羅露露 葉 紅 程玉華(武漢交通職業(yè)學(xué)院,湖北 武漢 430065)

高職路橋力學(xué)教學(xué)存在的問題與改革建議*

羅露露 葉 紅 程玉華
(武漢交通職業(yè)學(xué)院,湖北 武漢 430065)

力學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的學(xué)科,是高職路橋?qū)I(yè)的一門基礎(chǔ)課程,而目前高職路橋?qū)I(yè)學(xué)生對(duì)力學(xué)學(xué)習(xí)興趣不足,掌握效果差。針對(duì)此,文章提出力學(xué)教學(xué)應(yīng)多利用力學(xué)小實(shí)驗(yàn)、力學(xué)模型、工程實(shí)例等,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)力學(xué)的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí),要注重學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng);要選擇合適教材,增加力學(xué)課程學(xué)時(shí);要多利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,將力學(xué)知識(shí)生動(dòng)形象展現(xiàn)給學(xué)生,不斷提高力學(xué)課程的教學(xué)效果,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

高職路橋?qū)I(yè);力學(xué)課程;力學(xué)模型

力學(xué)于土木工程,是須臾不可或缺的重要理論基礎(chǔ)課程。高職院校路橋?qū)I(yè),主要是為企業(yè)培養(yǎng)一線技術(shù)技能人才,與普通本科院校培養(yǎng)工程師人才相比,有其獨(dú)特性和靈活性。然而,力學(xué)作為高職院校路橋?qū)I(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,也是一門最難的課程。高職院校學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,對(duì)理論性強(qiáng)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)興趣不高,對(duì)力學(xué)知識(shí)的掌握程度差,不利于學(xué)生將來的職業(yè)發(fā)展[1,2]。在這種情況下,高職路橋?qū)I(yè)教師如何對(duì)力學(xué)課程和教學(xué)進(jìn)行改革,顯得尤為重要。

一、高職路橋力學(xué)教學(xué)存在的問題

(一)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)興趣不足

相對(duì)本科生而言,高職學(xué)生大多文化基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)起點(diǎn)低,學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自覺性不夠[3]。盡管很多學(xué)生平時(shí)很努力,但由于之前的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)接受能力差,其對(duì)知識(shí)的掌握程度往往差強(qiáng)人意。另外,隨著生源的不斷減少,一些高職院校開始試行單獨(dú)招生考試。由于單獨(dú)招生考試主要針對(duì)中職學(xué)校畢業(yè)生,中職學(xué)校的學(xué)生文化基礎(chǔ)大多不理想。而對(duì)力學(xué)這門理論性比較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,要想學(xué)好它,不僅需要學(xué)生一定的天賦及認(rèn)真學(xué)習(xí)的態(tài)度,還需要學(xué)生有一定的基礎(chǔ)知識(shí),比如高中數(shù)學(xué)、物理等課程知識(shí)。這對(duì)原本考試成績(jī)偏低,底子較薄弱的學(xué)生而言,在力學(xué)學(xué)習(xí)過程中難度相當(dāng)大。

為更好地了解高職路橋?qū)I(yè)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果,筆者對(duì)某高職院校2012－2014級(jí)路橋?qū)I(yè)學(xué)生的力學(xué)考試成績(jī)進(jìn)行分析,其結(jié)果如圖1所示。

圖1 某高職院校2012－2014級(jí)路橋?qū)I(yè)學(xué)生力學(xué)成績(jī)分析圖

從圖1可以看出,路橋?qū)I(yè)學(xué)生力學(xué)成績(jī)大多集中在60－80分之間。2012－2014級(jí)學(xué)生力學(xué)的平均成績(jī)分別為71.1分、71.47分、68.65分;2014級(jí)路橋?qū)I(yè)單招生的力學(xué)平均成績(jī)?yōu)?1.36分。而且筆者了解到,為了使多數(shù)學(xué)生能夠通過考試,在考試題目的選擇上,教授本門課程的教師基本上偏重于考察學(xué)生對(duì)于最基本知識(shí)的掌握,也就是說題目絕對(duì)是簡(jiǎn)單的。由此可見,力學(xué)對(duì)于高職路橋?qū)I(yè)學(xué)生來講,確實(shí)是一門偏難的理論課程。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生很難聽懂,逐漸產(chǎn)生了反感情緒,提不起學(xué)習(xí)興趣,因而不愿意學(xué)習(xí)它。因此,如何讓學(xué)生愿意學(xué)習(xí)并掌握這門課程,面臨著挑戰(zhàn)。

