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《理論力學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐探討
《理論力學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐探討
欽亞洲，朱建民，崔延松
�。贤ù髮W(xué)交通學(xué)院，江蘇南通226019）
摘要：為提高學(xué)生學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的興趣，改變目前學(xué)生普遍厭學(xué)的情況，本文探討了一種新的教學(xué)形式，可表述為“學(xué)生小組討論—課堂釋疑及點(diǎn)評(píng)—效果鞏固及檢查”三個(gè)流程，由五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施。通過(guò)教學(xué)效果檢驗(yàn)本教學(xué)模式可以有效提高學(xué)生對(duì)《理論力學(xué)》的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
關(guān)鍵詞：《理論力學(xué)》；教學(xué)形式；小組討論；學(xué)習(xí)興趣
一、概述
《理論力學(xué)》是高等院校機(jī)械、土木、交通工程等相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，要求學(xué)生掌握建立力學(xué)模型的原理和方法以及相應(yīng)的力學(xué)概念和公式，進(jìn)而掌握分析問(wèn)題和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，并為后續(xù)課程如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等專業(yè)課打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。然而，由于《理論力學(xué)》課程自身內(nèi)容繁多、理論抽象、公式枯燥，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍感到厭倦，缺乏學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。要想提高學(xué)生學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的興趣，就要改變傳統(tǒng)的以教師為主體的“滿堂灌”的教學(xué)模式。本文探討了一種教學(xué)模式可表述為“學(xué)生小組討論—課堂釋疑及點(diǎn)評(píng)—效果鞏固及檢查”三個(gè)流程，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的《理論力學(xué)》教學(xué)過(guò)程，提高并激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力及學(xué)習(xí)興趣，改變目前學(xué)生厭學(xué)的普遍現(xiàn)象，達(dá)到《理論力學(xué)》大綱的教學(xué)要求。從目前實(shí)施情況來(lái)看，這種教學(xué)形式取得了較為滿意的效果。本教學(xué)模式包括五個(gè)環(huán)節(jié)，將在下文中展開(kāi)闡述。
二、本教學(xué)改革實(shí)踐環(huán)節(jié)
1.選定小組討論內(nèi)容。學(xué)生小組討論內(nèi)容的選擇主要由教師確定。教師在選定學(xué)生小組討論內(nèi)容前要準(zhǔn)備充分，結(jié)合目前學(xué)生知識(shí)掌握的實(shí)際水平情況，選擇難易適中的章節(jié)內(nèi)容作為學(xué)生小組討論的內(nèi)容。若教師選擇小組討論內(nèi)容偏難，可能由于學(xué)生的理論知識(shí)不夠，會(huì)感到無(wú)從下手，產(chǎn)生挫敗感，影響學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣。因此，教師應(yīng)選擇難易適中的知識(shí)內(nèi)容作為小組討論的主題。目前《理論力學(xué)》教材一般包括三方面知識(shí)：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，每部分內(nèi)容又分若干小節(jié)，每個(gè)小節(jié)的知識(shí)內(nèi)容難易程度各不相同。如在靜力學(xué)部分，包含的知識(shí)點(diǎn)有靜力學(xué)概念及公理、力系的等效及簡(jiǎn)化、力系的平衡、桁架靜力分析與摩擦平衡分析等內(nèi)容。靜力學(xué)部分選擇學(xué)生小組討論內(nèi)容時(shí)，教師盡可能避開(kāi)“力系的等效及簡(jiǎn)化”這部分內(nèi)容，這是由于此部分內(nèi)容理論知識(shí)較多，不經(jīng)教師講解學(xué)生難以自行理解掌握。同時(shí)這部分知識(shí)內(nèi)容包含的公式推導(dǎo)也較多，沒(méi)有一定相關(guān)知識(shí)積累不易理解，所以這部分內(nèi)容不適合學(xué)生小組討論學(xué)習(xí)。在靜力學(xué)這部分內(nèi)容中，教師可選擇“平面靜定桁架的靜力分析”這一小節(jié)作為學(xué)生的小組討論內(nèi)容。這是因?yàn)槠矫骒o定桁架的靜力分析主要應(yīng)用前面所學(xué)過(guò)的剛體系統(tǒng)的平衡知識(shí)，同時(shí)這部分內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)公式推導(dǎo)比較少。在學(xué)習(xí)過(guò)剛體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題相關(guān)知識(shí)后，學(xué)生完全可以將所學(xué)平衡問(wèn)題分析的相關(guān)理論知識(shí)應(yīng)用到靜定桁架分析和計(jì)算中去，所以靜力學(xué)選擇這部分內(nèi)容作為學(xué)生小組討論內(nèi)容是合適的。