基础力学课程的教学现状及教改方向探究

时间:2019-09-27

　　摘要：针对目前基础力学课程的教学现状, 依托力学竞赛, 变革教学方法, 以夯实力学基础, 激发学生学习基础力学知识的兴趣, 发现和选拔力学创新的后继人才为目标;同时丰富提高教师的专业知识和教研水平, 增强教师的创新意识和创新实力, 为力学竞赛输送更多更强的参赛选手, 为检验全国高校基础力学教学水平和教学改革成果提供重要依据。

　　关键词：力学竞赛; 基础力学; 教学水平; 教学改革;

　　Abstract：

　　Based on the current teaching situation of basic mechanics courses, combining with mechanics competitions and improving teaching methods, it is an important target of strengthening the foundation of mechanics, stimulating students' interest in learning basic mechanics knowledge, finding and selecting subsequent talents of mechanical innovation. It is not only an important basis for examining the teaching level of basic mechanics and teaching reform achievements in colleges and universities, but also enriching teachers' professional knowledge and level of teaching, enhancing the teachers' innovation consciousness and strength, and cultivating more and more capable students for the mechanics competition.

　　Keyword：

　　mechanics competition; basic mechanics; teaching level; teaching reform;

　　全国周培源大学生力学竞赛是我国高等教育最高层级的大学生科技竞赛活动之一, 其宗旨在于培养人才、服务教学、促进高等学校力学基础课程的改革与建设, 培养大学生的动手能力、创新能力和团队协作精神, 增进大学生学习基础力学课程的兴趣。力学竞赛不断地从当代高科技和国家建设的主战场发掘基础力学问题, 让基础力学知识成为有生命力的基础。竞赛试题主要是从科研、工程和日常生活事物中提炼出来的具有启迪作用的综合性内容, 学生需要根据自己的理解建立力学模型, 不同于传统教学中的考试和做题模式。力学竞赛不只是一场考察学生力学基础知识和解题技巧的考试, 更是一个考察学生综合能力和综合素质的考试, 竞赛结果可作为检验全国高校基础力学教学水平和教学改革成果的重要依据。

　　一、我校组织参加力学竞赛的现状

　　1. 我校自2005年连续七次参加全国周培源大学生力

　　学竞赛, 由应用科学学院承办, 教务处、学生处和校团委协办, 以学生自愿报名的形式参加学校组织的选拔赛。但历届选拔赛都表现出了一个通病, 即部分被动参赛学生“滥竽充数”, 他们中大多是班干部、学生会成员或预备党员, 在考场上基本不作答, 甚至对试题看都不看一眼坐等交卷时间。而在选拔赛结束后的一段时间里, 也会有一些对力学知识感兴趣但没能参加选拔赛的学生, 到力学系咨询能否直接参加后期的培训及竞赛, 但由于受参赛名额及经费的限制, 这样的学生往往无缘参赛。由此可见, 竞赛的前期组织宣传工作仍有待加强, 如何吸引更多的对力学知识感兴趣的学生积极主动参赛是目前需要解决的一个问题。

　　2. 力学竞赛的目的主要是考查学生对理论力学和材料力学两门知识的掌握能力。

　　其中, 知识是有关概念、公式、原理和方法的集合, 而能力是处理问题的方法、技巧的集合。竞赛试题多以考查参赛者的能力为目标, 主要体现在扎实的基础知识、灵活的解题技巧、熟练的力学建模能力以及洞察问题实质的能力。由于我校以二本类学生为主, 学生的自主学习能力和实践创新能力有限, 学习力学知识过程中, 学生普遍认为该类课程抽象、难学, 愿意主动学习的同学常常会反问自己:辛苦地学习这些力学知识有啥用呢?另外, 我校力学基础课程教学中所采用的例题和习题大多都是已经建好的力学模型和力学简图, 已知和求解都很清楚, 解题思路也很明确, 这类型题目对于学生掌握基本概念、理清解题思路和方法是很有帮助的。但该类题目做多了, 学生往往会变成做题高手, 却不具备分析、解决实际问题的能力。如何提高学生解决问题及力学建模的双重能力是目前需要解决的又一个问题。

　　3. 选拔赛以后紧跟着就是为期两个月的培训课程, 由

　　于参赛学生来自不同的专业、班级及年级, 培训时间一般只能安排在晚上或周末, 学生到课率不高。其原因主要是:被动参赛的学生对力学知识不感兴趣;上课时间安排与其他课程时间冲突, 不能兼顾全部参赛学生的时间;参赛的大二学生刚接触材料力学课程, 直接参加培训跟不上老师的进度;理论力学、材料力学交错培训学习, 学生每周的学习时间会增加12小时以上, 学习精力不够且自学能力水平不高, 所以能够坚持下来的学生不过半数。实践证明, 坚持学习到最后的参赛学生多数都能拿到奖项。所以如何让学生分配好学习时间, 坚持参加培训是需要解决的第三个问题。

