姜韶華,王蘭紅,楊俊燕
(濰坊職業(yè)學院,山東 濰坊 261031)
工程力學課程整合了理論力學和材料力學兩門課的內(nèi)容。通過本課程的學習,使學生掌握工程力學基礎(chǔ)知識和基本技能;具備運用力學方法分析解決工程中遇到的簡單力學問題的能力;同時,培養(yǎng)學生的力學素質(zhì),為今后從事生產(chǎn)第一線的技術(shù)和管理工作打下堅實的基礎(chǔ)。近幾年,隨著教學改革的深入,教學內(nèi)容不斷擴充,而課堂教學時數(shù)相對減少。如何提高課程的教學質(zhì)量,提高學生運用所學知識解決實際工程問題的能力,確保高等技術(shù)應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn),是當下專業(yè)素質(zhì)教育的主流。
遵循教高〔2006〕16號文件精神,以培養(yǎng)學生的能力素質(zhì)、工程力學基本素養(yǎng)和工程應用為主線,著重基本概念和結(jié)論的應用。在對機械設(shè)計與制造相關(guān)行業(yè)和畢業(yè)生就業(yè)崗位群分析的基礎(chǔ)上,通過與企業(yè)技師、班組長等基層部門的實踐專家進行溝通交流,分析出就業(yè)崗位群的實際工作任務,找出職業(yè)的典型工作任務,然后根據(jù)學生的學習能力和教學條件,將教學內(nèi)容以真實的工作任務及其工作過程的系統(tǒng)化為依據(jù)進行整合,設(shè)計出由具體到抽象、由局部到整體、由簡單到復雜的基于工作過程的6個項目,如圖1所示。每個項目可以包含若干工作任務,每個任務又對應著許多知識與技能。通過完成具體工作任務,訓練學生的職業(yè)基礎(chǔ)能力、工作方法能力和社會綜合能力。
圖1 工程力學教學內(nèi)容
過去的工程力學教學,通常采用啟發(fā)引導、案例分析、模型演示、分組討論等教學方法。為進一步提高課堂教學效果,提高學生分析問題、解決問題的能力,激發(fā)學習積極性和主動性,我們又引入了項目引導式教學、頭腦風暴法教學及思維導圖法教學等,并取得了較好的教學效果。
以剛體的受力分析為例,主要教學過程如下:(1)教師通過任務單的形式讓學生明確本項目的主要任務,并以資訊單的形式提出一些與本項目有關(guān)的問題,如力的分類;什么是主動力和約束力;約束力的類型及約束反力的表示等,學生通過閱讀教材、參考書等掌握應具備的知識和技能;(2)學生通過小組討論,制定工作計劃。在該階段,學生要考慮到繪制受力圖的步驟、力的矢量表示、平衡等問題,根據(jù)討論結(jié)果,填寫計劃單;(3)以小組形式展開討論,分析設(shè)計方案,教師可參與其中,幫助其分析方案,然后由學生自己做出決策;(4)學生根據(jù)所制定的方案獨立完成工作任務;(5)以小組的形式展示所繪制的受力圖,然后由其它小組找出受力圖中存在的一些問題,如力的方向是否正確、是否多畫或少畫了力、構(gòu)件是否平衡等。在該階段,學生不僅了解了自己繪圖過程中存在的問題,知道了改進的方法,還鍛煉了學生的語言表達能力;(6)教師根據(jù)學生的作品,結(jié)合前幾個階段的完成情況做一個客觀公正的評價,讓學生清楚在畫受力圖過程中容易出現(xiàn)的問題以及在今后工作中應注意的問題。學生在完成項目的過程中,學到了探索知識的方法,讓枯燥的知識變成有趣的體驗,增強了學習專業(yè)知識的興趣。
采用頭腦風暴教學時,要求所有學生都積極參與到創(chuàng)造新思想的過程中。例如,在講到項目五中最后一個任務“如何提高彎曲梁的強度和剛度”時,為調(diào)動學生的學習積極性和主動性,可以采用頭腦風暴教學法。整個教學過程按三個步驟實施:(1)起始階段。教師拿一根鋸條,提出要解決的問題“把鋸條看做一根梁,如何提高其強度和剛度?”要求學生先進行思考,可以在小組內(nèi)討論;(2)意見產(chǎn)生階段。鼓勵每個學生陳述自己的觀點和建議。這時,學生會說出各種建議,如將鋸條的截面尺寸加大;將截面由平放改為豎放;把簡支梁變?yōu)橥馍炝?;在梁的支點間加以支撐等等,甚至有的學生還提出將鋸條折斷。在回答問題時學生不需要為自己的觀點陳述原因,其它學生也沒必要立刻對某一學生的觀點加以評價、進行討論或是提出批評;(3)總結(jié)評價階段。師生共同總結(jié)、分析實施或采納每一條意見的可行性,并對其進行歸納和總結(jié)。
