柴燕

摘 要 本文詳細(xì)介紹了材料力學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，并系統(tǒng)地闡述了用于材料力學(xué)課的多種教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程及有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞 材料力學(xué) 啟發(fā)式 理論聯(lián)系實(shí)際 開(kāi)放式 多媒體 互換角色

一、材料力學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

《材料力學(xué)》是工科院校一門(mén)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是力學(xué)、機(jī)械、土木工程等工科類專業(yè)的必修課， 其主要目的是通過(guò)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題有明確的基本概念、必要的基礎(chǔ)知識(shí)、比較熟練的計(jì)算能力、一定的分析能力和初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，提高學(xué)生的力學(xué)建模能力以及對(duì)工程構(gòu)件的力學(xué)分析能力，并為其他后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展， 力學(xué)的新知識(shí)不斷涌現(xiàn)，工程技術(shù)對(duì)力學(xué)的要求也越來(lái)越高；但隨著教育教學(xué)改革的深入，學(xué)校給予材料力學(xué)課程的教學(xué)時(shí)數(shù)卻越來(lái)越少。因此，如何根據(jù)本課程的特點(diǎn)，使學(xué)生熟練掌握并靈活運(yùn)用其理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，成為力學(xué)教學(xué)的當(dāng)務(wù)之急。而且，在目前的教學(xué)中，學(xué)生普遍反映該門(mén)課程不好學(xué)、枯燥、乏味，大多數(shù)學(xué)生對(duì)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)提不起興趣，積極性不高，成績(jī)不理想。但，這門(mén)課又直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。因此，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的興趣，提高學(xué)習(xí)積極性，保證在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)，達(dá)到最大最好的教學(xué)效果，需要我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中探索研究。

心理學(xué)家認(rèn)為，學(xué)習(xí)的最好動(dòng)機(jī)是對(duì)所學(xué)內(nèi)容本身發(fā)生興趣。因此，材料力學(xué)課程的教學(xué)改革應(yīng)該從提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣著手。通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索：任何一種單一的教學(xué)模式都收不到良好的教學(xué)效果。每種教學(xué)手段，既有其優(yōu)越的一面，也有其不可避免的弊端。而發(fā)揮其長(zhǎng)處，彌補(bǔ)其不足，實(shí)現(xiàn)各種方法的互補(bǔ)性，是選擇教學(xué)手段的依據(jù)。通過(guò)各種教學(xué)手段的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生去思考、去探索、去發(fā)現(xiàn)，使學(xué)生的思維活躍起來(lái)，求知欲強(qiáng)烈起來(lái)，從而讓學(xué)生從知識(shí)、技能的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者和積極探索者。

二、多維模式教學(xué)研究

（一）啟發(fā)式模式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是教師通過(guò)教學(xué)活動(dòng)， 誘發(fā)學(xué)生相關(guān)的、積極的思維活動(dòng)的教學(xué)方式。我們倡導(dǎo)的是提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)。但是讓學(xué)生帶著什么問(wèn)題學(xué)，問(wèn)題由誰(shuí)提出來(lái)是值得研究的。在以往的教學(xué)中比較多的問(wèn)題是由老師提出來(lái)的，如果老師提出的思考題只是讓學(xué)生從課本找出答案來(lái)回答提出的問(wèn)題，那么，學(xué)生的思路跟著老師的思路走，學(xué)習(xí)還是被動(dòng)的，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考就受到束縛。因此，我在平時(shí)的課堂教學(xué)中，從學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生談?wù)勛x懂了什么，還有哪些不明白不清楚的，然后啟發(fā)大家?guī)е约禾岢龅膯?wèn)題學(xué)，這樣學(xué)生獨(dú)立思考的空間較大，能體現(xiàn)其主體性。

1、通過(guò)形象的語(yǔ)言、恰當(dāng)?shù)谋扔鬟M(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)， 效果很明顯： 如在畫(huà)有均布載荷作用的梁的彎矩圖時(shí)， 可把均布載荷比作生長(zhǎng)的花卉方向， 而把種植花卉的花盆開(kāi)口方向看成彎矩圖的曲線開(kāi)口方向， 學(xué)生們就很容易掌握這一內(nèi)容.