　　二、以力学竞赛促进基础力学课程的教改与创新的思路

　　为了有效提高力学基础课程的教学质量, 进一步提升我校学生参加力学竞赛的成绩, 实时发现并解决教学和竞赛中普遍存在的问题, 需要全体师生及各职能部门的共同努力。首先, 基础力学课程的任课教师需要变革传统教学模式, 努力提高自身的综合素质与教研能力, 通过正确引导逐步提高学生的学习力学知识的兴趣及参赛热情, 进而不断提高基础力学课程的教学水平;其次, 学生需要反思自己的学习方法, 如何才能真正意义上掌握并灵活运用所学知识分析简单的工程案例, 并在逐步发现问题、解决问题的过程中有所提高;再次, 通过教师与教师、教师与学生以及学生与学生之间的学习交流, 逐步实现教师与教务系统、教师与教辅专职人员之间的联系与沟通, 从而推动课程教研活动的开展, 提高教师的课堂教学效率与学生的学习效率, 真正意义上实现教学相长;最后, 可以尝试编排基础力学课程的实验教学班, 把基础扎实、自主学习能力较强或有对力学知识感兴趣的同学集中起来, 按精英人才培养模式, 提高教育教学效率。

　　1. 教学中, 教师可采用引导式教学方法、适当增加课堂

　　互动环节, 时刻把握学生的课堂听课状态, 适时调整讲课进度和方法, 可有效提高教学质量。在新课程的第一堂课上, 教师需要向学生系统介绍课程将要学习的重点内容, 需要学生清楚学好该课程所应具备的相关知识;对于基础较差的学生, 教师能给出相应有效的学习方法, 最大限度激发学生学习该课程的兴趣。针对我校学生身心发展特点, 在基础力学课程教学中, 从根本上改变课内讲的过多、过细、过全的讲授方法, 相对淡化理论要求, 少花一点时间进行理论推导、公式证明, 着重讲清力学公式、原理如何用来解决实际问题, 细选精讲一些学生感兴趣且常见的工程案例, 尤其是一些真实发生的学生熟识的工程事故中涉及到的力学问题, 引导学生思考所学过的一些理论知识, 适当增加板书讲解规范解题过程;既能体现所学知识点的用武之地, 又能有效引导学生理清解决问题的思路, 培养学生分析问题的逻辑思维能力。

　　2. 备课中, 教师要做充分的准备, 主要包括实时工程案

　　例及图片的搜集整理、力学知识在力学模型简化中的融会贯通, 书写教案并精制课件, 避免简单的拼凑电影式播放的课件教学, 课件的目的是扩大课堂信息量, 提高教学效率, 所以逻辑思维导图、有代表性的图片、动画、典型的例题和重要的概念、章节小结等内容适合用课件呈现, 但例题或习题的规范求解过程更适合用板书逐步引导学生了解并掌握。此外, 课堂上要适当穿插课后习题的讲解, 使学生更快的学习并掌握力学知识的用法;有效的课堂练习和提问, 能让学生发现问题并及时解决;而适时的课堂测试, 能让教师及时准确地掌握学生的学习情况, 逐步实现“学中练、练中学”的教学模式。在学习过程中如遇到超出该学科研究范围的内容, 可提示学生在以后的学习中能用哪门课程所学来进行求解, 使学生形成一条完整的知识链, 只有这样才能使他们遇到问题时迸发出不同的解决思路, 或者才会考虑用不同学科的知识点综合求解。

　　3. 抓好学风建设, 培养优良的学习习惯, 是克服目前所存在问题的主要途径。

　　我校学生来自祖国四面八方, 入学成绩存在差距, 如何引导学生快速有效地适应大学生活、了解各自的专业及今后努力的方向, 这是新生入学时必须做好的一项重要工作。

　　(1) 学校在迎新入学工作中, 合理安排工作人员。首先选派各专业的辅导员及班主任现场接待;其次团委书记和负责学生工作的副院长在各自岗位坚守;最后合理安排各专业在读研究生或自学能力强、时间较充裕的本科生, 到指定地点负责组织接待引领等工作事宜。安排有序的接待工作会给新生和家长留下深刻印象。

