论文部分内容阅读
[摘要]力学是建筑专业中的一门重要基础课程。在教学内容要增加，教学时数要减少的条件下，必须对现行力学课程的教学内容、教学方法、教学手段及考试方法进行改革，才能与高等职业教育的人才培养目标相适应。
[关键词]课程教学改革 教学方法 教学内容
中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1671--7597(2009)1010183--01
长期以来，力学教学内容保持着他的传统学科体系，教师基本上采用“粉笔+黑板”的填鸭式教学方法，课外通过题海战术让学生记住公式。这种空洞的理论灌输式的教学以及沉重的课外负担使学生感到学习的困惑与乏味。而当前我系高职学生的文化素质参差不齐，对力学中很多的理论知识无法理解与融会贯通。因此，学生对力学的学习兴趣乏味，认为是一门吃力而没有多少用处的学科，甚至有一种恐惧感，觉得力学理论太深奥了，不好学，难于理解，于是干脆放弃了。因此，高职教育的力学教学改革势在必行。通过长期的教学实践，我认为急需要从以下几个方面着手，尽快改善目前这种局面。
一、力学教学的首要任务——培养学生的力学感
在长期的教学过程中发现，大部分学生在学习力学过程中，单纯在“纸上谈力”，把力从客观世界分离出来了，抽象地想象力学中的现象与规律，而实际上，力是人们用特定角度去看客观物质世界时物体之间的特殊联系方式——机械作用。虽然力看不见摸不到，但他存在于物体间的相互作用接触中。为了研究的方便，我们用简单的符号把他们在纸上表达出来，力学才被般到纸上，故在分析力学问题时，并不能单纯得从纸上来看，而是要把物体在客观世界中所处的环境分析清楚，才能准确地分析物体的受力情况。例如，我们分析讲台上粉笔盒的受力情况时，与粉笔盒相联系的物体有：地球、讲台、空气，空气的机械作用与地球和讲台相比相差很大，这里我们不予考虑。这时，粉笔盒受到地球的作用为重力，讲台的作用(理想状态，不考虑摩擦)为支撑力，很自然地就分析出粉笔盒的受力情况了。通过这种方法的训练，让学生反复认识力学的客观性。正确地理解力学，建立正确的思维方式，是力学教学的基础，也是力学教学的重要任务，应该贯穿于力学教学的始终。而且只有学生有了这种力学感之后，在以后的力学学习中才能够灵活分析和解决问题。
二、让学生清晰认识力学分析的方法
力是物体间的相互作用，力是客观存在世界的。力学的理论基础是从实践中总结出来的，是为实践服务的。力学中讨论的是力的共性，以作用效果为度量的标准(不着重中间过程)，使得力学从客观物体约束抽象出来，有了自己的处理手段与方法的灵活性和通用性。故力学对那些暂不定或非常复杂的事物都用了效果相同等效处理的原则，正因为这一原则，使得力学适用于全工程领域。例如合力等于各分力的矢量和，就是一个典型的等效原则。
三、在力学教学中开发小实验——实现情景教学
情景教学，就是把理论的有关规律和原理通过实验或模拟实验表现出来，诱导学生即席思考并做创造性探索，加强学生对力学原理与规律的认识与理解，激发他们的问题意识、反映能力和创新精神，且能提高课堂教学效果。
在力学教学中，常用实物制作模型，模拟某一力学原理，模拟实验的真实性，使学生能形成坚定的认识，对原理与规律理解得会更透彻，加强了实用性。模拟原理单一，实验时间不长，取材方便，制作简单。小实验可操作性强，刚开始教师自己做，课堂演示，给学生示范感染，然后诱导学生自己做，组织竞争，激活学生的创新动机。
在力学教学中系统的开发小实验，实现情景教学，可以让学生在动手中创新，使学生通过学习认识到力学在工程实际中所起的重要作用，做到有针对性地培养学生运用所学的理论和方法去分析和解决工程实际问题的能力。同时，这对于拓宽学生的工程知识面，增强学生的适应性有很好的促进作用。
四、打破传统的学科体系，改革教材及教学大纲，更新考核办法