實踐證明,頭腦風暴教學是聚合思維訓練的一種好方法,可以最大限度的調(diào)動學生的學習積極性,鼓勵學生進行創(chuàng)造性思維。
工程力學是一門理論性較強的課程,教學中,教師習慣將所講的大問題用一、二、三這樣直線的方式出現(xiàn),某一問題又可細分為1、2、3,這樣看上去比較清晰,實際上學生在聽課或記筆記時,往往容易產(chǎn)生視覺疲勞,并且重點不突出,從而不利于學生對知識的理解和記憶。思維導圖創(chuàng)造者巴贊說:“傳統(tǒng)的記筆記方法是使用了大腦的一小部分(左腦),因為它主要使用的是邏輯和直線型的模式?!彼季S導圖極大地激發(fā)我們的右腦,因為我們在創(chuàng)作導圖的時候還使用顏色、形狀和想象力。
鑒于此,我們將思維導圖教學法應用于教學實踐中。如在講授“力的基本知識”這部分內(nèi)容時,先選好中心議題“認識力”,然后將力的定義、力的作用效應、力的單位、力的三要素、力的矢量表示、力的性質(zhì)、力系及相關(guān)概念作為各個分支與中心議題聯(lián)系在一起,形成了一個放射狀的思維導圖。
思維導圖不僅適用于新知識的講授,還適用于知識的鞏固或?qū)W生的復習總結(jié)等。當然,一堂好課往往是多種教學方法并用,并要根據(jù)授課內(nèi)容靈活變換教學方法,只有這樣才能取得好的教學效果。
考試不僅要考核學生對知識的掌握程度,更應考核其綜合能力。近幾年,對工程力學的考核,采用了階段考核、過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的形式。
主要包括到課率、課堂表現(xiàn)及上課積極參與情況,占總成績的20%。過程考核主要是學生課堂上參與分析問題、解決問題的表現(xiàn)情況。另外,可以在學生中成立課外科研小組,鼓勵學生參與老師的科研活動,通過解決生產(chǎn)實際中的具體問題,提高對知識的應用能力。教師可根據(jù)具體情況給出一定的分數(shù)。
包括每一項目對應的大作業(yè)完成情況及階段性測試,占總成績的40%。階段性測試,可采取開卷考試的方式,允許學生帶自己的筆記本等學習資料進入課堂,促使學生親自動手歸納總結(jié)所學內(nèi)容,提高學習效果。
由學院組織,學生獨立完成的測試考核,占總成績的40%??荚囆问讲扇¢]卷考試的方式,不允許學生帶任何學習資料進入考場,因此,能更真實地考核學生對理論知識的掌握程度。
在《工程力學》的教學過程中,通過整合教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法與手段、建立科學的考核機制,使這門課程脫離枯澀乏味的特點,克服了過去那種“學生覺得難學,老師覺得難教”的現(xiàn)象,充分調(diào)動了學生的學習積極性和求知欲望,提高了教學效果。同時,培養(yǎng)和提高了學生的現(xiàn)代工程意識、工程實踐能力及創(chuàng)新能力。提高了學生分析問題與解決問題的能力及團隊精神和合作能力,為后續(xù)課程的學習及走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ),從而更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標的要求。
[1]張曉琴,肖秋蓮.論高等職業(yè)技術(shù)學校的教學創(chuàng)新[J].科技信息:學術(shù)版,2006,(4):108-109.
[2]賈海梅.淺談《工程力學》課的教學[J].科學之友,2008,(11):127-128.
[3]張定華.工程力學[M].北京:高等教育出版社,2000.
[4]焦安紅.工程力學:項目教學[M].西安:西安電子科技大學出版社,2009.