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加強(qiáng)力學(xué)教改培養(yǎng)學(xué)生能力
加強(qiáng)力學(xué)教改培養(yǎng)學(xué)生能力文/周加林
摘 要：在多年教學(xué)實(shí)踐與改革研究探索的基礎(chǔ)上，針對學(xué)生諸方面能力的培養(yǎng)，提出相應(yīng)的力學(xué)教改措施。
關(guān)鍵詞：力學(xué)模型；思路圖法；邏輯綜合能力；創(chuàng)新能力
新時(shí)期的工程技術(shù)人員，不僅要有一定的理論知識，還必須具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐工作能力。然而各種能力的培養(yǎng)不是孤立的，不能僅僅局限于各類實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)上，而應(yīng)貫穿于學(xué)校教育的全過程，體現(xiàn)在各門課程教學(xué)和各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中。本文就力學(xué)教學(xué)改革中如何培養(yǎng)學(xué)生能力進(jìn)行探討。
一、加強(qiáng)建立力學(xué)模型的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論解決工程實(shí)際問題的能力
“力學(xué)模型”是聯(lián)系工程力學(xué)知識與實(shí)際問題的橋梁，重視學(xué)生建立力學(xué)模型方法的培養(yǎng)，提高理論解決實(shí)際問題的能力，就是要使學(xué)生具有較強(qiáng)實(shí)踐工作能力的具體體現(xiàn)。目前，教材多數(shù)只說明某個(gè)結(jié)構(gòu)可簡化為某個(gè)力學(xué)模型，而對為什么能簡化，怎樣簡化，簡化過程中應(yīng)注意的問題，往往闡述不夠。針對這一現(xiàn)象，我在教學(xué)中，堅(jiān)持向?qū)W生傳授工程力學(xué)模型的思想和建立方法，重點(diǎn)放在講清楚各種鉸鏈約束和固定端約束的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及反力的區(qū)別，利用教具進(jìn)行直觀啟發(fā)。各類空間約束對照實(shí)物進(jìn)行講解，使學(xué)生牢固認(rèn)識各種約束的判別方法和各個(gè)約束反力的建立方法。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)際問題進(jìn)行抽象、簡化，學(xué)會建立力學(xué)模型。如，在直梁彎曲中，把如何建立力學(xué)模型放在首位，讓學(xué)生通過對兩人用扁擔(dān)抬水、橋式吊車大梁的分析，掌握起簡支梁的簡化方法，再通過對比長短軸承約束的特點(diǎn)，加強(qiáng)對固定端和鉸鏈約束的判別方法。并且引導(dǎo)學(xué)生對日常生活和實(shí)習(xí)工廠中常見構(gòu)件的受力及約束進(jìn)行簡化，建立起力學(xué)模型，鍛煉抽象概括能力，使他們掌握建立力學(xué)模型應(yīng)注意的各項(xiàng)原則，指導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題的方法，既提高了學(xué)生對工程力學(xué)知識的應(yīng)用能力，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、用思路圖法進(jìn)行總結(jié)，提高學(xué)生的邏輯綜合能力
“科學(xué)不但有實(shí)用價(jià)值，更重要的是它的訓(xùn)練價(jià)值�！边@正像工程力學(xué)等學(xué)科的教學(xué)一樣，不僅要傳授學(xué)生知識，而且要培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和分析綜合能力。在教學(xué)中我非常注重和強(qiáng)調(diào)對學(xué)生邏輯綜合分析能力的培養(yǎng)，并總結(jié)了一種行之有效的方法：思路圖法。
在每個(gè)章節(jié)結(jié)束后，就將這一章的各個(gè)概念和知識的作用及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系搞清楚，然后將這些零散的概念聯(lián)系成一個(gè)整體，作出思路圖，給學(xué)生一個(gè)高層次的概括性知識，讓學(xué)生掌握這種學(xué)習(xí)方法，并靈活地應(yīng)用它，使學(xué)生由被動接受知識向主動接受知識方向轉(zhuǎn)換。如，通過材料力學(xué)中軸向拉伸和壓縮學(xué)習(xí)后，給學(xué)生歸納出思路圖。