材料力學教學中應用研討課教學方法的探討

劉靜　汪中厚　張麗芳

【摘 要】研討課作為一種新的授課方式，對培養學生的創造性思維有重要的作用。該文根據材料力學課程的特點、教學現狀，對在課堂教學中引入研討課的教學方法進行了探索。探討了引入該方法的必要性、教學內容的選擇、教學方法的設計三個方面，從而為實現激發學生學習材料力學的興趣，調動學生主動學習的積極性，培養學生的創新能力和工程實踐能力的教學目標提供參考。

【關鍵詞】材料力學；研討課；教學方法；討論

【Abstract】As a new kind of teaching method， seminar is very important for training the creative thinking of the students. It is explored to introducing the seminar method in the teaching of Mechanics of Material according the characteristics and teaching conditions of this course. Three aspects including the necessity of introducing this teaching method， choice of the teaching content， design of the teaching method are discussed， providing references for realizing teaching goals of motivating and initiating the Mechanics Material learning interest， training the innovation and engineering capability of the students.

【Key words】Mechanics of material； Seminar； Teaching method； Discussion

材料力學課程是工科眾多專業的重要專業基礎課，是彈性力學、結構力學、巖土力學、機械設計基礎等一系列后續課程的基礎，為工科學生學習后續專業課程起承上啟下的橋梁作用。材料力學知識在工程技術領域有著廣泛的應用，和工程實際結合比較緊密，所以該課程既具有較強的理論性，又具有鮮明的工程實踐性。所以深入研究本課程的教學內容和教學方法，有助于更好地實現教學目的，提高教學質量，培養學生科學的思維方式和分析、解決工程實際問題的能力。

1 材料力學的課程特點與教學現狀

材料力學內容多，包括軸向拉壓、剪切、扭轉、彎曲、應力狀態分析和強度理論、組合變形，壓桿穩定、交變應力、能量法等，課程頭續繁多，內容繁雜，而課時一直都在壓縮，要在這么有限的課時內把所有的知識點講透、講細，對老師的講授和學生的接受都是一個挑戰。材料力學的教學一般都是采用演繹模式授課，即先進行理論推導，然后再應用到具體問題，在進行理論推導之前，必須先提出一些推導所用到的基本概念，如應力、應變等，而對于這些深奧難懂的重要概念，由于學生缺乏先期的基礎，以原有的知識結構來接受和理解起來是非常困難的。這就導致了許多學生認為材料力學理論抽象、內容枯燥無味，從而產生畏難、抵觸情緒，進而失去學習的興趣[1]。不僅如此，由于材料力學又是一門與工程實踐結合較緊密的學科，由于學生實踐經驗少，理論與實際難以結合，所以存在課堂上很多內容難以透徹理解的問題。時間一長，學生就失去了學習動力，處于一種被動的學習狀態，影響教學效果。所以優化教學內容、教學手段和教學方法，培養學生學習興趣，加強基本技能、專業技能的訓練，增強學生動手和創新能力是提高材料力學教學質量的重要一環。

2 材料力學教學中應用研討課教學方法的必要性

隨著教學改革工作的不斷深入，我國許多大學開始引入西方國家的研討課教學方法。研討課是圍繞教材重點、難點或某一問題，組織學生研究討論，以提高認識、把握重點、突破難點或解決問題的一種教學方式，它強調師生互動，旨在探索和研究教學過程中激發學生的求知欲和學習興趣，培養創新意識與創新能力[2]。通過專題研討使學生主動學習和拓展知識，培養學生的發散思維和創新能力。教師可以針對課程的重點和難點問題，設置相應的討論專題，這些題目可以沒有標準答案，并且有多種解決方法，讓學生分組準備。研討課的題目與課程內容相關，更是學科前沿及熱點，激發學生研究的興趣，需要學生課后查閱文獻，自己提出思路、分析和解答。在研討課上由教師引導，每組學生可選代表主講，通過板書、圖片、多媒體、等多種形式來靈活展示和闡述，其他同學和教師來進行提問、討論，最后教師進行點評和總結。這種教學形式改變了傳統的以教師為主的教學，課堂教學實現由原來的以教師為中心向以學生為中心轉變，把課堂交給學生，教學目的也從以前的以知識傳授為目的轉變為以培養學生能力為目的[3]。所以在材料力學這門課程中引入研討課的教學方法，不僅可以作為課堂教學的必要補充以強化教學效果，更是實現師生交流的手段與過程，培養學生解決問題的能力的一個重要環節。

