淺談《工程力學(xué)》教學(xué)效果提高方法

陳嘉健

摘 要：《工程力學(xué)》是建筑、環(huán)境工程等眾多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，由于本課程內(nèi)容抽象、公式繁多，講求一步一步遞進(jìn)式深入理解，一部分學(xué)生會(huì)覺(jué)得難以理解而耽誤學(xué)習(xí)。筆者結(jié)合三年來(lái)《工程力學(xué)》課程授課經(jīng)歷，建議可以從考核公式推導(dǎo)學(xué)生掃除理解障礙、設(shè)置實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、運(yùn)用多媒體教學(xué)活化課堂氣氛、解釋“神奇生活現(xiàn)象”四方面提高《工程力學(xué)》課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué) 教學(xué)效果 學(xué)習(xí)興趣

作為建筑、汽車、航空、材料、環(huán)境工程等工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，工程力學(xué)是包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)部分，具有很強(qiáng)的理論性，亦需要較高的計(jì)算能力。它不僅為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)，也是解決實(shí)際工程問(wèn)題的工具。然而，由于本課程內(nèi)容抽象、公式繁多，講求一步一步遞進(jìn)式深入理解，一部分學(xué)生雖然愿意認(rèn)真學(xué)習(xí)，但常覺(jué)得工程力學(xué)的理論難以理解透徹，做題時(shí)常常不知如何下手，不理解的知識(shí)一但累積，便容易喪失了自信，逐漸產(chǎn)生厭學(xué)情緒，更有一部分學(xué)生在心理上產(chǎn)生了抵觸情緒，甚至害怕學(xué)習(xí)。工程力學(xué)為除力學(xué)及土木工程等專業(yè)外的理工科學(xué)生的必修課，雖然知識(shí)深度要求遠(yuǎn)比力學(xué)及土木工程等專業(yè)的學(xué)生為低，但由于學(xué)生物理學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)較為一般，亦未必對(duì)力學(xué)課程有足夠重視，在教導(dǎo)較深入知識(shí)時(shí)教師往往感覺(jué)非常吃力。本文結(jié)合工程力學(xué)課程特點(diǎn)和教本課程三年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，筆者提出以下四方面教學(xué)建議，激發(fā)學(xué)生熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，提高學(xué)生獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力。[1]

一、考核公式推導(dǎo)學(xué)生掃除理解障礙

當(dāng)前教學(xué)中，由于考試題目基本上不會(huì)勘察繁瑣的公式推導(dǎo)，學(xué)生往往重習(xí)題輕推導(dǎo)。然而，很多的理論假設(shè)及由假設(shè)推導(dǎo)出的公式都需要學(xué)生們徹底明白，這樣才能保證其后的學(xué)習(xí)不是死記硬背，不留“理解不好靠硬背”的包袱。包袱不多時(shí)，模仿硬背或許還能勉強(qiáng)招架一下一些力學(xué)里的零散知識(shí)點(diǎn)。包袱一旦累積起來(lái)，難免從量變到質(zhì)變，學(xué)生們一下子覺(jué)得根本不知道從哪做起，甚至放棄以后的學(xué)習(xí)。歸根到底，是前面公式推導(dǎo)沒(méi)能完全理解的緣故。考考考，教師的法寶；分分分，學(xué)生的命根。在當(dāng)前教育和考核制度下，不能否認(rèn)學(xué)生們大多沖著考試成績(jī)來(lái)學(xué)習(xí)，教師可以明確考試?yán)镉泄酵茖?dǎo)的考核，督促學(xué)生多花時(shí)間理解好每個(gè)公式，事半功倍的為往后的學(xué)習(xí)掃除理解障礙。[2]

二、設(shè)置實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解

實(shí)驗(yàn)是聯(lián)系課本和實(shí)際的橋梁，是指導(dǎo)學(xué)生從課本走向?qū)嶋H再檢視課本的重要環(huán)節(jié)，對(duì)加深理解基本概念和基本理論有非常重要的作用。目前，由于課時(shí)所限，大部分學(xué)校開(kāi)設(shè)工程力學(xué)課程并不設(shè)置專門的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不能不說(shuō)這是一個(gè)遺憾。實(shí)驗(yàn)的成功開(kāi)設(shè)，能事半功倍的加深學(xué)生們對(duì)力學(xué)課程的興趣。筆者建議可單獨(dú)開(kāi)設(shè)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課，或者教師在課堂上當(dāng)堂演示并如讓學(xué)生隨后參與實(shí)驗(yàn)，以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中揭示問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，探索解決方法，反思課本上要點(diǎn)從而獲取知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生們能清晰接觸并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，產(chǎn)生一定的獲取知識(shí)的成功敢，絕不適合為趕進(jìn)度、壓縮學(xué)時(shí)的原因取消實(shí)驗(yàn)操作而造成教學(xué)效果的因小失大。

