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力学教学论文 提高学生对力学课程学习兴趣的探索

2018-12-21 17:26:34来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘要:《理论力学》和《材料力学》是机械类学生必修的专业基础课,是进行课程设计与毕业设计必不可少的涉及环节,为后续《机械原理》和《机械设计》的课程学习做了铺垫。为了提高同学学习这两门课程的兴趣,培养学生实际分析问题与解决问题的能力,笔者针对这两门课程的教学现状及自身的经验,总结并梳理两门课程的教学重点,试图寻求适合当前力学发展的教学方法,让学习这两门课成为乐趣,进而真正喜欢上机械这门学科。

  关键词:力学;兴趣;教学方法

  引言

  《理论力学》和《材料力学》是力学中最典型、最基础的两门课程,是后续专业基础理论课的基石,在进行课程设计和毕业设计中,力学贯穿于整个设计中,从计算、设计、到强度、刚度、可靠性的检验,运用到大量的力学课程的知识。

  因此,正确掌握和学习这两门课程的知识点就尤为重要。

  力学的教学现状及存在问题

  随着经济的发展和社会的进步,高等教育也在不断的深化改革,目前国内的高等教育已经由过去的精英教育向大众教育转变,由于各个院校的扩招,高等院校的学习人数越来越多,随之带来的问题就是学生的基础普遍下降加上力学课程理论性较强,有些同学学起来非常吃力,学习兴趣不是很大;还有些同学由于《理论力学》的基础没有打好,在学习《材料力学》时衔接不上,不能进行后续的学习;一部分同学直接放弃前面的学习,在进行期末考核时,临时突击,在没有掌握基本理论就开始死记硬背,为了考试而背题,为了考试而考试,有的同学甚至为通过考试,不得不作弊来达到通过的目的,这些做法都根本无法达到学习的真正目的。鉴于力学课程的重要性,提出“如何提高力学学习兴趣的方法研究”,旨在研究如何激发学生学习力学课程的兴趣,真正实现学习的主动性。

  力学课程教学改革及创新研究

  2.1 因材施教,培养学生思维能力

  由于学生的基础水平不同,针对不同层次的学生,采取因材施教的教学模式。因此,在教材内容的讲解方面就显得尤为重要,可以将力学的知识点划分为三部分,第一部分作为基本知识点,主要以“必须、够用”为主,是所有学生必须选择的课程知识点;第二部分为应用知识点,相对于基本知识点而言,应用知识点是选修的知识点,应用模块主要面对70% 的学生,主要讲解材料力学的相关理论在生活中以及工程实践中的应用;第三部分为扩展知识点,也是选修知识点,主要针对一些对力学有更深的学习情趣或者要进一步考研深造的学生,扩展知识点主要面向30% 的学生,主要注重学生的动手能力,培养学生的创新意识和实践能力。

  2.2 课堂教学与专业知识讲座相结合,延伸及扩展传统课堂教学

  结合力学课堂教学的特点,在特定章节、特定知识点间邀请相关领域的力学专家及工程实践者,结合自己的具体科研项目以及自身的实践工作经验做讲座,增加学生对力学知识以及学科前沿的了解,提高学生学习力学的兴趣和积极性。例如邀请企业的力学工作者对广大师生进行学术讲座,结合企业关于力学的具体案例进行力学知识点的讲解与深入,或找一些力学协会的专家讲一些关于力学新的研究等方面的讲座,通过这些讲座,增加学生的知识面,增强学生的学习兴趣,培养学生敏锐的科学研究能力与创新思维,同时也可以让学生更加深入的了解企业,了解力学的具体应用,为学生的就业做好坚实的基础。

  2.3 理论联系实际,培养学生学习兴趣

  力学是一门理论知识点较强的学科,学生对力学抽象的知识点理解起来比较困难,因此,在进行力学的教学过程中,要将力学与工程实践紧密的结合起来,在课时量的分配中,增加实践环节的课时量。例如对于《材料力学》的传统实验——拉压破坏实验而言,所涉及到的新知识点较少,因此,在进行此项实验时,将传统的实验材料低碳钢和铸铁改成现代力学上常用的有特点的材料,例如有色金属、复合材料、高分子材料等。这样不仅使学生达到了实验的效果,又使学生了解了新材料,增加了新的知识,提高了学生的学习兴趣,也可以让学生建立起前后联系的材料力学知识框架。