3 材料力學教學中應用研討課教學方法的具體措施

3.1 教學內容的選擇

研討課內容選擇的恰當與否是決定能否取得好的教學效果的關鍵性因素。一個好的討論題目可以激發學生的興趣，活躍課堂氣氛，增加學生提問、討論以及學習的積極性從而達到預定的教學目的。研討課內容的選擇首先要考慮到學生的專業背景，了解他們的興趣，只有這樣才能使他們積極主動地加入到課堂討論中。選題內容不僅應該選擇教學內容的重點和難點，并且還應該有擴展性和挖掘性的關鍵內容，既要在學生力所能及的范圍內，又需要通過查閱資料才能解決。根據材料力學教學大綱和教學內容的安排，設置不同的專題板塊，比如設置基本變形，強度理論，壓桿穩定和能量法四個板塊，然后分別針對四個板塊的重點和關鍵問題，設計選題，也可以根據課時的安排，在課程主要內容講完時設計一次綜合的研討主題課。比如，筷子原理，獨木橋過河，火車過橋，典型的工程事故案例等等。選題來源可以采用工程項目研究中的相關力學問題，也可以參考歷屆大學生力學競賽的題目，還有生活中的力學問題，也可以教師自己思考研究一個綜合的力學問題，但遵循的原則就是與相應版塊教學內容相關，能對課堂內容綜合、深化，以啟發學生的思維，調動學生的積極性，鍛煉學生綜合分析的能力為目的。

3.2 教學方法的設計

在進行不同板塊內容教學伊始，就把對應的研討課的題目給學生布置下去，讓學生自己課后查資料，學生分組，自主探究，等相應部分教學內容結束時，抽出一節課的時間來組織研討課。討論內容圍繞布置的研討課的題目展開，需要學生查閱資料，運用相關材料力學知識進行邏輯推理，每個小組可選出小組代表來闡述本小組的討論結果，其他小組成員補充內容，別的小組成員隨時可以發問，這樣可以充分鍛煉到每個人。在研討課的過程中，教師要發揮主導作用，對討論進行有效控制和正確導向，積極引導學生圍繞主題展開討論，避免離題，同時要注意為學生營造一個自由、寬松、和諧的討論空間[4]。在進行問題討論時，要激發學生的濃厚興趣，使學生能夠情緒高漲、積極主動地去學習、研究。適當地設置多種形式的教學情景，如在討論過程中可穿插講述一些歷史上的小故事，實際的工程案例，還可以把學生自己感興趣的力學競賽模型與所討論的新技術內容聯系起來，調動學生參與的積極性。

在討論的最后，教師可以做一些總結和講解。根據對討論的情況進行一般性的評述，對正確的、有亮點的地方要給予肯定和補充完善，對知識要點進行準確完整地概括，同時引導學生轉變思維方式，學會全方位、多角度地去認識問題，從感性認識上升到理性認識，和理論知識進行關聯。

4 結論

材料力學作為一門專業基礎課，課程的內容與工程實際緊密結合，它不僅具有理論性，又有一定的實用性。在教學過程中，圍繞教學內容，理論聯系實際，采用研討課的教學方法，體現以教師為主導，以學生為主體，創造良好的課堂人際氛圍，激發學生學習興趣和積極性，培養學生創新思維和實踐能力，豐富學生知識結構，全面加強學生綜合素質培養以適應時代發展的需要。

【參考文獻】

[1]朱共志，夏冬生，于彥，金蓉.以工程案例為核心的材料力學教學研究與實踐[J].高教學刊，2016（9）：153-154.

[2]方曉峰，王靜，于寧莉.高等數學研討課教學初探[J].大學教育，2014（8）：58-59.

[3]劉靜，周曉玲，汪中厚.淺談工程力學教學中實踐與創新能力的培養 [J].上海理工大學學報（社會科學版），2013，35（2）：177-180.

[4]劉靜.關于在課堂教學中開設討論課的一些體會[J].科技創新導報，2008（15）：218.

[責任編輯：朱麗娜]