(二)教材選擇不合理

目前市場(chǎng)上有不少高職力學(xué)課程的教材,但這些教材并非都是精品,有些是作者為完成任務(wù)而編寫的,并沒有認(rèn)真進(jìn)行斟酌和校核,使得教材中存在一些錯(cuò)誤。另一方面,適用于高職路橋?qū)I(yè)的力學(xué)教材,偏重于理論知識(shí),學(xué)生看到大篇幅的公式或概念就會(huì)產(chǎn)生厭惡的情緒,從而失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力,這就使得學(xué)習(xí)力學(xué)的難度更大。而且很多力學(xué)教材適用于多個(gè)專業(yè),對(duì)于路橋?qū)I(yè)本身而言,針對(duì)性不強(qiáng)。

(三)課時(shí)安排不現(xiàn)實(shí)

高職院校路橋?qū)I(yè)課程設(shè)置一般采用的是“2.5＋0.5”的教學(xué)模式,即在校理論學(xué)習(xí)兩年半,畢業(yè)實(shí)習(xí)半年。在有限的時(shí)間內(nèi),所需要學(xué)習(xí)的課程很多,故力學(xué)這門課程在高職路橋課程安排上一般只有一學(xué)期。一學(xué)期內(nèi)要讓學(xué)生很好的掌握所需的力學(xué)知識(shí)是不現(xiàn)實(shí)的。

以某高職路橋?qū)I(yè)所選用的力學(xué)教材為例,教材建議學(xué)時(shí)為100個(gè)學(xué)時(shí),要完成力學(xué)基礎(chǔ)、平面力學(xué)合成與平衡、軸線拉伸與壓縮、圓軸扭轉(zhuǎn)、平面幾何組成、靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、梁彎曲應(yīng)力、組合變形、壓桿穩(wěn)定、靜定結(jié)構(gòu)位移、力法、位移法及力矩分配法、影響線等13章的知識(shí)?；诟呗殞W(xué)生的薄弱文化基礎(chǔ),基本上是無(wú)法完成的。

(四)教學(xué)模式過于單一

傳統(tǒng)的教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的傳承,把傳授知識(shí)當(dāng)做教學(xué)的單一目標(biāo)[4]。力學(xué)課程也不例外,多采用老師講,學(xué)生聽,“講、學(xué)、考合一”。考試的內(nèi)容多采用閉卷形式,主要是對(duì)結(jié)構(gòu)的受力、變形等知識(shí)點(diǎn)的分析和計(jì)算。這種“填鴨式”教學(xué),學(xué)生以應(yīng)付考試為主要目的,把精力全放在死記硬背上,從而形成了“上課記筆記,下課對(duì)筆記,考試背筆記,考完忘筆記”的怪圈。這種教學(xué)模式,既不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的全面掌握和實(shí)際應(yīng)用,也不利于教師教學(xué)水平的提高。

二、高職路橋力學(xué)教學(xué)改革的建議

(一)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)力學(xué)的感性認(rèn)識(shí),提高學(xué)習(xí)興趣

對(duì)于底子薄弱的路橋?qū)I(yè)學(xué)生而言,力學(xué)課程的學(xué)習(xí)可以說是聽天書。再加上力學(xué)這門課程偏重于理論,學(xué)生很難在課程的學(xué)習(xí)中得到比較感性的認(rèn)識(shí),這就使得學(xué)生逐漸對(duì)力學(xué)這門課程失去學(xué)習(xí)的興趣。所以,教師教授這門課應(yīng)結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),多激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),加大實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的力度。學(xué)生通過一些力學(xué)小實(shí)驗(yàn),進(jìn)行集中性和專業(yè)性的學(xué)習(xí),可以讓他們感受到力的存在,增加他們對(duì)力學(xué)的認(rèn)識(shí),提高對(duì)力學(xué)課程的興趣,同時(shí)也有利于培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。

