樊甜甜 胡先雄
(長江大學工程技術(shù)學院 湖北 荊州 434020)
《理論力學》是研究物體在力作用下作機械運動的基本規(guī)律的科學,是高等院校本科相關專業(yè)的基礎課程。例如,對于機械類專業(yè)來講,機械原理及機械零件、機械設計基礎、粉體力學、化工裝置設計、材料力學等都以《理論力學》為基礎[1]。
獨立學院是中國近10年來高等教育辦學體制改革創(chuàng)新的重要成果,目前仍處于探索階段。獨立學院雖與母體高校共享教育教學和管理資源,但不能照搬普通高校的教學方式和人才培養(yǎng)思路。以長江大學工程技術(shù)學院機械類專業(yè)為例,其培養(yǎng)思路定位于培養(yǎng)具備機械設計制造、自動化和計算機的基礎理論知識與應用能力,能從事石油機械產(chǎn)品的設計制造、生產(chǎn)管理、機械設備的運行與維護等“生產(chǎn)一線”的工程師[2]。由于此專業(yè)學生培養(yǎng)目標不同于其母體高校,如仍使用母體高校的教育教學方式,則可能出現(xiàn)授課方式與聽授對象拖節(jié)的問題。長此以往,學生對此門課學習的積極性降低,學習效果不顯著。
為此,我們對本專業(yè)的學生制定出了特定的學習要求:通過《理論力學》的學習,學生需掌握以下幾個方面的內(nèi)容:1)掌握理論力學的基本概念及理論,能夠?qū)⒑唵蔚墓こ虇栴}抽象為力學模型,并正確地進行力學分析;2)掌握物體、物體系平衡問題的求解;3)掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機械運動的基本規(guī)律和研究方法;4)應用本課程的理論和方法解決一些簡單的工程實際問題,培養(yǎng)其獨立分析問題、解決問題的能力。針對此學習要求,本文試從以下三個方面著手,探討獨立學院機械類專業(yè)《理論力學》的教學方法:
針對獨立學院中《理論力學》“理論課時”少,并且《理論力學》中相當多的內(nèi)容與大學物理中的力學部分重復,有的甚至高中物理中都已涉及的特點,我們需調(diào)整教材內(nèi)容。獨立學院的學生基礎知識薄弱,故教材必須針對專業(yè)培養(yǎng)目標并且結(jié)合學生特點,有針對性地選擇,同時對教學內(nèi)容還要進行取舍。我們選用了武漢理工大學的李卓球等教授編寫的《理論力學》(第2版)。在保持基本內(nèi)容不變的前提下,考慮到教學課時的限制,我們對部分教學內(nèi)容進行了精簡,并刪減了個別章節(jié),如機械振動基礎,達朗貝爾原理,虛位移原理,動力學普遍方程和拉格朗日方程等章節(jié)。
《理論力學》的基本概念較多,邏輯性、系統(tǒng)性較強,且在概念上、內(nèi)容上層層遞進,環(huán)環(huán)相扣,因此在教學上必須循序漸進?!独碚摿W》與工程實際問題聯(lián)系緊密,例如,在機電一體化產(chǎn)品中,系統(tǒng)的運動學和動力學分析是連接機和電的紐帶。在教學中要讓學生了解問題的工程背景,并將概念和理論與工程實際中的力學現(xiàn)象聯(lián)系起來,這樣對理論和概念的理解非常有幫助。工程背景的了解,可以通過圖片或者是flash動畫的形式向?qū)W生展示,這樣給學生的印象更為直觀形象。對機械類專業(yè)的學生而言,特別是培養(yǎng)應用型人才的獨立學院的機械類專業(yè)的學生而言,學習《理論力學》的目的在于掌握對各類機械結(jié)構(gòu)、機電裝備進行靜力學、運動學和動力學分析的基本方法,以解決工程實際問題。
為此,我們采用以下教學方法以提高教學效果:
在《理論力學》教學過程中,我們大量地使用了多媒體等現(xiàn)代化教學手段,其生動形象,節(jié)省寫板書的時間。在教學中我們發(fā)現(xiàn),多媒體等現(xiàn)代化教學手段與傳統(tǒng)的黑板,粉筆及模型教具不是相互排斥,而是相輔相成的[3]。應該靈活地運用各種傳統(tǒng)的和現(xiàn)代化的教學手段。
互動式教學方法能夠激發(fā)學生的學習興趣,發(fā)揮其學習的主觀能動性。為了調(diào)動學生學習的積極性,我們認真策劃如何能使所講知識既能讓學生掌握,又能使其主動參與到課堂教學來。我們采用老師提問學生回答的方式,或者請學生提前預習上講臺試講的方式以實現(xiàn)教與學有機的結(jié)合。這使教學氣氛變得活躍,實現(xiàn)教學相長。
針對獨立學院學生基礎知識薄弱的特點,我們將課程中一些復雜的公式推導采用一些簡單的模型加以推導,這樣可以使學生從復雜的公式推導中解放出來,不會對此門課產(chǎn)生厭學情緒。節(jié)省出的時間我們可以多講解一些典型的例題,加深學生對問題的理解和掌握,提高學生的學習積極性。
由于獨立學院學生整體水平有限,課后用于學習的時間不多,故對《理論力學》的掌握程度不高。故我們在每次講授新知識之前,對上一堂課的內(nèi)容進行簡短的復習,并對典型的題目進行講解分析以起到加深記憶的作用。
為了鞏固課堂知識、加強課后復習和練習,及時解決學習過程中的疑惑,我們每周安排一次答疑時間。不論學生所提出的問題質(zhì)量如何,我們都以飽滿熱情對待他們,讓學生聽懂。
為了開闊學生的眼界,加深《理論力學》的工程概念,了解這門課程與工程實際的緊密聯(lián)系,培養(yǎng)、鍛煉學生的創(chuàng)新思維能力和動手能力,我們開設了《理論力學》實驗課。把工程中存在的理論力學問題,經(jīng)過簡化提練成力學模型,對學生進行有理論,有實物的講解。通過參觀圖片實物、實驗演示以及學生自己觀察、分析和動手實踐達到實驗的目的。
考試成績包括平時成績(占50%)和期末考試成績(占50%)。平時成績包括出勤率(占10%),作業(yè)完成情況(占20%)和實驗成績(占20%)。實驗的考核采取填寫實驗報告、撰寫小論文和交作業(yè)的形式進行。這樣一方面可以提高出勤率,又可以督促學生認真完成作業(yè)。對于期末考試,我們采取半開卷式的考核方式,即學生帶一張A4的紙,上面可以寫有公式,這樣有利于鼓勵學生系統(tǒng)地歸納總結(jié)所學到的知識。
本文分別通過教學內(nèi)容的選定、基本概念的講解,實驗環(huán)節(jié)的安排和考核方式的選擇四個方面探討了如何提高學生學習《理論力學》的效果。我們發(fā)現(xiàn),通過改進教學方法,學生對此門課的學習興趣和學習自主性大大提高,學習效果也明顯提高。
[1]李卓球,侯作富,等.理論力學[M].2 版.武漢:武漢理工大學出版社,2011:2.
[2]耿家源,梁漢優(yōu).獨立學院機械專業(yè)人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].科技信息,2010(3):192.
[3]羅義銀.機械類專業(yè)理論力學教學改革的發(fā)展與思考[J].力學與實踐,2000,22:56.