淺談工程力學(xué)的教學(xué)改革

丁皓 呂杰 丁立軍 楊戈?duì)? 彭安民 郭世俊 劉楊 呂丹

[摘 要] 工程力學(xué)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它擁有很強(qiáng)的理論性、系統(tǒng)性。文章從工程力學(xué)的基本概念和原理出發(fā)，結(jié)合工程力學(xué)比較復(fù)雜且抽象的特點(diǎn)和實(shí)際教學(xué)中一些心得體會(huì)，剖析工程力學(xué)這門課程教學(xué)中的重難點(diǎn)，并結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐提出教學(xué)改革的思路。

[關(guān)鍵詞] 工程力學(xué);問(wèn)題;重難點(diǎn);教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2017年度上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目“血液動(dòng)力學(xué)對(duì)壁冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的作用機(jī)制研究”（17ZR1413500）

[作者簡(jiǎn)介] 丁 皓（1964—），男，上海人，博士，上海健康醫(yī)學(xué)院醫(yī)療器械學(xué)院教授，研究方向?yàn)樯锪W(xué);呂 杰（1986—），男，浙江舟山人，博士，上海健康醫(yī)學(xué)院醫(yī)療器械學(xué)院副教授，研究方向?yàn)樯镝t(yī)學(xué)工程;楊戈?duì)枺?983—），男，福建省莆田人，博士，上海健康醫(yī)學(xué)院醫(yī)療器械學(xué)院講師（通信作者），研究方向?yàn)樯飩鳠釋W(xué)。

[中圖分類號(hào)] Q66 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0158-02 ? ?[收稿日期] 2019-10-24

一、引言

力學(xué)作為整個(gè)自然科學(xué)中研究中開(kāi)展較早、并較早形成完備體系的學(xué)科，對(duì)問(wèn)題的分析解決辦法對(duì)自然科學(xué)尤其是物理學(xué)的其它分支影響巨大?？梢哉f(shuō)力學(xué)既是一門重要的工科課程，也是科研工作者需要掌握的重要的理論工具。因此，對(duì)于理工科學(xué)生來(lái)講，無(wú)論將來(lái)走哪種道路，力學(xué)都是一門十分重要的基礎(chǔ)課程。工程力學(xué)是力學(xué)中作為基礎(chǔ)而先開(kāi)設(shè)的一門重要學(xué)科，它包括了理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)部分。大學(xué)工程力學(xué)課程主要是通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合的方式，讓學(xué)生明白力學(xué)與物理的關(guān)系，并能夠應(yīng)用到實(shí)際中。

二、課堂改革

1.采用新式教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量?；诠こ塘W(xué)理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，與作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)工程力學(xué)的初期是一個(gè)決定性的關(guān)鍵階段，學(xué)生們?cè)谶@一時(shí)期很容易覺(jué)得迷茫，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)工程力學(xué)課程的初期很容易產(chǎn)生抵觸情緒。要想提高工程力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，教師就必須要上好第一課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。采用靈活多變的教學(xué)方式，通過(guò)引導(dǎo)啟發(fā)來(lái)讓學(xué)生在工程力學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中找到興趣。啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)首先要把學(xué)生作為學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體，依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀規(guī)律首先讓學(xué)生意識(shí)到工程力學(xué)課程的實(shí)用性與重要性，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)方法來(lái)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，在這個(gè)過(guò)程中提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[1]。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中可采用不同的方法來(lái)達(dá)到啟發(fā)引導(dǎo)的目的，如方法①在陳述中設(shè)疑，在設(shè)疑中留懸念，環(huán)環(huán)相扣，牢牢吸引住學(xué)生的注意力。通過(guò)設(shè)疑、留懸念的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生思維獨(dú)特性。首先從問(wèn)題入手，可以通過(guò)有趣的小故事引出課題，這樣既能吸引學(xué)生的興趣，又能活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)課題的印象。之后再通過(guò)設(shè)置懸念，扣住學(xué)生的思緒，讓學(xué)生順著課題的方向思考并尋找答案，使學(xué)生的思維能夠隨著正確的邏輯得以發(fā)展。方法②化抽象為具體，從直觀具象的表象慢慢過(guò)渡到抽象系統(tǒng)的課堂知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維、邏輯思維以及推理思維。方法③化難為易，化繁為簡(jiǎn)，善用歸納總結(jié)。在教學(xué)過(guò)程中，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，善用歸納總結(jié)，使學(xué)生記憶起來(lái)更加容易。例如，在講解平衡計(jì)算的過(guò)程中，可以先通過(guò)實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)核心方法，通過(guò)簡(jiǎn)短的討論初步地做一個(gè)歸納總結(jié)，最后老師再進(jìn)行精簡(jiǎn)，將計(jì)算過(guò)程精簡(jiǎn)歸納為三個(gè)簡(jiǎn)單步驟：畫（受力圖）、列（平衡方程）、算（計(jì)算求解）。通過(guò)歸納總結(jié)，化繁為簡(jiǎn)，增強(qiáng)學(xué)生的記憶。

