宋有碩
【摘 要】目前,力學課程主要以單純傳授知識為主,引入了現(xiàn)代化的教學手段,從教學內(nèi)容、教學方式、考核方式三方面入手,提高了課堂教課的效率,改變了傳統(tǒng)的考核方式,靈活地采用半開卷的方式作為考核方式,結(jié)合實驗講解課本上的知識,做到了書本知識與實踐相結(jié)合。實踐表明,這些方法有利于提高學生的綜合素質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】力學課程;考核方式;實踐
材料力學和理論力學作為基礎(chǔ)性的工科專業(yè)課程,是機械、土木等工科專業(yè)必修的。其在以后的專業(yè)課學習中至關(guān)重要,是連接基礎(chǔ)知識和專業(yè)課程的橋梁,因此,學好這門課對今后的學習具有很大幫助。在教學過程中,如果只是進行傳統(tǒng)的書本知識教學,學生以后面對實際問題時將會無從下手。因此,如何將課堂教學與實踐相結(jié)合是目前亟需解決的問題。
針對以上情況,充分利用學校教學資源和實驗室資源,將傳統(tǒng)的單純傳授書本知識變?yōu)檎n本知識結(jié)合實踐環(huán)節(jié)的方式,從教學內(nèi)容、教學方式、考核方式三個方面進行了改革,提高了教學質(zhì)量。
1.基礎(chǔ)力學教學內(nèi)容的改革
1.1優(yōu)化內(nèi)容結(jié)構(gòu),調(diào)整教學體系
在課程教學安排中,主要是以材料拉壓與剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲應力、彎曲變形、應力應變分析、強度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定為主要脈絡進行講解,不利于學生將所學知識融會貫通,花費了大量時間。因此,在原有的教學體系上進行課程結(jié)構(gòu)的改革顯得尤為重要。
在課程設(shè)置上應該充分考慮到當前國家的科技水平,與時俱進,將一些國際前沿的理論和創(chuàng)新帶入課堂,提高學生的眼界,適應時代的發(fā)展。
1.2拓展基本內(nèi)容,增設(shè)新教學內(nèi)容模塊
傳統(tǒng)力學大都是給出模型,然后對其進行彎曲強度等理論校核,但是,在實際生產(chǎn)生活中,產(chǎn)品的類別有很多,需要在理論的基礎(chǔ)上,通過三維建模軟件手動建模,進而再對其進行理論計算。因此,在教授學生理論力學知識的同時,也要鍛煉學生建模的能力。
通常在力學教學中沒有涉及軟件的使用方面,比如,在模型建立完成之后,手算出來的結(jié)果很難直觀看出問題所在,而目前很多有限元軟件都可以直觀的應力和位移云圖,方便將結(jié)果在計算機上表示出來。通過這種方式,可以鍛煉學生對軟件的使用,大大提高了學生的自主學習能力,提高了課堂的效率及學生的積極性,同時也對學生往后的畢業(yè)設(shè)計和工作就業(yè)產(chǎn)生了積極效果,能夠擴展學生的知識面。
2.基礎(chǔ)力學教學方法的改革
2.1從身邊的力學著手,提高學生的學習興趣
通常在教學中,直接寫出公式會導致學生不理解或者理解不到位,所以在教學中,將日常生活中的例子作為引子,引出本章要講的內(nèi)容很有必要。
比如,材料力學中的彎曲變形,可以在生活中找到類比的東西,比如竹子:等強度梁;板簧:等強度梁;雙杠:外伸梁減小彎矩,較小變形量;主梁,次梁:減小力對主梁產(chǎn)生的彎矩;還有就是應力集中的例子,比如掰黃瓜時,在某一部位用手指甲一剝就開了,這些都體現(xiàn)了應力集中。
2.2多媒體教學與傳統(tǒng)教學手段結(jié)合,提高課堂效率
信息技術(shù)與材料力學相結(jié)合,有利于優(yōu)化認知過程,提高教學效率。利用現(xiàn)代化的教育手段將復雜、抽象的內(nèi)容,通過形、聲、情、意形象化,可讓學生直接感知和理解教學內(nèi)容,有利于突出重點、化解難點,優(yōu)化學生的認知過程,培養(yǎng)學生的學習能力。
隨著科技的進步與發(fā)展,現(xiàn)在越來越多老師開始嘗試在軟件上布置作業(yè),在網(wǎng)站上投放大量的學習資料,包括教學介紹、教學大綱、課堂復習、課后作業(yè)等一系列豐富多彩的學習內(nèi)容。上課沒有講清楚的內(nèi)容在課后可以通過在線的方式解答,學生有不懂的可以在網(wǎng)站上提問,老師看到之后第一時間進行解答,大大擴寬了學生與老師之間溝通的渠道。
3.基礎(chǔ)力學課程考核的改革
作為教學最關(guān)鍵的一環(huán),考核是檢查學生上課聽講情況的有效手段。但是,傳統(tǒng)的考核方式主要以閉卷考試為主,考慮到學生沒有大量時間準備考試,所以知識點不會覆蓋得很廣,只是側(cè)重于某幾章節(jié),不能全方位地考察,學生在準備考試的過程中,也會為了考試的重點而不去看其他章節(jié),考前突擊現(xiàn)象導致考試之后遺忘得很快,現(xiàn)提出一種半開卷的形式進行考核。
以下舉幾個例子:例如均質(zhì)圓盤O放置在光滑的水平面上,質(zhì)量為m,半徑為R,均質(zhì)細桿OA長為l,質(zhì)量為m。開始時桿的鉛錘位置,且系統(tǒng)靜止。求桿運動到距水平線30度位置時的角速度。對于這類問題,首先討論系統(tǒng)自由度、約束和廣義坐標的選擇。通常學生求解這類問題時需要列出動能方程、動量守恒定律等公式。而采用半開卷的形式,則可在黑板上寫出動能定理公式。
又如,質(zhì)量為m和2m,長度分別為l和2l的勻質(zhì)細桿OA和AB在點光滑鉸接,OA桿的A端為光滑固定鉸鏈,AB桿的B端放在光滑水平面上。初瞬時,OA桿水平,AB桿鉛直。由于初位移的微小擾動,AB桿的B端無初速地向右滑動,試求當桿運動到鉛垂位置時,A點處的約束反力。通常的解法是先取系統(tǒng)為研究對象,由動能定理和運動分析,可以得到各個節(jié)點的支反力,從而得到B點約束反力。學生對于此類問題通常會死記硬背動能定理,不能全面復習所有知識,而是將動能公式和靜力學方程寫在黑板上,讓學生運用公式解決一些復雜的問題,便于更好地理解問題、解決問題,為以后的學習奠定了基礎(chǔ)。
這樣考生就可以全面復習知識,包括一些平常不太涉及的概念和擴展的知識,有利于避免學生花費過多時間死記硬背公式,而將注意力集中在理解知識本身,從而將整本書理解透徹。
【參考文獻】
[1]王玉山,王銳.關(guān)于材料力學教學方法的思考[J].山西建筑,2008,34(1):212-213
[2]宋曦,楊靜寧.工科專業(yè)材料力學教學創(chuàng)新的探索與實踐[J].力學與實踐,2010,32(2):142-143,146
[3]韋成龍,李學呈,徐飛鴻.材料力學教學內(nèi)容改革的研究與實踐[J].力學與實踐,2002,24(3):53-54