楊大方 牛雙建 陳亞娟

河南理工大學(xué) 河南焦作 454003

1 課堂教學(xué)改革的必要性

材料力學(xué)作為材料科學(xué)、土木工程和機(jī)械工程等工科專業(yè)重要的必修基礎(chǔ)課，對(duì)工科類各專業(yè)的學(xué)生都具有重要的意義，其傳統(tǒng)經(jīng)典理論在現(xiàn)代工程和科學(xué)技術(shù)中一直被廣泛應(yīng)用，隨著高等教育的改革與發(fā)展，不管是教學(xué)體制還是課程設(shè)置都發(fā)生了重大變化，“材料力學(xué)”也不例外。隨著學(xué)時(shí)量不斷削減，然而教學(xué)內(nèi)容變化甚微，由于“材料力學(xué)”公式繁多、內(nèi)容抽象，這就對(duì)教學(xué)方法提出了更高的要求。

課堂教學(xué)是教師向?qū)W生進(jìn)行素質(zhì)教育、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)的最主要的途徑，也是學(xué)校教育教學(xué)工作的集中表現(xiàn)，為提高高校教學(xué)質(zhì)量，課堂教學(xué)改革創(chuàng)新勢(shì)在必行。身為高校任課教師，我們必須尋求更加高效的教學(xué)方法，才能保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)。

2 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

高等教育與中小學(xué)教育不同，因?yàn)槭芙逃龑?duì)象已經(jīng)有了一定的知識(shí)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的積累。所以高等教育的總體教學(xué)目標(biāo)就要逐漸從單調(diào)的“知識(shí)傳授”向“能力傳授”方向轉(zhuǎn)變。即教師在授課時(shí)應(yīng)將教學(xué)的主體從教師向?qū)W生身上轉(zhuǎn)變，用符合時(shí)代發(fā)展的思想觀念培養(yǎng)學(xué)生。必須要淘汰掉傳統(tǒng)的“籠統(tǒng)灌輸式”的學(xué)習(xí)模式，逐漸減少教師在學(xué)生學(xué)習(xí)中所占的分量，在授課的時(shí)候，要更加注重知識(shí)的遷移和運(yùn)用，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，多引導(dǎo)學(xué)生思考，而不是通篇講解、一味灌輸。

許多教師認(rèn)為引導(dǎo)學(xué)生思考往往會(huì)耗費(fèi)大量學(xué)時(shí)，反而事倍功半。但正所謂“磨刀不誤砍柴工”，說的就是這個(gè)道理。一旦學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力得到強(qiáng)化，他們解決問題的能力也會(huì)得到大幅提高，這樣也能極大地激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的意識(shí)。教師的任務(wù)就是把重要的知識(shí)提點(diǎn)到位，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓他們按照自己的學(xué)習(xí)方式發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這不僅不會(huì)影響課程進(jìn)度，反而實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生的雙贏。同時(shí)，這種自主學(xué)習(xí)能力更能幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)除材料力學(xué)以外的其他課程。這種能力甚至?xí)寣W(xué)生受益終生。

3 精煉教學(xué)內(nèi)容

我國高校材料力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容大都以“拉伸→剪切→扭轉(zhuǎn)→彎曲”的基本研究思路為主線，且每種基本變形都按照“內(nèi)力→應(yīng)力→變形”的順序進(jìn)行講授，各種基本變形又都采用“平面基本假設(shè)→變形幾何關(guān)系→物理關(guān)系→靜力平衡條件→應(yīng)力公式計(jì)算”這一相同的過程推導(dǎo)。在這種模式下，存在知識(shí)點(diǎn)重疊的現(xiàn)象，耗費(fèi)的學(xué)時(shí)量也非常大。因此必須改變?cè)械慕虒W(xué)模式為一種更高效的模式，方能適應(yīng)當(dāng)代高校教學(xué)的需求。