2、重視導(dǎo)言的啟發(fā)作用： 導(dǎo)言在教學(xué)中應(yīng)起到承上啟下的作用，其設(shè)計(jì)更應(yīng)注意引發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生一接觸新課就產(chǎn)生新奇感。如在講變形時(shí)， 首先讓學(xué)生思考變形的利弊， 然后告訴學(xué)生很多零件需要有一定的變形達(dá)到使用目的，例如避震器，同時(shí)舉例說(shuō)明變形過(guò)大也是很危險(xiǎn)的。這就引發(fā)了學(xué)生的興趣， 為學(xué)生接受新課開(kāi)了個(gè)好頭。同時(shí)，教學(xué)中突出材料力學(xué)研究思路的講解，采取反復(fù)強(qiáng)調(diào)，，每講完一個(gè)問(wèn)題我都會(huì)去問(wèn)下面該涉及什么問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生了解了研究思路，他們就很清楚接下來(lái)該講什么了。

（二）理論聯(lián)系實(shí)際模式教學(xué)

材料力學(xué)課概念多， 理論性強(qiáng)， 抽象而難以理解， 對(duì)這部份內(nèi)容多聯(lián)系實(shí)際， 對(duì)教學(xué)幫助很大。

1、從生活中尋找力學(xué)概念：講解力學(xué)概念時(shí)， 盡量舉生活中的實(shí)例。 如學(xué)習(xí)空間約束“球鉸鏈”時(shí)用語(yǔ)言干巴巴憑空描述， 學(xué)生無(wú)法想象其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)， 若舉出游戲機(jī)的操控手柄、電視機(jī)的室內(nèi)天線等例子， 大家就會(huì)恍然大悟， 一下子就掌握了概念。

2、生活是定理、定律的最好注釋， 在許多生活現(xiàn)象的背后都可以看到定理定律的影子： 如將定理定律融入生活中進(jìn)行講述， 就會(huì)變得生動(dòng)形象、淺顯易懂。如在講解“力的平移定理”之前提出： “打乒乓球時(shí)你會(huì)拉弧線嗎？你知道足球射門(mén)中香蕉球是怎么踢出來(lái)的？”這類大家都感興趣的問(wèn)題， 會(huì)使課堂氣氛頓時(shí)活躍起來(lái)。然后指出答案就在平移定理之中， 吸引大家注意力后講解定理內(nèi)容， 學(xué)生會(huì)感到看似那么深?yuàn)W難懂的定理離他們是那么近。

（三）開(kāi)放式模式教學(xué)

開(kāi)放式教學(xué)模式即在教學(xué)中， 摒棄一塊黑板、一枝粉筆滿堂灌的教學(xué)模式， 大量采用實(shí)物、模型及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，師生圍坐一起開(kāi)展課堂討論， 加大學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與程度， 增大學(xué)生在教學(xué)中的主動(dòng)性， 課堂氣氛融洽、活躍。

實(shí)驗(yàn)是幫助消化理論知識(shí)的良藥：比如， 在講“薄壁圓筒受扭失穩(wěn)”時(shí)， 我讓學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)塑料瓶，讓他們?cè)囍檬秩Q， 體會(huì)其變形與破壞的特點(diǎn)，然后指出這是一種失穩(wěn)現(xiàn)象，工程實(shí)際中應(yīng)避免或減少。 而且，在每次的實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生多觀察，多和課本上的理論結(jié)合起來(lái)理解，這樣學(xué)生對(duì)知識(shí)就有了全面深刻的印象。

（四）多媒體輔助模式教學(xué)

