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淺析工程力學(xué)課程教學(xué)的探討教育論文
論文摘要：文中指出了工程力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結合工程力學(xué)課程特點(diǎn)，對教學(xué)內容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及學(xué)生創(chuàng )新能力的培養進(jìn)行了探討與實(shí)踐。
論文關(guān)鍵詞：工程力學(xué)教學(xué)創(chuàng )新
工程力學(xué)課程是面向近機類(lèi)和非機類(lèi)各專(zhuān)業(yè)研究工程構件共性問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課，其目的在于使學(xué)生掌握變形體力學(xué)分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程設計中的應用。通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節訓練，使學(xué)生掌握構件的受力、變形的基礎理論，培養學(xué)生判斷工程中強度、剛度和穩定性問(wèn)題的能力。在全校的基礎課程體系中，工程力學(xué)占有重要地位，是構成諸多后續課程的基礎性支撐平臺之一。與大學(xué)物理學(xué)或理論力學(xué)不同，它并不是以質(zhì)點(diǎn)和剛體為研究對象，而是引入了變形體的概念，并引入了諸如微元體、應變、應力等貫穿后續力學(xué)課程的基本概念。同時(shí)，它還涉及對學(xué)生基本研究素質(zhì)和能力的訓練，如：將具體的、復雜的研究對象抽象化、理想化，并建立正確的物理模型和數學(xué)模型的能力等。它是眾多力學(xué)課程中的一個(gè)轉折點(diǎn)，對學(xué)生后續課程的學(xué)習和知識結構的完善影響很大。
一、存在的問(wèn)題
在工程力學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，由于自身的特點(diǎn)，具有一些對培養創(chuàng )新型人才不利的因素。由于力學(xué)學(xué)科的歷史悠久，傳統知識占的比重較大，課程的內容大多幾代沿襲，知識陳舊、內容重復的問(wèn)題更為突出，特別是計算技術(shù)已經(jīng)對工程對象性態(tài)分析的方法產(chǎn)生巨大沖擊，近年來(lái)雖對部分課程的教學(xué)內容進(jìn)行了不同層次的改革，且增添了一些現代內容，但并不完善。因此，進(jìn)行力學(xué)課程的綜合改革勢在必行。
其二，力學(xué)學(xué)科既是基礎學(xué)科又是技術(shù)學(xué)科，但由于長(cháng)期以來(lái)受中國傳統的重基礎理論輕技術(shù)的思想支配，在力學(xué)的學(xué)習中重視的是對理論知識的掌握，學(xué)生的廣義的工程素質(zhì)培養不夠。其三，現代力學(xué)的一般研究方法多為演繹法，反映在工程力學(xué)的教材與教學(xué)中，均是從已知的基本定律出發(fā)，進(jìn)行理論分析，導出一些定理和推論，由此來(lái)對力學(xué)系統作出預示。這樣，學(xué)生在學(xué)習中很少接觸歸納法和發(fā)散性思維的訓練，對學(xué)生創(chuàng )新思維的培養極為不利。為此，必須改革現有的教學(xué)內容和方法。
二、改革的探討
1.優(yōu)化教學(xué)內容
課程內容的體系結構與組織方式，是課程建設的重要組成部分。一個(gè)符合學(xué)生認識發(fā)展規律的課程體系和高效率的內容組織方式，對教師而言，是高水平教學(xué)效果的必要條件，對學(xué)生而言，是學(xué)生學(xué)習收益最大化的基本保證。本課程在教學(xué)內容方面著(zhù)重于基本知識、基本理論和基本方法，在培養能力方面著(zhù)重設計構思和設計技能的基本訓練，在教學(xué)內容安排上，要突出一條主線(xiàn)，即以力的平衡、變形的幾何協(xié)調、力與變形間的物理關(guān)系的研究為分析研究工程力學(xué)問(wèn)題的主線(xiàn)，貫穿全書(shū)，以利建立對力學(xué)的整體認識。在教學(xué)內容選取上，對傳統的經(jīng)典內容加以精選，刪去傳統教材中一些陳舊的和重復的內容，重新組織課程的教學(xué)內容。如靜力學(xué)中傳統教材中都是從平面匯交力系、平面力偶系到平面任意力系，最后到空間力系。每一種力系都反復簡(jiǎn)化、合成、平衡的過(guò)程很浪費學(xué)時(shí)。改革后我們可以直接從空間匯交力系、空間力偶系講起，當把空間任意力系的平衡方程推導出后，其它力系的簡(jiǎn)化結果、平衡方程就迎刃而解了。在運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)中減少質(zhì)點(diǎn)運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的內容，通過(guò)貫通、融合和相互滲透，消除課程中的羅列現象，減少大學(xué)物理和工程力學(xué)兩門(mén)課程之間的重疊內容，強化兩門(mén)課程之間的有機銜接。在材料力學(xué)中按照構件變形的內力、應力、變形來(lái)講既節省學(xué)時(shí)，又便于各種變形的同異處的比較。教學(xué)實(shí)踐證明，新的教學(xué)內容和新的組織方式，不僅有利于提高課程的教學(xué)效率，而且有利于使學(xué)生學(xué)會(huì )如何尋找事物的內在聯(lián)系，掌握工程力學(xué)課程的精華。