再如，在《理論力學(xué)》課程運(yùn)動(dòng)學(xué)這一部分內(nèi)容中，教師最好不要選擇點(diǎn)的速度合成及加速度合成知識(shí)內(nèi)容作為學(xué)生小組討論的內(nèi)容。這是因?yàn)辄c(diǎn)的速度合成及加速度合成知識(shí)與前面所學(xué)知識(shí)內(nèi)容關(guān)聯(lián)不多，對(duì)學(xué)生而言，幾乎是新的知識(shí)點(diǎn)。此外，這一部分知識(shí)內(nèi)容也非常重要，是運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)。點(diǎn)的速度合成及加速度合成內(nèi)容理論多、概念多，并且知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容相對(duì)抽象，不適合學(xué)生分組討論學(xué)習(xí)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)部分，教師可以選擇“平面圖形上各點(diǎn)的速度分析”作為學(xué)生小組討論的內(nèi)容，因?yàn)檫@部分內(nèi)容主要以點(diǎn)的速度合成知識(shí)為基礎(chǔ)，是點(diǎn)的速度合成知識(shí)在剛體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，所以選作學(xué)生小組討論的內(nèi)容是合適的。對(duì)于《理論力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)部分，教師可以選擇“質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能與剛體的動(dòng)能”這一節(jié)作為學(xué)生小組討論的內(nèi)容，這是因?yàn)檫@部分內(nèi)容在《大學(xué)物理》這門課程中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過(guò)，學(xué)生相對(duì)而言比較熟悉，且這一小節(jié)涉及到的理論知識(shí)相對(duì)較少，所以比較適合學(xué)生小組討論學(xué)習(xí)。
2.分組討論。將學(xué)生按學(xué)號(hào)進(jìn)行分組，并至少提前一周將所討論章節(jié)內(nèi)容告知學(xué)生，這樣學(xué)生可以在課余時(shí)間準(zhǔn)備所討論章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容。小組討論環(huán)節(jié)主要由學(xué)生自主完成。為保證小組討論過(guò)程的質(zhì)量，可采取組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，組長(zhǎng)可由班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員擔(dān)任。在進(jìn)行學(xué)生小組討論前，要求組長(zhǎng)制訂小組討論的詳細(xì)計(jì)劃，包括小組討論的時(shí)間、地點(diǎn)、次數(shù)，以及每次討論的主要問(wèn)題等，這樣便于教師進(jìn)行抽查和指導(dǎo)，保證學(xué)生小組討論的質(zhì)量。除此以外，由于學(xué)生小組討論環(huán)節(jié)在課余時(shí)間完成，為確保每個(gè)學(xué)生都能積極參加，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生小組討論成果提出要求。例如，教師可要求組長(zhǎng)提供小組討論過(guò)程中的有關(guān)資料，如小組討論時(shí)的照片、討論記錄等。小組討論環(huán)節(jié)主要目的在于改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，使每個(gè)學(xué)生都能主動(dòng)去學(xué)習(xí)和思考問(wèn)題，并增加學(xué)生在學(xué)習(xí)中的趣味性，提高學(xué)生之間的溝通交流能力。小組討論后學(xué)生要形成對(duì)所討論章節(jié)知識(shí)內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)以及討論中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。討論環(huán)節(jié)完成后，針對(duì)討論主題，小組要形成完備的PPT文件，并推選出小組討論匯報(bào)人，以便課堂上向其他學(xué)生匯報(bào)講解本小組的討論成果。
3.學(xué)生匯報(bào)。在學(xué)生小組討論環(huán)節(jié)完成后，教師合理安排課堂時(shí)間，按照小組討論章節(jié)內(nèi)容的難易程度，進(jìn)行小組討論成果的課堂匯報(bào)講解環(huán)節(jié)。在學(xué)生課堂匯報(bào)講解前，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生小組討論后提交的PPT成果進(jìn)行審查和把關(guān)。教師課前要與學(xué)生匯報(bào)人進(jìn)行溝通和探討，幫助學(xué)生匯報(bào)人理清思路，掌握學(xué)生課堂匯報(bào)講解時(shí)間，從而提高學(xué)生課堂上講解和匯報(bào)的效率。
例如在靜力學(xué)“平面靜定桁架的靜力分析”部分，我們安排每小組匯報(bào)講解20分鐘。這樣按照我校一節(jié)課40分鐘，可以安排兩個(gè)小組進(jìn)行匯報(bào)講解。學(xué)生匯報(bào)講解的內(nèi)容包括小組討論中所形成的章節(jié)知識(shí)要點(diǎn)、例題及存在的難點(diǎn)等。