  2.4 开展课外竞赛,提升学生创新能力

  在课余时间,开展课外竞赛的活动,将其作为正常教学环节的补充和延伸。首先学院可以根据教学情况和进度安排,在每章或每个重要知识点中,设置相应的竞赛,针对获奖学生给予相应的奖励。其次,鼓励学生参加学校以及国家的各种力学竞赛及机械创新大赛,在比赛过程中,鼓励学生自己设计制作力学模型,进行力学分析,进行实验验证及实物制作,形成最后分析结果,做到以赛促教、以赛促学。并将获得学校、省级以及国家级的比赛的学生,给予相应的创新创业教育学分,学生也可以利用此学分进行相应的不感兴趣的公共选修课与专业选修课的课程学分置换。这些课外活动可以激发学生的学习兴趣和学习的主动性,强化学生分析力学的逻辑思维,检验学生的专业知识,锻炼学生团队合作的能力,提高学生的综合素质,增强学生的自主创新能力,把握力学的整体知识体系,对后续学习的专业课程具有良好的推动效果。

  2.5 理论教学内容与大型工程软件相结合,掌握现代计算工具

  在材料力学课程内容设计上除了传统教材上的基本内容外,应该结合理论知识,简单介绍与讲解目前有关力学计算和分析的软件。例如CAE仿真软件,ANSYS有限元分析软件等。如在材料力学的教学过程中,在讲解弯曲变形时,可以利用ANSYS有限元仿真软件,建立三维模型,对每个算例进行建模分析,在物体的受力情况不同、受力位置不同时,均可以在三维模型中直观、形象的显示,将原本抽象的受力变形可以通过三维模型使学生更容易接受和理解,在视觉上给学生带来全新的体验,激发学生的学习兴趣,也使学生能够掌握一门新的现代计算工具。

  2.6 精选例题训练,强化理解和记忆

  在力学的课程中,为了使学生真正的对知识点进行掌握和强化,精选一些例题进行训练是必要的。在力学的教学过程中,要分配好习题课的课时和知识讲解的课时,在知识讲解的基础课中,首先运用“比较法”、“口诀法”等小技巧进行每小结或章节的知识点梳理;在习题课上,运用经典例题加深学生对知识点的理解以及对公式的记忆,在进行习题讲解时,将一道大而复杂的题分解成若干个简单而典型的小问题进行求解,比如在材料力学的课程中在绘制静定梁的弯矩图时,第一步要先找学生求支座反力,第二步提问学生弯矩的正负号规定,第三部运用截面法,绘制梁的弯矩图[4],来完成复杂问题的求解。在对典型的例题进行讲解时,举一反三,让学生在课下进行思考与讨论,在课上留给学生进行讲解的时间,给同学们展示的机会,也会更加加深学生对力学的兴趣,增强学生的理解与记忆,同时也会增强学生的自信心。

  2.7 利用“互联网+”现代教学手段,培养学生自主学习能力

  “互联网+”教育是在新时代下流行起来的一种教育模式,在传统教育的行业中要充分利用互联网等新兴技术手段,实现传统教育模式的创新。例如在师讲生听的传统教育模式中引入慕课(MOOC)、翻转课堂、SPOC课程等。在上课之前,教师需要针对一个特定的问题录制一个短小精悍的视频,也就是所说的微课,并将每堂课课程内容中的重点和难点制成 PPT,然后通过配音,讲解相应的知识点,同时辅以板书演示,录制成微视频录像;在微视频录制好后,教师将微视频、思考题等传到学校相应的网站,任何对力学有兴趣的学生都可以进行观看,并在线与老师、同学进行交流,同时也可以对即将上课的学生起到帮他们预习的作用,这种教学模式激发了教与学的活力,增强了师生间的课上与课下的交流互动[5],提高了教学质量。

  2.8 完善考核方法,实现学生成绩的突破

  考核也是提高学生力学学习兴趣不可缺少的环节,在传统一次性考核中,应增加“全过程考核”。

  在力学的课程考核中,应加大平时的考核,在考核平常的作业、出勤外还应在课程过程中增加多次小结性的测试,这样每一阶段学生都会花时间进行复习总结,使学生在平时就增加对公式的记忆与理解,不会留到期末时进行突击复习或死记硬背,为后续的课程学习、课程设计以及毕业设计打下坚实的基础,并将学生在翻转课堂教学模式下的表现作为平时考核的一部分。

  (2)在传统的考试题型中进行改革,要在考试的试题中加入反映学生创新能力的题型,注重三基的考核,反对期末突击复习,死记硬背;其次,建立力学试题库,做到考教分离,充分培养学生对力学试题分析的方法。

  3. 结论

  为了适应21世纪对复合型创新人才的需求,为了调动学生学习的积极性以及学习力学的兴趣,在力学的教学过程中要充分探索新的教学方法、教学手段、教学模式,不断的进行深入改革,充分调动学生的学习兴趣,提高学生的自主创新能力,培养学生独立解决力学问题的逻辑思维,提高教学质量。总之,在力学的课程教学中,要不断思考,不断总结,大胆创新,采用贴切的教学方法和适当的教学手段进行不断的实践,才能提高教学质量,激发学生学习的兴趣。

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