所以最合適的模式就是將問題分類化解決，即采用“類比”的方法來安排課程。就可將材料力學(xué)的知識(shí)解構(gòu)為“基本變形”“組合變形”“應(yīng)力狀態(tài)分析”“強(qiáng)度理論”“壓桿穩(wěn)定”“能量法”等六大模塊。把各種基本變形的共性問題(如內(nèi)力、應(yīng)力、變形等)集中起來討論，這樣既能突出特點(diǎn)、強(qiáng)化概念，又可避免按基本變形不斷地循環(huán)重復(fù)。然而我們不能完全拋棄傳統(tǒng)的基本研究思路，仍需按照“外力→內(nèi)力→應(yīng)力與強(qiáng)度→變形與剛度”這一主線步步深入地學(xué)習(xí)。之后討論基本工程問題，即校核強(qiáng)度、截面設(shè)計(jì)和確定許可載荷，以及深入學(xué)習(xí)材料力學(xué)解決問題的基本方法—截面法、疊加法、幾何法等。這樣一來，既加深了學(xué)生對(duì)材料力學(xué)研究問題和解決問題的思路的理解，又能節(jié)省學(xué)時(shí)，同時(shí)還能鍛煉學(xué)生“舉一反三”的能力，使其所學(xué)知識(shí)真正實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通。

4 增強(qiáng)教學(xué)趣味性

俗話講“興趣是最好的老師”。有趣的教學(xué)方式不僅能夠活躍課堂氣氛、調(diào)節(jié)課堂節(jié)奏、吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更能直接影響到課堂教學(xué)的效率。因此如何增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性是一個(gè)十分值得探討的問題。

良好的開始就等于成功了一半，一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師從來不會(huì)讓自己輸在起跑線上。課前導(dǎo)入是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，授課教師一定要有一個(gè)生動(dòng)有趣的課題引入，最好可以穿插入上節(jié)課所講的內(nèi)容，這樣便能起到承上啟下的作用。講課時(shí)一定要切忌以課講課，死板地“念書”。要用幽默詼諧的語言吸引學(xué)生的注意力，這樣才能拉近教師與學(xué)生之間的距離，才能更好地激發(fā)他們聽講的熱情。教師還可以根據(jù)所講內(nèi)容用一個(gè)個(gè)簡單好記的順口溜概括重點(diǎn)，就拿彎曲變形來講，“剪力左上右下為正，彎矩左順右逆為正”，學(xué)生很輕易就記住了。此舉減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，他們自然而然的就有了學(xué)習(xí)的興趣?！鞍堤?hào)法”是筆者在課堂上常用的教學(xué)手段，將一大一小兩內(nèi)容對(duì)應(yīng)起來，不僅方便記憶，更可以學(xué)生解決問題提供參考方向。例如“強(qiáng)度→應(yīng)力”“剛度→變形”“穩(wěn)定性→臨界力”等。將平時(shí)成績有效地與課堂結(jié)合起來也是一個(gè)十分有用的方法，積極回答問題可以獲得平時(shí)成績的加分，這樣極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，大家踴躍回答問題，課堂氣氛尤為活躍。

5 力學(xué)模型教學(xué)法

隨著教育事業(yè)的發(fā)展，多媒體教學(xué)漸漸取代了傳統(tǒng)的教育模式。無論是在高校還是小學(xué)，PPT成為教師授課最主要的方式，以其清晰便捷等優(yōu)點(diǎn)著稱。然而對(duì)于材料力學(xué)這門課程來講，平面的受力圖和抽象的應(yīng)力狀態(tài)分析往往無法被學(xué)生快速正確地消化理解。因此，將力學(xué)模型融入課堂教學(xué)中是十分必要的。筆者曾在課堂上針對(duì)單雙剪問題和彎曲變形等例子做過一些簡單的力學(xué)模型，親自為學(xué)生演示，而且讓學(xué)生自己拿著模型親自感受，讓學(xué)生脫離了單一靠想象進(jìn)行分析的窘境，真正從三維的立體視角進(jìn)行分析。幫助學(xué)生通過研究模型認(rèn)識(shí)各種基本變形的原理和特征，對(duì)研究對(duì)象的分析更加清晰，這不僅加速了學(xué)生的理解，更有效地提高了學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)也加快了教學(xué)進(jìn)度。更讓學(xué)生在理論和實(shí)際的結(jié)合中理解和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