2.利用軟件建立力學(xué)模型,直觀反映結(jié)構(gòu)在力的作用下的反應(yīng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,研究力學(xué)的軟件越來越多,如ANSYS,MIDAS, ABQUES等。教師可以利用這些軟件,結(jié)合路橋?qū)I(yè)的結(jié)構(gòu)形式,建立幾個(gè)典型的力學(xué)結(jié)構(gòu)模型,給學(xué)生動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)在實(shí)際受力下的反應(yīng),相信學(xué)生對(duì)力學(xué)課程的興趣也會(huì)隨之增加。

以簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下的受力分析為例。通過理論計(jì)算和ANSYS軟件兩種方法計(jì)算,其結(jié)果如圖2、3所示。圖2表示直接利用力學(xué)理論計(jì)算的結(jié)果,圖3代表利用ANSYS軟件計(jì)算的結(jié)果。

圖2 力學(xué)理論計(jì)算結(jié)果展示

圖3 ANSYS模型結(jié)果展示

圖2和圖3對(duì)比,可以看出圖3力學(xué)模型更為真實(shí),且貼合實(shí)際結(jié)構(gòu)。圖3計(jì)算結(jié)果以彩色顯示,更吸引眼球,給學(xué)生視覺沖激。另外軟件還有很多動(dòng)畫展示的功能,給學(xué)生展示結(jié)構(gòu)從受力到破壞整個(gè)過程,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)的興趣。

3.多收集一些工程中的實(shí)例。以工程設(shè)計(jì)、施工和后期使用過程中的力學(xué)相關(guān)的工程實(shí)例為基礎(chǔ),結(jié)合工程實(shí)例的圖片、視頻等,講解相關(guān)的力學(xué)知識(shí)。學(xué)生在識(shí)圖的過程中,增加感官上的認(rèn)識(shí),更能理解所學(xué)知識(shí),并能夠深刻體會(huì)到力學(xué)在路橋?qū)I(yè)中的重要性,更愿意去學(xué)習(xí)力學(xué)這門課程。

(二)在提高學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),提高學(xué)生的創(chuàng)造力

力學(xué)課程的學(xué)習(xí),除了引導(dǎo)、講授學(xué)生已知的知識(shí)外,還必須培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索的精神,這是工程技術(shù)人員應(yīng)該具有的基本素質(zhì)。因此,在力學(xué)課程的教學(xué)中,教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),讓他們掌握基本的理論知識(shí),培養(yǎng)和激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。比如,可以通過力學(xué)實(shí)體模型承載力設(shè)計(jì)大賽,讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)力學(xué)知識(shí),以身邊的物品搭建力學(xué)實(shí)體模型,進(jìn)行承載力的比拼;組織多種形式的力學(xué)設(shè)計(jì)比賽、力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比賽等,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)?？梢越?chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì),由一名團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人和指導(dǎo)老師共同管理。在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下,鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)學(xué)?？蒲许?xiàng)目、省級(jí)及國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,讓學(xué)生把所學(xué)的力學(xué)知識(shí)運(yùn)用于科研項(xiàng)目之上。來自項(xiàng)目的壓力和動(dòng)力,更容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

(三)選擇合適教材,合理設(shè)置學(xué)時(shí)

教材的選擇應(yīng)當(dāng)公開化,讓學(xué)生參與。在選擇的時(shí)候主要參考:(1)教材的學(xué)時(shí)數(shù)應(yīng)與課程標(biāo)準(zhǔn)要求的學(xué)時(shí)數(shù)相適應(yīng);(2)所選擇的教材與學(xué)生的實(shí)際水平相一致;(3)教材中不能出現(xiàn)錯(cuò)誤;(4)教材的內(nèi)容應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,符合現(xiàn)行的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);(5)有相應(yīng)的課后習(xí)題和答案。另外,作為學(xué)校專業(yè)課的老師,可以結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和本專業(yè)的專業(yè)知識(shí),試著編寫專業(yè)特點(diǎn)更為突出、難度更適合路橋?qū)I(yè)學(xué)生水平的教材。比如,在教材中以路橋?qū)I(yè)的實(shí)際結(jié)構(gòu)和工程實(shí)例為模型,抽象出力學(xué)的計(jì)算模型,讓學(xué)生在力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,對(duì)自身所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)更為深刻,達(dá)到學(xué)以致用的目的。