4.釋疑點(diǎn)評(píng)。學(xué)生講解匯報(bào)完成后，教師對(duì)學(xué)生課堂講解章節(jié)內(nèi)容釋疑和點(diǎn)評(píng)是本教學(xué)模式的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在經(jīng)過(guò)小組討論后，可能對(duì)所討論章節(jié)知識(shí)點(diǎn)仍存有疑問(wèn)，或是對(duì)所討論知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)歸納有所疏漏。此時(shí)，教師應(yīng)在學(xué)生課堂講解匯報(bào)環(huán)節(jié)結(jié)束后，及時(shí)對(duì)學(xué)生講解匯報(bào)中存在的疑難問(wèn)題進(jìn)行釋疑。對(duì)于學(xué)生疏漏的知識(shí)點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和強(qiáng)調(diào)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。例如，對(duì)“平面靜定桁架的靜力分析”這部分的章節(jié)內(nèi)容，在學(xué)生課堂講解匯報(bào)環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)零力桿的判定這一部分內(nèi)容存有疑問(wèn)，理解深度不夠，有一個(gè)小組在匯報(bào)中甚至未提到零力桿的判定問(wèn)題。而零力桿的判定是進(jìn)行平面靜定桁架靜力分析的首要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于簡(jiǎn)化平面靜定桁架靜力分析計(jì)算過(guò)程起到重要作用，這部分知識(shí)內(nèi)容不能忽略。因此在學(xué)生講解完成后，教師應(yīng)及時(shí)對(duì)零力桿判定內(nèi)容進(jìn)行釋疑和重點(diǎn)講解。通過(guò)這種學(xué)生課下小組討論、課堂講解匯報(bào)的形式，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，從而在課堂上能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)中的不足和疑惑及時(shí)點(diǎn)評(píng)。由于具有針對(duì)性，因此教師的講解可以做到有的放矢，同時(shí)也使學(xué)生對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解更加深刻。
5.鞏固、檢查及考評(píng)。此環(huán)節(jié)為本教學(xué)模式改革的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。鞏固、檢查以課后作業(yè)為主。對(duì)學(xué)生課后作業(yè)進(jìn)行批閱，了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，并可以檢驗(yàn)這種教學(xué)改革模式的效果。通過(guò)對(duì)學(xué)生作業(yè)完成情況統(tǒng)計(jì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于進(jìn)行新的教學(xué)形式講授的章節(jié)內(nèi)容，即進(jìn)行了“學(xué)生小組討論—課堂講解匯報(bào)—教師釋疑教學(xué)”環(huán)節(jié)后，學(xué)生作業(yè)完成情況明顯好于其他章節(jié)。同時(shí)，對(duì)參與小組討論活動(dòng)的學(xué)生進(jìn)行考評(píng)，考評(píng)結(jié)果計(jì)入平時(shí)成績(jī)。按照學(xué)校要求，《理論力學(xué)》課程最后總成績(jī)由兩部分構(gòu)成：一是期末閉卷考試成績(jī)（占總成績(jī)的70%）；二是平時(shí)課程成績(jī)（包括課后作業(yè)、平時(shí)小測(cè)試、課堂出勤、課堂回答問(wèn)題及小組討論等，占總成績(jī)的30%）。通過(guò)對(duì)參與小組討論活動(dòng)學(xué)生進(jìn)行考評(píng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與小組討論、課堂講解匯報(bào)的積極性，促使本教學(xué)改革實(shí)踐活動(dòng)更好的開(kāi)展。
三、結(jié)語(yǔ)
《理論力學(xué)》是多數(shù)工科院校的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。對(duì)于土木、機(jī)械、交通工程等專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這門課程學(xué)習(xí)的好壞，將直接影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，是不可忽視的重要課程。然而，由于《理論力學(xué)》課程本身偏難、知識(shí)點(diǎn)多，造成目前學(xué)生普遍厭學(xué)，學(xué)習(xí)興趣不足。基于此，本文提出一種新的教學(xué)形式，即學(xué)生小組討論—課堂釋疑及點(diǎn)評(píng)—效果鞏固及檢查，并積極進(jìn)行了新的教學(xué)模式的嘗試和檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)本教學(xué)改革實(shí)踐活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，這種教學(xué)模式能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績(jī)。
參考文獻(xiàn)：
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