2.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的自學(xué)能力。工程力學(xué)課程學(xué)習(xí)初期，學(xué)生普遍反應(yīng)難度較大，這個(gè)過(guò)程極易產(chǎn)生厭倦情緒，為了保證課堂質(zhì)量，學(xué)會(huì)自學(xué)是克服“厭學(xué)大魔王”的必要保障。教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，提前布置課題內(nèi)容，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成自學(xué)的習(xí)慣。學(xué)生通過(guò)自學(xué)以后，教師在課堂講解過(guò)程中，能夠適當(dāng)?shù)脑黾訋熒g的互動(dòng)，形成“對(duì)話式課堂”。先由學(xué)生對(duì)課題內(nèi)容發(fā)表自己的學(xué)習(xí)心得，并開(kāi)展討論，之后由教師對(duì)學(xué)生的講解、陳述進(jìn)行概括、總結(jié)，并根據(jù)課堂上學(xué)生們討論情況進(jìn)行補(bǔ)充、糾正以及更深入地講解，將討論中學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤和疑難問(wèn)題作為重點(diǎn)詳細(xì)講解。自學(xué)習(xí)慣的培養(yǎng)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣，對(duì)課堂質(zhì)量的提高也起著非常重要的作用。

3.理論結(jié)合實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。工程力學(xué)作為力學(xué)的一門基礎(chǔ)課程，理論與實(shí)踐有著緊密的結(jié)合。本課程對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)起著重要作用，同時(shí)也對(duì)學(xué)生的應(yīng)用能力有一定的要求[2]。工程力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是一個(gè)關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了配合理論知識(shí)，鞏固課堂知識(shí)外，主要是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和科研能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中要注意的是，實(shí)踐不僅僅是對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力。因此，在實(shí)驗(yàn)課程的安排上，除了傳統(tǒng)的課本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之外，還應(yīng)該增設(shè)一些能讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力的綜合型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。俗話說(shuō)“眾人拾柴火焰高”，在實(shí)驗(yàn)安排中，最好是將學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生在小組的討論、互助的環(huán)境中完成實(shí)驗(yàn)。每組學(xué)生通過(guò)自主討論消化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)到提前自學(xué)、預(yù)習(xí)的作用。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生從對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)，上升到具體實(shí)物的認(rèn)識(shí)，并將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要逐漸形成以教師演示為輔，學(xué)生動(dòng)手，共同參與、自主設(shè)計(jì)為主的互動(dòng)式教育方式，這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。過(guò)去的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告容易出現(xiàn)千篇一律的情況，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和報(bào)告內(nèi)容抄襲嚴(yán)重，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果比較不理想。通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)以后，要求學(xué)生進(jìn)行多次試驗(yàn)，并要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不一樣，有效避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲情況。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)開(kāi)始前，教師要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)將作為學(xué)期末總成績(jī)的評(píng)定指標(biāo)之一，讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)踐課程的重要性。教師也應(yīng)提高對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)嚴(yán)格把關(guān)，量化評(píng)分。

4.針對(duì)不同學(xué)生，采用分層次教學(xué)。鑒于每個(gè)學(xué)生的基礎(chǔ)不同、接受能力和適應(yīng)能力不同等原因，每個(gè)班上都不可避免會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)情況參差不齊的狀況。針對(duì)學(xué)生們不同的學(xué)習(xí)狀況，教師應(yīng)對(duì)不同層次的學(xué)生采用分層次的教學(xué)方式。上課時(shí)以基礎(chǔ)型內(nèi)容為主，遵循“必需、夠用”為原則，按照教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)講清相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生增強(qiáng)記憶后，再在學(xué)生感興趣的情況下進(jìn)行深一步擴(kuò)展。擴(kuò)展的內(nèi)容和方向視工程力學(xué)的教學(xué)情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況而定。擴(kuò)展型課程內(nèi)容應(yīng)以培養(yǎng)動(dòng)手能力、分析研究工程力學(xué)理論及應(yīng)用為主要目的，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究探索能力。課后布置作業(yè)時(shí)，可分為必做題和選做題，必做題的難度以基礎(chǔ)題為主，鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí);選做題則可適當(dāng)?shù)募哟箅y度，留給掌握得較好的學(xué)生繼續(xù)深入探索的空間，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、考試改革

絕大多數(shù)高校傳統(tǒng)的考核方式都是以閉卷考試為主，加上一定比例的平時(shí)成績(jī)，而考題又多以課后習(xí)題和課堂例題為主體。這種較為機(jī)械化的考核方式不僅打擊了部分學(xué)習(xí)積極的學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也讓部分學(xué)生鉆空子，通過(guò)臨時(shí)突擊做題來(lái)獲取高分。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，基于工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，考核方式在遵循公平、公正、公開(kāi)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該注重全過(guò)程考核，考核過(guò)程中要注重學(xué)生整體能力和整體素質(zhì)。不光要注重學(xué)生的期末考試成績(jī)，還要將學(xué)生能力的表現(xiàn)和素質(zhì)的體現(xiàn)作為較大的權(quán)重系數(shù)在考核時(shí)加以考慮。

四、結(jié)語(yǔ)

工程力學(xué)作為一門重要的理工科專業(yè)基礎(chǔ)課程，在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中起著重要的奠基作用。本課程對(duì)于提高學(xué)生的理解能力、分析問(wèn)題能力、邏輯能力、應(yīng)用能力及科研能力都起著至關(guān)重要的作用。但是，目前工程力學(xué)的教學(xué)中還存在許多問(wèn)題亟需解決，因此工程力學(xué)教學(xué)改革勢(shì)在必行。結(jié)合工程力學(xué)系統(tǒng)性、抽象性較強(qiáng)的特點(diǎn)，工程力學(xué)改革必須從課堂改革和考核改革兩方面入手，把工作重心放在課堂改革，采用新式教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自學(xué)能力，理論結(jié)合實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，采用分層次教學(xué)，多方面、多角度逐步完善工程力學(xué)的教學(xué)改革。

參考文獻(xiàn)

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