三、運(yùn)用多媒體教學(xué)活化課堂氣氛

相對(duì)于力學(xué)系、土木工程系同學(xué)來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)課程要求雖然并不太高。但對(duì)于環(huán)境工程系等力學(xué)理解能力稍弱學(xué)生來(lái)說(shuō)，該課程知識(shí)點(diǎn)多而抽象，顯然傳統(tǒng)方式很難滿足實(shí)際教學(xué)的需要。傳統(tǒng)教學(xué)方式比較單調(diào)，過(guò)于死板，建議可采用多媒體信息技術(shù)圖文并茂、聲像并舉、能動(dòng)會(huì)變、形象直觀的特點(diǎn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種情境，將橋梁鋪設(shè)、鋼鐵冶煉等相關(guān)于生活相關(guān)的工程實(shí)例搬上屏幕、納入課堂，可激起學(xué)生的各種感官的參與，使學(xué)生在輕松、愉悅又相對(duì)有收貨感覺(jué)的環(huán)境中學(xué)到應(yīng)有的知識(shí)。同時(shí)，教師亦可為學(xué)生創(chuàng)造了其喜聞樂(lè)見(jiàn)的教學(xué)場(chǎng)景，不僅可以啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維，還能夠達(dá)到許多意想不到的教學(xué)效果，使學(xué)生能夠在有限的時(shí)間內(nèi)接受和掌握更多的知識(shí)，提高了教學(xué)效率，也使動(dòng)車力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量明顯提升。

四、解釋“神奇生活現(xiàn)象”

興趣是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的最佳方法，結(jié)合日常現(xiàn)象讓學(xué)生了解力學(xué)原理是吸引學(xué)生注意力的有效方法。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以先提出現(xiàn)實(shí)生活中的一些現(xiàn)象，然后引出疑問(wèn)，為什么會(huì)是這樣，喚起學(xué)生的積極思維，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，最后根據(jù)授課內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行解釋。例如，在講授摩擦角的時(shí)候，可以現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)千斤頂，讓學(xué)生們用千斤頂頂起重物，進(jìn)而安排學(xué)生們討論其神奇之處。在學(xué)生們嘖嘖稱奇并表現(xiàn)出不解原因之時(shí)，解釋千斤頂紋路傾斜角度的重要性，并結(jié)合受力公式分析其原因。像這樣出現(xiàn)在生活中的又可以課堂現(xiàn)場(chǎng)舉出的例子不勝枚舉，一旦學(xué)生“嘗到甜頭”能利用自己所學(xué)的知識(shí)解釋實(shí)際生活中存在的問(wèn)題，他們就能感受到成功的喜悅，也會(huì)愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)，就會(huì)使學(xué)習(xí)效果得到很好的提升。相比較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，“神奇生活現(xiàn)象解釋”模式更有利于引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)要點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)目的。“神奇生活現(xiàn)象解釋”模式核心在于激發(fā)學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生的積極思維，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的問(wèn)題，克服了教師枯燥無(wú)味地灌輸和壟斷課堂的現(xiàn)象，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。[3]

結(jié)語(yǔ)

“滴水穿石非一日之功，冰凍三尺非一日之寒。”工程力學(xué)課程由于含有大量的公式理解和計(jì)算，往往使學(xué)生們?cè)谡n程后階段缺乏耐心、失去對(duì)課程的興趣。然而，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程又是環(huán)境、建筑等專業(yè)學(xué)生非啃不可的硬骨頭。筆者結(jié)合三年來(lái)《工程力學(xué)》課程授課經(jīng)歷，建議可以從考試內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、授課方法、現(xiàn)象解釋四方面提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活化課堂氣氛、掃除理解障礙、加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)掌握，以使《工程力學(xué)》課程教學(xué)能取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王軍林，郭華，趙淑麗，張華，孫建恒.表格化板書(shū)的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用實(shí)踐——以“材料力學(xué)”教學(xué)為例[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2018，2：56-61.

[2]李寶寬，榮文杰，劉中秋，李林敏.在工程流體力學(xué)教學(xué)中引入CFD工程案例的探討[J].力學(xué)與實(shí)踐，2018，1：93-95.

[3]孫光林，胡江春，張玉輝，岳穆靜.采礦工程案例在工程力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].河南建材，2018，1：35-36.