此圖以構(gòu)件、受軸向拉壓的強(qiáng)度研究思路為主干線，引出研究過程中建立起來的各個(gè)概念、公式及計(jì)算方法，引導(dǎo)學(xué)生的思維從表層向深層縱深方向發(fā)展，從軸向外力引起的內(nèi)力、應(yīng)力導(dǎo)致構(gòu)件拉壓破壞，到材料抗力的研究目的、材料拉壓的力學(xué)性能及工程實(shí)際情況的考慮，一環(huán)扣一環(huán)，逐步深入，最后建立起直桿拉壓強(qiáng)度條件，解釋強(qiáng)度條件的實(shí)質(zhì)并闡明學(xué)科的任務(wù)，總結(jié)強(qiáng)度計(jì)算類型。再從觀察到的表面現(xiàn)象，分析構(gòu)件的內(nèi)力、變形，尋找內(nèi)力與變形間的內(nèi)在聯(lián)系，按照邏輯思路的方法進(jìn)行總結(jié)歸納。順利地溝通了此章的基本概念、思路，清晰地理解、記憶了本章知識和計(jì)算公式，改變了他們中學(xué)時(shí)代的學(xué)習(xí)意識——把學(xué)習(xí)當(dāng)成被動地接受知識信息的過程，學(xué)會用有效的方法主動的消化知識。
材料力學(xué)研究構(gòu)件在各種變形形式下的強(qiáng)度和剛度的方法是相同的，因而課程各章均有著基本相似的思路圖，只是因各章研究的變形不同，而導(dǎo)致知識內(nèi)涵完全不同。在剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等章節(jié)結(jié)束后，讓學(xué)生自己對所學(xué)知識進(jìn)行分析和綜合，總結(jié)、歸納出這一章的思路圖。從學(xué)生所作的思路圖中發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本能夠做到把書中各章零散的、自成體系的內(nèi)容和計(jì)算公式、研究思路進(jìn)行有序地排列組合，逐步深入的按邏輯進(jìn)行推理，聯(lián)系成有機(jī)的整體。思路圖法不僅有效地提高了學(xué)生的邏輯綜合能力，而且告訴了學(xué)生由“厚”變“薄”、由粗變精的消化知識的過程，讓學(xué)生領(lǐng)悟如何在不斷輸入教學(xué)信息的基礎(chǔ)上，用邏輯分析對各個(gè)概念及各種計(jì)算重新進(jìn)行組合，派生出自己的新知識結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)自己良好的學(xué)習(xí)方法和正確的思維方式。
三、不斷創(chuàng)新課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力
21世紀(jì)是科技知識爆炸的世紀(jì)，在有限的時(shí)間內(nèi)給學(xué)生以終身享用不盡的知識是不可能的。我們必須培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，具有自我開拓和獲取知識的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師只管自己講授，以科目為中心的“灌輸式”單向教學(xué)，這使得相當(dāng)一部分中專生獨(dú)立性差，幾乎無自學(xué)能力。為此，我在教學(xué)中常常改變這種教學(xué)方法，創(chuàng)造一個(gè)以學(xué)生為中心的具有創(chuàng)造性的教學(xué)環(huán)境。我首先對教學(xué)內(nèi)容通過承上啟下的方式提出問題，有意識地讓學(xué)生帶著問題自己鉆研。例如，在“純彎曲梁橫截面上的應(yīng)力”這一章，因應(yīng)力公式推導(dǎo)方法與圓軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式推導(dǎo)方法相同，雖然有一定難度，但學(xué)生根據(jù)已有的知識完全能求解。為此，我讓學(xué)生帶著彎矩在橫截面上如何分布這一問題進(jìn)行自學(xué)，使每位學(xué)生進(jìn)入角色，同時(shí)啟發(fā)引導(dǎo)，以揭示和幫助學(xué)生進(jìn)行理解。學(xué)生在獨(dú)立思考和分析討論的基礎(chǔ)上回答各個(gè)問題，師生產(chǎn)生共鳴，把整個(gè)教室空間變?yōu)閷W(xué)生思維空間，全方位地駕馭和控制整個(gè)課堂，使得課堂氣氛活躍，學(xué)生既提高了學(xué)習(xí)能力，亦鍛煉了交流能力。有些較簡單的內(nèi)容，請學(xué)生走上講臺，自我教學(xué)，使他們成為教學(xué)過程中積極主動的參與者，大大提高學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力，更培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自覺鉆研的精神和作風(fēng)。同時(shí)對于掌握讀書方法、分析問題的方法以及語言表達(dá)能力都起到相輔相成的作用，深受學(xué)生歡迎。
總之，培養(yǎng)學(xué)生能力與教授學(xué)生理論知識兩者可以完美地予以結(jié)合，并相互促進(jìn)，形成良性循環(huán)。
（作者單位 江蘇省鹽城市阜寧高等師范學(xué)校）
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