關(guān)于學(xué)時(shí)的設(shè)置。確切地說,高職路橋?qū)I(yè)學(xué)生在校有效學(xué)習(xí)時(shí)間只有兩年半。雖然這個(gè)時(shí)間比較短,但是就力學(xué)在路橋?qū)I(yè)課程中的重要程度,應(yīng)該給力學(xué)課程多分配些學(xué)時(shí),在多個(gè)學(xué)期開設(shè)力學(xué)課程,讓學(xué)生能夠更好地掌握這門基礎(chǔ)課程,有利于他們今后的職業(yè)發(fā)展。

(四)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段,改革教學(xué)模式

傳統(tǒng)的以教授知識(shí)為主的教學(xué)方式難以提高教學(xué)效率,而且學(xué)生的接受程度也有限。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,現(xiàn)代化的設(shè)備在教學(xué)中的運(yùn)用也越來越廣泛。力學(xué)這門課程,也應(yīng)該跟上時(shí)代的步伐,采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,使學(xué)生能有視聽結(jié)合的認(rèn)識(shí)。教師應(yīng)多采用視頻、幻燈片等視覺教材,將力學(xué)的知識(shí)生動(dòng)形象地展現(xiàn)給學(xué)生。

教師還可以采用探究式的教學(xué)模式,將啟發(fā)互動(dòng)并存于課堂之上,采用體驗(yàn)式、案例分析、項(xiàng)目結(jié)合等教學(xué)方法,并將這些教學(xué)方法有效的運(yùn)用到力學(xué)課程的教學(xué)過程中。在具體的實(shí)施過程中,教師可以通過QQ、微信、微博等方式下發(fā)若干個(gè)與本節(jié)課有關(guān)的探討式課題,學(xué)生自愿組成學(xué)習(xí)小組,小組中的每個(gè)成員分工合作或獨(dú)立完成討論課題。這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生的特長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在整個(gè)探討過程中,學(xué)生作為主體,教師作為引導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。這就對(duì)教師自身的水平提出了更高的要求,教師在安排每一節(jié)課內(nèi)容時(shí),需要充分收集資料,巧妙安排教學(xué)過程。只有這樣才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,提高學(xué)生接受新知識(shí)的興趣,使教學(xué)效果更加有效,還能在一定程度上鍛煉學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的能力,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新能力。

三、結(jié)論

力學(xué)對(duì)高職路橋?qū)I(yè)學(xué)生來說,是一門十分重要的基礎(chǔ)專業(yè)課。如何將這門課程學(xué)好,需要教師和學(xué)生共同努力。教師要不斷充實(shí)自己的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí),并結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段,讓課堂變成氣氛活躍、學(xué)生積極思考、師生互動(dòng)頻繁的場(chǎng)所。學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)地配合教師,成為課堂的主體,充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性。這樣,在力學(xué)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生不僅能學(xué)到理論知識(shí),還能得到實(shí)際的鍛煉,更重要的是學(xué)會(huì)如何主動(dòng)學(xué)習(xí),對(duì)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也將產(chǎn)生積極影響。

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收稿日期:2015－05－08

武漢交通職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目“以職業(yè)能力為導(dǎo)向?qū)Ω呗毬窐驅(qū)I(yè)教學(xué)改革研究”(編號(hào):q2014006);全國(guó)交通運(yùn)輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教研項(xiàng)目“路橋工程類專業(yè)中高職一體化人才培養(yǎng)的教學(xué)研究”(編號(hào): JTJZW2014－122);湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目“高職高專道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)‘工學(xué)一體化’教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研究”(編號(hào):2008382)。

羅露露(1987－),女,湖北襄陽(yáng)人,武漢交通職業(yè)學(xué)院交通工程學(xué)院教師,主要從事道路橋梁工程技術(shù)教學(xué)與研究。

葉 紅(1977－),男,湖北咸寧人,武漢交通職業(yè)學(xué)院交通工程學(xué)院副教授,主要從事邊坡工程研究。

程玉華(1969－),男,湖北孝感人,武漢交通職業(yè)學(xué)院交通工程學(xué)院副教授,主要從事道路橋梁工程技術(shù)研究。