2) 能夠?qū)⒐こ讨械牧�學現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為力學模型，能把理論知識轉(zhuǎn)化為實際應用能力。

　　3) 增強接受新知識、采納新思維、樂于與他人合作的意識，培養(yǎng)獨立工作能力，從而適應今后的工作崗位。

　　基于以上三個方面的要求，主要對教學過程進行如下改革。

　　一、課堂教學向討論型轉(zhuǎn)化

　　工程力學涉及的基本點很多，為了達到扎實掌握的目的，應實現(xiàn)教學形式和手段的多樣化。通常在講課中采用的手段包括講授、討論、歸納、演繹等等，但在實施中發(fā)現(xiàn)，以討論為主、講授為輔的方式，更易達到“師生平等、積極互動，共同學習和提高”的目的，這樣可以充分調(diào)動學生的學習主動性，提高知識掌握水平。

　　以討論為主的教學模式在課堂實施中難度是比較大的，老師講得過多則學生易失去興趣，而討論過多則易影響進度，甚至遠離內(nèi)容主題。因此，要想實現(xiàn)以討論為主的教學模式，要求老師對知識點和內(nèi)容結(jié)構(gòu)的掌握更加準確，才能對討論中產(chǎn)生的新問題、新論調(diào)能夠應對自如。比如靜力學部分的內(nèi)容理論性非常強，包含的定理、公式很多，在準確講解定理、公式的基礎(chǔ)上，習題的求解是主要的鞏固方式。通過共同討論習題的解法，可以讓學生體會一題多解和多題一解的內(nèi)涵。并且針對不同的題目，由大家討論、歸納，可以得到靜力學問題的解題主線為：“取研究對象一畫受力圖一列平衡力程一求未知力”。

　　再比如：材料力學部分雖然有不同的基本變形形式，有許多相關(guān)的公式，實際上每一種變形都遵循這樣一個解題主線：“外力分析―內(nèi)力分析―應力或變形―強度或剛度條件應用”。講解中緊緊圍繞主線，通過與學生交流、互動的方式，引導學生發(fā)現(xiàn)問題進而解決問題。即關(guān)注學生的主體性、能動性，確定學生在教學過程中的主體地位，通過教與學雙方的整體聯(lián)系來構(gòu)建行為引導教學模式。

　　經(jīng)過實踐驗證，學生對這種教學模式非常認同，學習興趣濃厚、知識掌握準確，且接受新觀點、采納新思維的增強。

　　二、加強應用教學、培養(yǎng)實踐能力

　　加強應用教學主要體現(xiàn)在兩個方面：力學建模和實驗驗證。

　　力學的研究方法主要有抽象化法、邏輯推理、數(shù)學演繹等。抽象化法就是抓住主要矛盾，忽略次要因素，對問題進行簡化，形成簡單、直觀的模型，這是力學中最基本的研究方法。在此基礎(chǔ)上，邏輯推理和數(shù)學演繹則有助于學生提高分析問題和解決問題的能力。在課堂教學中，應非常重視模型的建立。

　　實際系統(tǒng)中的實物形狀復雜且多變，在工程力學解決實際問題的技術(shù)處理中，在不影響解決實際問題結(jié)果的情況下，將實物形狀用簡圖來表示成模型[3]。比如在講受力分析這部分內(nèi)容時，我們設(shè)計了多種方案對常見的工程實際系統(tǒng)進行簡化，達到畫出力學模型簡圖的要求。這些方案既包括教室中的各個物體，也可以是實習工廠的機械結(jié)構(gòu)，有時也直接用隨處可見的建筑設(shè)施、健身器材等等，都是可接觸的實體結(jié)構(gòu)。在對接觸面、柔體、鉸鏈等基本約束形式有一定了解的基礎(chǔ)上，通過討論對這些結(jié)構(gòu)進行力學建模。學生對此類問題興趣濃厚，充分體現(xiàn)了學習的重點是思想、方法，而不局限于單純的理論。

　　在實驗教學中，引導學生通過具體的實驗過程獲得直觀性認識，使嚴格、抽象的論證轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑�學生去探索和獲取，讓學生在獲得知識的同時感受到探索的樂趣，并且體會偶然與必然、個性與共性的哲學原理。在原有驗證性實驗的基礎(chǔ)上，增設(shè)一系列創(chuàng)新型實驗。如：電測法及應變片粘貼練習、受拉桿件彈性模量與泊松比的測量等。除掌握應變片正確粘貼方法外，還要求他們自己合理設(shè)計橋路，推導計算公式。不僅鍛煉學生動手能力，也培養(yǎng)學生通過合作解決實際問題的能力。

　　經(jīng)過幾期教學發(fā)現(xiàn)，強調(diào)知識的應用性，淡化它的系統(tǒng)性，減少內(nèi)容上的縱向深入，而多用實踐的方式來體會知識的應用性，可以充分提高學生的接受水平。

　　三、培養(yǎng)行為能力、提升綜合素質(zhì)

　　在已有基本原理、基本理論的基礎(chǔ)上，運用小課題、大思路的方法，通過實踐培訓課題來培養(yǎng)知識應用的技能，并在培訓中不斷地補充理論知識。

　　通過一定理論知識的學習，學生已經(jīng)具有一定的建立力學模型的能力。利用圖書館中豐富的資源，結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)，完全可以實現(xiàn)對小課題的開拓性思考和研究。搜集生活實踐中的案例和有工程背景的實踐性小課題，比如：“自行車急剎車時為什么會翻轉(zhuǎn)?不影響工廠運轉(zhuǎn)前提下如何提高吊車梁的強度?巨無霸如何安全過橋?”等等。在課程進行的后期由學生分組完成題目的思路分析或解答，通過查閱資料、自主建立模型、公式推導或證明，進行課題研究的鍛煉。

　　在自主學習的過程中，學生需要克服依賴和畏難的心理，用所學內(nèi)容解決實際問題，接受新知識、采納新思維，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)一些創(chuàng)新思想的突破。經(jīng)過小課題的訓練，學生對本專業(yè)的工程力學問題能夠作出自己初步的判斷，提出技術(shù)性見解、提供合理的解決方案。同時接受新知識、采納新思維，培養(yǎng)獨立工作能力、個人負責精神以及團隊合作意識。

　　結(jié)束語

　　總之，將行為引導模式引入教學過程，不僅提高了教學效率，還使學生學會通過信息獲取、加工處理、問題探究的途徑獲取知識。培養(yǎng)他們分析和解決問題的綜合能力，充分體現(xiàn)學生在課程教學中的主體地位，實現(xiàn)傳授知識和素質(zhì)培養(yǎng)的統(tǒng)一。

　　[參考文獻]

　　[1]邱小林等編著：《工程力學》.北京理工大學出版社，2011.

　　[2]謝仲賢，邱鐵平：轉(zhuǎn)變“工程力學”教學方法的探索.<力學與實踐 >.2000年第4期.P55-57.

　　[3]陳衛(wèi)增，徐洪：理論力學中工程實體簡化力學模型的教學實踐.<經(jīng)濟研究導刊>.2010年第29期.P249-250.

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