单位文秘网 2021-06-29 08:20:03 点击: 次
(黄河科技学院,郑州 450006)
摘要: 按照教学目标和人才培养目标的要求,对《工程力学》课程的教材内容和体系、课堂教学方法进行了一系列改革探索。在课堂教学中坚持“一法为主,多法并用”的原则,以问题讨论式教学法为主要教学方法,适当运用案例教学,着力培养学生的学习兴趣和提高学生分析问题、解决问题的能力,收到了较好的效果。
关键词: 工程力学;课堂教学;教学方法;教学改革
0引言
《工程力学》课程是我校工科类专业必修的重要专业技术基础课,是学生从基础课到专业课学习的桥梁。按照我校的人才培养模式“本科学历+职业技能”教育的特点,近年来,我校对《工程力学》课程的课程体系、教学内容、教学方式方法等进行了一系列改革的探索与实践,形成了以培养应用型人才为目标的课堂教学模式,该课程现已成为郑州市精品课程之一。
1以培养应用型人才为目标,改革课程内容与体系
教学模式的改革是以人才培养目标的设定和教材内容体系的改革为前提的。前些年我校专科机械类专业的《工程力学》课程的理论课时通常达120学时以上,讲授内容包括理论力学(静力学、运动学、动力学)及材料力学的主要概念和理论。课程内容多,理论性强,体系结构不够合理,不仅要求学生具有一定的高等数学、物理、制图的基础和较强的抽象思维能力,还要求能运用力学的基本理论对工程问题进行科学合理分析和计算。因我校《工程力学》课程是放在一年级新生开设的,学生缺少工程实践经验,基础也相对薄弱,往往会感到内容枯燥,概念难以理解,导致对该课程产生畏惧心里,从而影响了学生的学习热情和学习积极性。
近年来,针对我校的办学层次、生源质量等情况,我校加大了教学改革的力度,随着教改的深入,我们在加强实践性教学的同时,也对课程内容和体系进行了相应的调整和改革。按照“够用和必需”的原则,《工程力学》课程已由原来的120多学时缩减到现在的90多学时,重新调整后的教材内容与体系主要包括:①静力学部分按照研究内容和层次分为两章,第一章主要介绍力与力系的相关概念和基本知识,第二章主要研究物体在力系作用下的平衡问题。②运动学和动力学部分按照研究对象和研究方法分为四章,主要包含质点运动学和质点动力学、刚体运动学和刚体动力学的相关概念和基本知识。③材料力学部分按照构件变形形式分为五章,主要研究四种基本变形和组合变形时构件的强度、刚度和稳定性问题。教材内容和体系具有以下特点:①紧密结合工程实际。在教材中,一是通过工程实例来提取力学模型、建立基本概念、讲解基本原理、总结基本方法及其应用;二是增加了大量与工程实际结合紧密的例题和习题。②突出了思维方法和分析方法的训练。力求在分析每一个具体问题时都能善于运用已学的力学知识,通过数学演绎和严密的逻辑推理等方法获得问题的解答;在讨论不同问题时,学会归纳问题的共性(如力系简化方法和结论的共性,求解平衡问题方法的共性,各种基本变形内力分析方法和应力分析方法的共性等),从中总结出共同的本质。③在教材内容编排上每一章都增加有问题讨论,对容易混淆的概念和结论进行辨析,补充相关知识内容。这些扩充的内容不要求学生掌握,只是给有兴趣和有能力的学生自学留下足够的空间,以提高学生自主学习的能力。这样做的优势是内容衔接好,体系结构更加合理,学生更容易从问题入手,吃透教材,并且容易理解和记忆。
2以培养学生能力为目标,改革课堂教学方法
对《工程力学》课程,我们倡导课堂上坚持“一法为主,多法并用”的原则,探索以问题讨论式教学法为主,适当采用案例教学,并与其它教学法相结合的教学方式,初步形成了以学生自主学习为主、教师引导为辅的课堂教学新模式。
2.1 基于问题讨论式教学培养学生自主学习能力问题讨论式教学法是问题式教学法和讨论式教学法的有机结合,是以尊重、信任和发挥学生的主观能动性为前提,以提高学生自主学习的能力为目标,以问题为主线,以课堂讨论为主要教学形式的一种教学方法。