2.改進(jìn)教學(xué)方法
轉變教育觀(guān)念，發(fā)展創(chuàng )新教育，就要建立教師起引導作用、學(xué)生起主導作用的啟發(fā)式教學(xué)模式，在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節中對學(xué)生全方位地進(jìn)行創(chuàng )新思維訓練，使學(xué)生具有觸類(lèi)旁通、自我開(kāi)發(fā)新知識以及發(fā)現和解決問(wèn)題的能力。在求解方法訓練中，注重對學(xué)生應用與開(kāi)發(fā)大型結構分析軟件能力的培養。這樣，以力學(xué)模型的建立和求解為核心，在向學(xué)生傳授知識的同時(shí)，有效地進(jìn)行創(chuàng )新思維訓練，從同一力學(xué)模型出發(fā)，通過(guò)多角度、多形式、多層次的例題變換，構造點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的立體思維網(wǎng)絡(luò )，從而使學(xué)生學(xué)習方向明確，思維空間增加，最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造潛力。
在課堂教學(xué)中，要善于提出問(wèn)題，揭示矛盾，加強學(xué)生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維的能力，特別是培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題的能力。結合工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，可以這樣提出問(wèn)題、揭示矛盾：從簡(jiǎn)單問(wèn)題引出復雜問(wèn)題；從實(shí)驗現象引出重要概念；從工程背景引出理論問(wèn)題；從正問(wèn)題引出反問(wèn)題。在課堂講授中淡化繁瑣的數學(xué)推導與數字運算、強化定性分析，強化基于基本概念的直觀(guān)判斷，突出分析思路與分析方法。同時(shí)注重歸納思維方法。在討論不同問(wèn)題的個(gè)性（特點(diǎn)）時(shí)，突出共性的歸納。如不同基本變形應力分析方法的共性；靜定問(wèn)題與超靜定問(wèn)題的共性；不同材料物理模型下變形體力學(xué)分析的共性等。培養綜合與擴散、求同與辨異等歸納思維方法。
加強課堂討論，活躍課堂氣氛。促進(jìn)學(xué)生對于問(wèn)題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均精選有思考、討論題，使學(xué)生參與互動(dòng)，進(jìn)一步深入理解并掌握基本概念、基本理論和基本方法，引導學(xué)生積極思維。
3．完善教學(xué)手段
傳統的教學(xué)手段是一支粉筆、一塊黑板，教師用這種方法講課易于掌握講課節奏，細節分析透徹，但也存在著(zhù)明顯的不足：這門(mén)課程結構圖多，在傳統的教學(xué)中畫(huà)圖要占用很多的課堂時(shí)間，圖形效果也并不理想。多媒體教學(xué)輕易地就解決了這個(gè)教學(xué)問(wèn)題。多媒體技術(shù)是當今現代教育技術(shù)有效的手段之一，它可以有效地增加課堂上的信息量，提高課堂信息傳遞的質(zhì)量，所以多媒體教學(xué)是必不可少的。但又不能完全依賴(lài)多媒體教學(xué)。由于設備條件的限制，多媒體教學(xué)技術(shù)在提高教學(xué)效率的同時(shí)，也將教師局限在計算機附近，教師的神態(tài)、語(yǔ)調等不能充分展現，在一定程度上削弱了教學(xué)效果，既影響師生情感交流，又影響教學(xué)互動(dòng)，不易達到最佳講課效果。而傳統的板書(shū)教學(xué)卻可以彌補多媒體教學(xué)的不足，讓教師充分展現授課的形體感染力，增強教學(xué)效果。因此應注重現代化教學(xué)手段與課程教學(xué)的整合，充分發(fā)揮多媒體形象具體直觀(guān)、圖文清晰規范、信息量大面寬的優(yōu)勢，又保留板書(shū)教學(xué)節奏可控、交流自如等特點(diǎn)，這樣可發(fā)揮現代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率、提高教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用，使課程教學(xué)廣泛采用多媒體技術(shù)，在主要教學(xué)環(huán)節全面實(shí)現多媒體化。教學(xué)實(shí)踐證明，利用電子教案進(jìn)行課堂教學(xué)可提高教學(xué)效率，教師可以有更多的時(shí)間進(jìn)行課堂討論，實(shí)現啟發(fā)式教學(xué)，從而提高效果。單獨的傳統教學(xué)手段很難做到這一點(diǎn)。多媒體教學(xué)有利于教師主觀(guān)能動(dòng)性的發(fā)揮，不同的教師可以上出不同風(fēng)格的課。
結束語(yǔ)
工程力學(xué)課程是后續課程的重要基礎課程之一，通過(guò)對本課程教學(xué)內容的整合、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革，大大提高了學(xué)生的理論水平和實(shí)踐創(chuàng )新能力，有利于培養具有一定工程背景知識、寬廣的力學(xué)知識、工程結構分析軟件的應用和開(kāi)發(fā)能力，以及掌握現代力學(xué)實(shí)驗與測試技術(shù)的復合型人才。
參考文獻：
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