现行力学的教学体系，存在着严重的学科化倾向，过于强调课程自身的系统性和完整性，与相关课程的联系与配合较差；过于强调理论性，和工程实际联系的不够紧密，学生缺乏必要的工程实际知识的教育和训练。而现在大多数高职院校都在走2+1模式，力学课程的理论教学时数越来越少，且我国的高职学生文化素质普遍偏低。因此，原有的救材体系很难适应现阶段高职教育的需要，这就要求教师在教学时要合理地处理好教材的体系和教学大纲，总结出适合自身教学的完整体系。比如说在材料力学中，基本上是以“拉伸与压缩→剪切→扭转→弯曲”为主线的内容体系讲述，并且每一种基本变形又都是按“内力→应力→变形→强度和刚度计算”的顺序进行学习，这样按教材讲，内容的重复性大，使教学过程缺乏新意和吸引力，而且费时，重点也不突出。为此，教师可以打破原有教学方法，根据常规工程的设计思路优化成以“杆件的内力分析→应力分析→应力状态分析→变形分析→失效分析与静力计算”为主线的教学内容新体系，将各种变形的共性问题(如内力、应力、变形等)集中起来研究，可以省去类似的分析推导过程，避免了按每一种基本变形小循环的重复，以便重点讲授理论和公式的应用方法及条件。这样即能解决多重循环的问题，还能够集中和强化概念，做到削技强干，突出重点，更重要的是这样做能够培养学生分析和解决工程实际问题的能力，教学效果也比原来的好很多，还节省了课时。
考试考核的内容与方法不改革，教学的导向性就不能根本扭转。首先，要在考核内容上加以调整。减少以再现书本知识为主的考试内容，加强学生对知识的理解和应用，特别是综合性、创造性地应用知识能力的考核。这样的考试，使学生思维更活跃，更易激发学生的创新意识，培养学生综合运用知识的能力，从而使考试真正成为进一步深化学习的重要教学环节，不再被学生视为沉重的负担。
五、采用多媒体技术辅助教学
力学课程有很强的工程背景，我们在教学过程中利用多媒体技术，将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，帮助学生解决力学模型建立的问题。同时，教师利用可交互式的CAI多媒体教学软件及自作课件进行课堂教学，用动画将抽象难懂的内容形象地表达出来，可以达到化解教学难点、缩短学生认知过程的目的。而且，利用多媒体教学，可极大减少繁琐计算的时间，使学生将主要精力用于概念和原理的理解和应用上，教师也有更多的时间实施启发、诱导。总之，直观教学能使许多力学疑难问题迎刃而解，既可培养学生兴趣，又可增强学生学习的自信心。以“约束与约束反力”、“刚体的平面运动”等知识点为例，这些知识点的抽象概念较多，学生很难理解，需要的图形和图片数量较多。如果用传统的粉笔加黑板进行教学，学生的学习效果很差，但利用多媒体课件辅助教学，通过实体模型的真实性、形象性和生动性，学生接受起来就很容易，这就大大地提高了这些知识点的课堂教学效率和效果。
[关键词]课程教学改革 教学方法 教学内容
中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1671--7597(2009)1010183--01
长期以来，力学教学内容保持着他的传统学科体系，教师基本上采用“粉笔+黑板”的填鸭式教学方法，课外通过题海战术让学生记住公式。这种空洞的理论灌输式的教学以及沉重的课外负担使学生感到学习的困惑与乏味。而当前我系高职学生的文化素质参差不齐，对力学中很多的理论知识无法理解与融会贯通。因此，学生对力学的学习兴趣乏味，认为是一门吃力而没有多少用处的学科，甚至有一种恐惧感，觉得力学理论太深奥了，不好学，难于理解，于是干脆放弃了。因此，高职教育的力学教学改革势在必行。通过长期的教学实践，我认为急需要从以下几个方面着手，尽快改善目前这种局面。
一、力学教学的首要任务——培养学生的力学感
在长期的教学过程中发现，大部分学生在学习力学过程中，单纯在“纸上谈力”，把力从客观世界分离出来了，抽象地想象力学中的现象与规律，而实际上，力是人们用特定角度去看客观物质世界时物体之间的特殊联系方式——机械作用。虽然力看不见摸不到，但他存在于物体间的相互作用接触中。为了研究的方便，我们用简单的符号把他们在纸上表达出来，力学才被般到纸上，故在分析力学问题时，并不能单纯得从纸上来看，而是要把物体在客观世界中所处的环境分析清楚，才能准确地分析物体的受力情况。例如，我们分析讲台上粉笔盒的受力情况时，与粉笔盒相联系的物体有：地球、讲台、空气，空气的机械作用与地球和讲台相比相差很大，这里我们不予考虑。这时，粉笔盒受到地球的作用为重力，讲台的作用(理想状态，不考虑摩擦)为支撑力，很自然地就分析出粉笔盒的受力情况了。通过这种方法的训练，让学生反复认识力学的客观性。正确地理解力学，建立正确的思维方式，是力学教学的基础，也是力学教学的重要任务，应该贯穿于力学教学的始终。而且只有学生有了这种力学感之后，在以后的力学学习中才能够灵活分析和解决问题。