2.1.1 问题讨论式教学法的运用问题讨论式教学法要贯穿三个基本环节。第一个环节是提出问题。教师在课堂教学中要始终以问题为导向,适时地、恰当地、巧妙地提出问题。问题可以激发学生的求知欲和学习兴趣,但提出问题要注意以下几点:①提出的问题应是与课程知识内容相关的,即可以用课程知识解决的问题。②提出的问题应紧密结合工程实际和生活实际。如我们在讲铰链约束时,就会提出工程中什么样的结构或构件可以简化为铰链约束的问题;在讲扭转强度、刚度知识时,会提出工程中为什么机床主轴常采用空心圆截面的问题等等。③提出的问题要经过精心设计,难度适中。问题一定要切合学生的实际情况,使学生通过努力能获得解答,从而增强信心,产生自豪感,促进学习兴趣的提高。问题太简单激发不起学生的兴趣,而问题太难学生又无法解答,反而容易挫伤学生的积极性。④鼓励学生提问。学生是问题讨论式教学法的主角,学生是否敢于提问和敢于回答问题是该教学法成败的关键,所以要鼓励学生提出自己的任何疑问。第二个环节是分析问题。在这个环节中教师要循循善诱,要启发和引导学生深入分析问题,帮助学生理清解决问题的思路,给学生讲解与问题相关的理论或指导学生看书阅读,自学思考,最终找出解决问题的方法。第三个环节是解决问题。在这个环节中,要改变过去那种单纯由教师讲解来得出结论的传统授课方法,而改为通过学生讨论来得出问题的答案。讨论可以分成几个小组,每个小组4-6人,学生可以自由组合。教师应根据问题的难易程度,限定出恰当的讨论时间,并安排合理的组合方式,便于学生之间的互相交流与协作。其间教师巡视各组讨论情形,给学生提供必要的帮助和指导,引导学生找出解决问题的方法。最后,由各组对本组的讨论进行总结、归纳,并介绍本组的观点,然后由教师进行点评,并引导学生得出正确的结论,提高其分析判断能力。教师应结合学生讨论中暴露出来的问题,对教学重点、难点进行进一步讲解,使学生加深对基础知识的理解和记忆。
2.1.2 问题讨论式教学法的作用①能提高学生的学习兴趣。教师在教学中大量运用启发式,紧密结合工程实际,使学生带着问题去学习,学生针对工程实际问题,往往会产生浓厚的学习兴趣,为了把问题弄清楚,不仅会注重课堂上专心听讲,认真思考,而且有的学生还会在课后去查阅相关资料或到实习工厂进行实地考察。②能提高学生的分析能力和思维能力。通过这种教学形式,教与学双方产生友好和谐的互动,使学生的思维始终处于激活状态,有利于开启学生广阔的思维空间,学生获得的力学知识也更具有针对性和实用性,从而达到使学生主动高效学习的目的。③能充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。问题讨论式教学具有明确的、切合实际的教学目标,注重以学生为主体,充分尊重学生,使学生在课堂上积极、主动地参与课堂活动,并能运用所学的知识去分析问题和解决问题,有利于增强学生的自信心和责任感。
强调学生自主学习,并不意味着教师就可以袖手旁观,教师仍然是课堂教学的组织者、引导者、促进者和参与者。所以,任课教师不仅对所讲课程的内容要熟练,对有关概念和原理的理解要深刻,还要有较强的工程背景与课堂驾驭能力(如良好的教学组织能力、知识加工能力、教学设计能力、语言表达与沟通能力等),否则就会难以得到学生的配合而无法收到应有的教学效果。问题讨论式教学法还要求教师和学生平时都要注意积累素材,在生活和学习中要做有心人。如果平时不注意观察,不注意思考,不注意积累,就谈不上提出问题、分析问题和创造性地解决问题。