　　(2) 班主任责任制。新生是一张白纸, 今后将如何书写自己的未来, 很大程度上取决于学生对自身的认识、定位、目标等关键点。全面的专业介绍, 让学生更多地了解到自己将要面临的各类课程、学习目标以及开设课程的先后顺序有何讲究, 介绍一些简单有效的学习方法及今后的就业方向;让学生提前认识将来可能会讲授专业课的相关教师, 使其有归属感。组织形式各样的班会活动, 使同学之间加深了解并增进感情。班级入学分数排名, 让学生准确定位自己的优势和不足, 确立奋斗目标;各自设定学期目标、学习计划、课余生活规划等, 有方向才知如何努力。

　　(3) 新生今后如何发展, 主要取决于第一学期学习习惯的养成。在入学后的一段时间内, 教务处、学生处、辅导员、班主任及任课教师要相互配合, 培养学生守时、守纪、合理安排时间的好习惯。教务系统或各学院、系可以利用这一时间段, 组织一些报告讲座, 邀请相关专业的优秀学生, 尤其是大四考研成功的学生, 他们对大学生活的感悟、对学科专业课程设置的感悟、对如何才能愉快充实地度过大学生活有着深刻的理解和认识。这样做一方面丰富了学生的校园文化生活, 另一方面校园的正能量会迅速传播。各层工作人员相互配合, 抓好学风建设, 展现良好的学习氛围。

　　4. 狠抓教学督导工作, 提高学习效率, 是克服目前存在问题的另一途径。

　　“狠抓”指的是高度重视、坚持不懈的执行, 逐步改变不良现状, 即上课时间教师等学生、学生抢占教室后排位置、上课玩手机、睡觉、做与本课程无关的作业等现象。“教学”指的是教师的教与学生的学, 想提高教学质量, 二者必须协调。俗话说“上课”是一个“良心活”, 教师应该具有强烈的责任心和较高的专业水平, 课前必须做足功课, 学校也要制定出相应的奖惩机制以督导教师的“教”;而学生的“学”, 养成好习惯后自主学习效果自然明显。“督导”则是指督促引导, 给出改进和努力的方向;一方面要督导记录教师的上课情况, 目前我校督导组就承担着这份工作, 但是由于人力不足、精力有限, 间断性的督导不够深入, 效果不明显;另一方面, 对学生也要施行实时督导, 不定期检查, 而不是定时定点的一次性集中检查, 学生出勤率不能只靠学生自觉、教师“魅丽”及课程内容来保障, 尤其是对于那些自律能力较差的学生, 安排专人适时的督导是必要的。前期学生工作扎实稳固, 后期学生收获顺理成章。

　　5. 用“分级”教学模式加强学生创新思维能力的培养。

　　通过“分级”把基础扎实、精力充沛、自学能力强且对力学知识极其感兴趣的学生 (自愿报名, 限制人数, 排课前完成) 编排在同一授课班级, 在原有教学大纲和教学进程的基础上, 以基础力学竞赛为依托, 强调力学基础的重要性, 加强对基本概念和公式的理解;教师要给学生经常提出一些实际问题或力学小问题, 鼓励学生理论联系实际, 训练学生的创新思维能力;教师在课堂上适时穿插上近年的竞赛题目或介绍一些竞赛的相关情况, 激发学生对力学学习的热情。课程采用分阶段考核, 以理论力学为例, 可以按静力学、运动学、动力学进行三次考核;材料力学可以按照基本变形、应力状态、组合变形与压杆稳定、能量法与超静定四部分内容分别考核;教师同步提供一些工程案例资料, 由学生分组讨论完成力学建模并进行问题求解, 整理成书面作业提交。这样考核既能避开现有的应试模式, 又能加深学生对各部分知识的理解与掌握, 时刻跟踪了解自己的学习近况;同时该班级学生需要接受双重考核机制, 既要接受上述该班级的考核 (不计入档案) , 又要回归各自专业班级参加学期末课程考核 (记入档案) 。教师最终可以参考这两项成绩及学生的日常表现, 在学生自愿的基础上积极引导和鼓励他们加入到力学参赛队伍中。我相信有了他们的加入, 我校力学竞赛必将会取得更多的奖项和更高的荣誉。

　　三、结束语

　　随着全国周培源大学生力学竞赛影响力的不断扩大和社会对高素质力学人才需求的不断增加, 基础力学教学方法的改革已经成为力学教师必须探索和思考的课题。针对我校学生特点及力学课程内容特点, 依托力学竞赛, 变革教学方法, 夯实力学基础, 增进学生学习力学知识的兴趣, 有助于发现和选拔力学创新的后继人才;以力学竞赛促进基础力学课程的教改与创新的同时, 也丰富了教师的专业知识, 提高了科研水平, 更重要的是增强了教师自身的创新意识和创新实力。希望在力学教师的共同努力下, 能探索出更适合我校大学生的教学方法, 为社会输送更多的优秀人才, 为周培源大学生力学竞赛输送更强的参赛选手。

　　参考文献
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