材料力學(xué)課程具有很強(qiáng)的工程背景知識(shí)，如能將抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)用動(dòng)畫(huà)、PPT、實(shí)物模型等形式展現(xiàn)，就可以加快學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能給學(xué)生提供豐富的感性材料， 加大課堂教學(xué)容量， 集中學(xué)生注意力， 使學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程更為生動(dòng)， 增強(qiáng)了課堂的教學(xué)效果。如“應(yīng)力集中的概念”、“ 梁的切應(yīng)力及其強(qiáng)度計(jì)算”等知識(shí)點(diǎn)，課堂板書(shū)較多，抽象知識(shí)點(diǎn)多，如果綜合利用實(shí)物模型、多媒體課件、動(dòng)畫(huà)等手段，就能使學(xué)生在當(dāng)堂教學(xué)中較好地理解掌握這些知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。但現(xiàn)在的教學(xué)中也存在過(guò)分依賴PPT，不注重力學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的有機(jī)銜接等問(wèn)題。因此在運(yùn)用多媒體課件時(shí)，應(yīng)注重傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體教學(xué)的結(jié)合，在做受力分析、重要的理論推導(dǎo)時(shí)，運(yùn)用板書(shū)書(shū)寫(xiě)解題步驟和受力分析過(guò)程，運(yùn)用PPT 展現(xiàn)最后的受力圖以及計(jì)算結(jié)果，從而進(jìn)一步加深學(xué)生的理解與消化。

（五）“互換角色”模式教學(xué)

“互換角色”模式即在課堂中教師與學(xué)生交換位置進(jìn)行授課。該教學(xué)模式主要用于一些自學(xué)課及習(xí)題課，實(shí)踐證明是行之有效的。以往當(dāng)教師把題目稍作改動(dòng)，學(xué)生就會(huì)望題興嘆，作錯(cuò)甚至不作，離不開(kāi)教師的講解，給教學(xué)帶來(lái)困難，因此我采用了“互換角色”教學(xué)模式。 比如，在學(xué)習(xí)拉壓、扭轉(zhuǎn)與彎曲的內(nèi)力圖繪制時(shí)，我布置課堂作業(yè)，同學(xué)當(dāng)堂完成后互換作業(yè)，每個(gè)人都當(dāng)一回老師去批改別人的作業(yè)，從批改的過(guò)程中，首先自己弄懂，然后再學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，糾正問(wèn)題，這樣大家對(duì)這一部分的知識(shí)就有了更深一步的認(rèn)識(shí)。再比如，在學(xué)習(xí)彎曲變形的積分法這一節(jié)時(shí)，要求學(xué)生課下先自學(xué)，然后下次課由學(xué)生充當(dāng)老師上臺(tái)講授，通過(guò)同學(xué)們的提問(wèn)、解答，徹底弄懂這一章節(jié)，事實(shí)證明效果頗好。因此，鼓勵(lì)所有學(xué)生都能走上講臺(tái)，教學(xué)效果好，也有利于融洽師生關(guān)系。

三、總結(jié)

材料力學(xué)課程作為一門(mén)專業(yè)課程， 在課程體系中有著重要的地位，隨著社會(huì)的發(fā)展，其教學(xué)應(yīng)該完全適應(yīng)時(shí)代的要求。這五種教學(xué)模式是既相互獨(dú)立、又密切聯(lián)系的。在整個(gè)教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)倪x用，合理地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，會(huì)收到良好的教學(xué)效果。誠(chéng)然，教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題是多方面的和變化的，這需要力學(xué)教育工作者們著眼于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，不斷探索和積極創(chuàng)新，以期培養(yǎng)出適應(yīng)二十一世紀(jì)要求的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

基金項(xiàng)目：江漢大學(xué)機(jī)電與建筑工程學(xué)院科研項(xiàng)目《材料力學(xué)課的多維教學(xué)研究》提供資助，批準(zhǔn)號(hào)為：機(jī)建JZ012【2013】

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（作者單位：江漢大學(xué)機(jī)電與建筑工程學(xué)院）