力學(xué)模型不必是十分復(fù)雜的一個(gè)模型，單單采用最簡單的構(gòu)成元素即可，例如，用圓形桿件穿過紙盒就可用以演示雙剪問題；一只小小的粉筆就能很直觀的反應(yīng)拉伸與扭轉(zhuǎn)的截面形狀；一根細(xì)桿就能很直觀地反映出彎曲變形等。這些都是最簡單的力學(xué)模型，授課教師仍可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要做一些更加精致的力學(xué)模型。

6 大力開展“云課堂”

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，信息化已成為現(xiàn)代社會(huì)的重要特征。網(wǎng)絡(luò)改變了人們工作、生活和學(xué)習(xí)的方式。因此，教育信息化是社會(huì)發(fā)展的需求也是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然選擇?！霸普n堂”作為21世紀(jì)全新的知識(shí)傳播的媒介，已經(jīng)成為促進(jìn)學(xué)校教育創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的上上之選。

“云課堂”雖然作為課堂教學(xué)的第二陣地，但其仍能發(fā)揮巨大的作用。首先，為了適應(yīng)本校在讀學(xué)生的學(xué)習(xí)，“云課堂”的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)由本校有關(guān)專業(yè)的講師成立相關(guān)的研究小組進(jìn)行研討和運(yùn)營。其次，要明確“云課堂”內(nèi)容的設(shè)置，應(yīng)該按照(提前預(yù)習(xí)課—學(xué)時(shí)精講課—期末復(fù)習(xí)課)的模式進(jìn)行排布，以保證適合學(xué)生按照自己學(xué)習(xí)的進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)“云課堂”還應(yīng)兼設(shè)重難點(diǎn)習(xí)題的講解。最后，要想讓學(xué)生享受到最優(yōu)質(zhì)的課下學(xué)習(xí)資源，“云課堂”應(yīng)由研究小組中講授能力強(qiáng)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的講師進(jìn)行課程錄制。

以“云課堂”豐富課堂教學(xué)還有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由原來的被動(dòng)接受變?yōu)楝F(xiàn)在的自主選擇，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性大大提高。(2)學(xué)生學(xué)習(xí)的地點(diǎn)從原來單一的教室聽課變?yōu)榭梢噪S時(shí)隨地聽課，學(xué)習(xí)的可控性大大提高。(3)學(xué)生遇到的疑難問題可以通過“云課堂”習(xí)題平臺(tái)得到及時(shí)的解決，學(xué)習(xí)的解疑率大大提高。(4)學(xué)生可以按照簡短的預(yù)習(xí)課進(jìn)行預(yù)習(xí)，節(jié)省了時(shí)間，學(xué)習(xí)的目的性大大提高。(5)學(xué)生不用為講后面忘記前面而擔(dān)憂，所學(xué)知識(shí)可以得到及時(shí)的鞏固，學(xué)習(xí)的質(zhì)量得到保障。(6)考試前學(xué)生們更可按照復(fù)習(xí)課進(jìn)行復(fù)習(xí)，有條不紊，考試成績大大提高。

7 結(jié)語

課堂教學(xué)是學(xué)校教書育人的最主要的渠道，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量是每一位教師應(yīng)盡的義務(wù)。材料力學(xué)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期而又艱巨的任務(wù)，教師一定要以學(xué)生為主體，以課堂為第一“戰(zhàn)線”，在教學(xué)實(shí)踐中繼續(xù)探索和完善課堂教學(xué)，積極總結(jié)，善于創(chuàng)新，不斷提高教學(xué)水平，以培養(yǎng)出一代又一代有知識(shí)、有能力的高素質(zhì)人才為己任，努力為材料力學(xué)的課堂教學(xué)注入新的元素。

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