二、让学生清晰认识力学分析的方法
力是物体间的相互作用，力是客观存在世界的。力学的理论基础是从实践中总结出来的，是为实践服务的。力学中讨论的是力的共性，以作用效果为度量的标准(不着重中间过程)，使得力学从客观物体约束抽象出来，有了自己的处理手段与方法的灵活性和通用性。故力学对那些暂不定或非常复杂的事物都用了效果相同等效处理的原则，正因为这一原则，使得力学适用于全工程领域。例如合力等于各分力的矢量和，就是一个典型的等效原则。
三、在力学教学中开发小实验——实现情景教学
情景教学，就是把理论的有关规律和原理通过实验或模拟实验表现出来，诱导学生即席思考并做创造性探索，加强学生对力学原理与规律的认识与理解，激发他们的问题意识、反映能力和创新精神，且能提高课堂教学效果。
在力学教学中，常用实物制作模型，模拟某一力学原理，模拟实验的真实性，使学生能形成坚定的认识，对原理与规律理解得会更透彻，加强了实用性。模拟原理单一，实验时间不长，取材方便，制作简单。小实验可操作性强，刚开始教师自己做，课堂演示，给学生示范感染，然后诱导学生自己做，组织竞争，激活学生的创新动机。
在力学教学中系统的开发小实验，实现情景教学，可以让学生在动手中创新，使学生通过学习认识到力学在工程实际中所起的重要作用，做到有针对性地培养学生运用所学的理论和方法去分析和解决工程实际问题的能力。同时，这对于拓宽学生的工程知识面，增强学生的适应性有很好的促进作用。
四、打破传统的学科体系，改革教材及教学大纲，更新考核办法
现行力学的教学体系，存在着严重的学科化倾向，过于强调课程自身的系统性和完整性，与相关课程的联系与配合较差；过于强调理论性，和工程实际联系的不够紧密，学生缺乏必要的工程实际知识的教育和训练。而现在大多数高职院校都在走2+1模式，力学课程的理论教学时数越来越少，且我国的高职学生文化素质普遍偏低。因此，原有的救材体系很难适应现阶段高职教育的需要，这就要求教师在教学时要合理地处理好教材的体系和教学大纲，总结出适合自身教学的完整体系。比如说在材料力学中，基本上是以“拉伸与压缩→剪切→扭转→弯曲”为主线的内容体系讲述，并且每一种基本变形又都是按“内力→应力→变形→强度和刚度计算”的顺序进行学习，这样按教材讲，内容的重复性大，使教学过程缺乏新意和吸引力，而且费时，重点也不突出。为此，教师可以打破原有教学方法，根据常规工程的设计思路优化成以“杆件的内力分析→应力分析→应力状态分析→变形分析→失效分析与静力计算”为主线的教学内容新体系，将各种变形的共性问题(如内力、应力、变形等)集中起来研究，可以省去类似的分析推导过程，避免了按每一种基本变形小循环的重复，以便重点讲授理论和公式的应用方法及条件。这样即能解决多重循环的问题，还能够集中和强化概念，做到削技强干，突出重点，更重要的是这样做能够培养学生分析和解决工程实际问题的能力，教学效果也比原来的好很多，还节省了课时。
考试考核的内容与方法不改革，教学的导向性就不能根本扭转。首先，要在考核内容上加以调整。减少以再现书本知识为主的考试内容，加强学生对知识的理解和应用，特别是综合性、创造性地应用知识能力的考核。这样的考试，使学生思维更活跃，更易激发学生的创新意识，培养学生综合运用知识的能力，从而使考试真正成为进一步深化学习的重要教学环节，不再被学生视为沉重的负担。
五、采用多媒体技术辅助教学
力学课程有很强的工程背景，我们在教学过程中利用多媒体技术，将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，帮助学生解决力学模型建立的问题。同时，教师利用可交互式的CAI多媒体教学软件及自作课件进行课堂教学，用动画将抽象难懂的内容形象地表达出来，可以达到化解教学难点、缩短学生认知过程的目的。而且，利用多媒体教学，可极大减少繁琐计算的时间，使学生将主要精力用于概念和原理的理解和应用上，教师也有更多的时间实施启发、诱导。总之，直观教学能使许多力学疑难问题迎刃而解，既可培养学生兴趣，又可增强学生学习的自信心。以“约束与约束反力”、“刚体的平面运动”等知识点为例，这些知识点的抽象概念较多，学生很难理解，需要的图形和图片数量较多。如果用传统的粉笔加黑板进行教学，学生的学习效果很差，但利用多媒体课件辅助教学，通过实体模型的真实性、形象性和生动性，学生接受起来就很容易，这就大大地提高了这些知识点的课堂教学效率和效果。