2.2 基于案例教学培养学生创新意识和工程实践能力现代案例教学法于1870年最早兴起于美国哈佛大学。20世纪80年代末引入我国后,许多高校开始探究案例教学法。随着课程改革和教学改革的实施,目前,案例教学法在我校《工程力学》课程的课堂教学中也得以推广应用。
2.2.1 案例教学法的运用现代教学特别强调培养学生的能力,让学生在探究的过程中学习学科文化知识。工程应用型人才的能力主要体现在实践性和综合性,要培养适应现代生产技术发展的工程应用型人才,不仅要掌握必要的工程知识,还必须具备处理工程实际问题的能力。如何将学生所学的知识转化为学生的能力,使学生将来面对各种工程任务时,能够有科学的解决问题的思路和方法,这是教学改革中特别值得探讨和研究的问题。因此,在《工程力学》课程的课堂教学中适当穿插一些案例教学是非常必要的。课堂上运用案例教学时应包含三个环节:一是选择和呈现案例,二是分析和探究案例,三是总结和评述。
由于后两个环节的课堂教学组织与问题讨论式教学的课堂教学组织基本相同,所以下面主要对第一环节进行探讨。这一环节是实施案例教学的关键,不仅要求教师在课前精心选择案例,熟悉需要讨论的材料,提出所要讨论的问题,而且需要完成对整个教学过程的设计,找出案例呈现的恰当时机。在案例设计上,要根据课程标准要求来收集相关资料和信息,并注意信息的完整性,避免使学生产生模糊不清的感觉,否则难以达成正确结论。选择案例时既要注意与教学内容和教学目标的衔接问题,又要考虑案例本身的针对性、新颖性和涵盖知识的全面性问题,使选择的案例具有典型性、趣味性,能够紧扣所讲的理论知识,贴近学生生活,符合学生的认知规律,通俗易懂,能够激起学生的学习热情。
根据工科机械专业学生的实际情况,教师在《工程力学》教学中可以精选一些与教学内容相关的力学案例进行分析。如我们在讲压杆稳定性时,会把工程中由于某机械设备中受压的杆件突然失效而造成人员伤亡的重大事故作为案例供学生研究探讨。学生为了弄清工程事故发生的原因,往往会认真阅读教材和查阅相关资料。另外,我们也把学生毕业设计中的有关课题(如某些传动轴设计中的强度设计部分等)作为案例拿来与学生共同研讨。这样使学生不仅感受到了理论联系实际的重要性,而且增强了工程安全意识和社会责任感。这些案例教学的目的是通过引导学生解决实际问题来提高学生对知识的理解和运用能力,培养学生的创新意识和工程实践能力。
2.2.2 运用案例教学法应注意的问题①选择的案例要适用,难度要适当。教学案例可以是真实的,也可以是虚拟的,但难易程度要与教学目标、学生的情况以及教师的能力相适应,解决不同层次的问题,需要选择相适应的教学案例。②在《工程力学》课程课堂教学中,案例教学法最好只作为其它教学法的一种辅助和补充。一是因为案例教学法只对某些特定教学内容比较有效,二是因为《工程力学》课程是在低年级开设的,由于低年级学生的学科知识基础薄弱,知识储备不够,而案例教学法最好在学生掌握了相关基础知识之后再加以实施,只有学生具备了必要的基础知识,才能对案例材料产生兴趣和认识,才能使案例教学发挥理论与实践相结合的教法优势。③在课堂教学过程中,实施案例教学要保证课堂上有足够的时间开展案例讨论与总结,有的案例可在课前印发给学生,让学生做好必要的准备,否则问题讨论肤浅,不利于学生对教学内容的理解和学生探究能力的培养。
3结束语
通过对《工程力学》课程的课堂教学改革,在培养学生能力和创新意识,激发学生学习兴趣和提高工程素质方面取得了一些成效,探索了一种能够使工科学生轻松、愉快、自主学习的教学模式。几年来的实践证明,采用现代教学法与传统教学法相结合,一法为主,多法并用的教学方法,并尽可能多的运用问题讨论式教学法和案例教学法是一种既能达到《工程力学》课程教学目标,又能实现人才培养目标的有效教学方式,值得推广。
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